Como ya sabréis, la distribución variable revolucionó los motores de combustión interna, llegando especialmente a la fama con el auge de las leyendas JDM de la década de los ’90, y no es ningún secreto que me encanta hablaros de curiosidades acerca de motores. Primero vino el listado de los 10 propulsores de producción que marcaron una época, después los ocho mejores bloques de cuatro cilindros de los últimos 20 años, seguido de algunos de los motores V12 con mejor sonido de la historia o aquellos coches que casi recordamos más por su sonido que por su estética.
Todo ello sin olvidarnos de aquellos deportivos de ensueño que tomaron prestados sus motores de modelos generalistas, a los que les ocurría todo lo contrario -que fueron originalmente diseñados para arrasar en el circuito– o la comparativa en la que hablaba de la entrega de par: Motores de combustión Vs. motores eléctricos.
Pues bien, tras los últimos post de la saga de curiosidades mecánicas que cerré con los seis propulsores de los que probablemente nunca tuviste constancia, la comparativa entre los motores V-TEC, los VVT-I y los propulsores VANOS y el análisis en profundidad de los motores VTEC de Honda, hoy nos vamos a centrar en dar un repaso a todos los tipos de motores VTEC existentes.
Tipos de motores VTEC
Motores DOHC VTEC
Un motor DOHC VTEC es aquél en el que el sistema de distribución variable de las válvulas se acopla a las válvulas de admisión y escape en los motores de doble árbol de levas. El primer bloque en montarlo fue el motor B16A DOHC. Introducido en 1989, el B16A produjo 160 CV y se utilizó por primera vez en el Honda Civic SiR (EF9), el Honda CR-X SiR (EF8) y el Honda Integra XSi (DA6) -solo en Japón-.
El mismo año, Europa vio la llegada del Honda CRX 1.6 VT, que tenía una versión derivada del B16A, el B16A1, desarrollando 150 caballos de potencia. Los Estados Unidos vieron la primera aplicación del VTEC en el Acura NSX de 1991, que tenía un motor DOHC V6 ‘C30A de 3.0L con 270 CV. También puede encontrarse en los motores del Honda Civic 1.6, el Honda Integra Type R, el Honda Accord Type R o los deportivos Honda S2000 y Honda NSX.
Motores SOHC VTEC
Un motor SOHC VTEC es aquél en el que el sistema de distribución variable de las válvulas se acopla solamente a las válvulas de admisión en los motores de un árbol de levas. Debido a la popularidad y el valor de los VTEC, Honda decidió utilizar dicha tecnología para sus motores SOHC. Por su diseño, tanto el escape como las válvulas de admisión son operados por el mismo árbol de levas.
Estos motores se montaron en algunos Honda Civic y Honda Accord del año 1998.
La principal desventaja de este sistema es que la leva activada por el VTEC sólo modifica la admisión. Recordemos que el motor VTEC necesita un tercer balancín central y un lóbulo de leva para los lados de la admisión y el escape pero, en un motor SOHC, las bujías se colocan entre los dos balancines de la válvula de escape, sin dejar espacio para el balancín VTEC. Además, el lóbulo central del árbol de levas no se puede usar por ambos lados -entrada y escape-, lo que limita el VTEC a un solo lado.
Motores VTEC-E
Los motores VTEC-E son una variante de los motores VTEC diseñada para mejorar el ahorro de combustible -de ahí su nombre-. Aumentan la eficiencia de la combustión a bajas revoluciones, al tiempo que ofrecen el rendimiento de un motor que no es VTEC en el rango medio. El VTEC-E es la primera variante de los motores VTEC que usó balancines de rodillo, lo que hace innecesario emplear tres lóbulos de entrada.
A cambio, hay dos perfiles de levas de admisión diferentes para cada cilindro: un lóbulo de leva muy suave con poca elevación y un lóbulo de leva normal con una elevación media. Como resultado, a bajas vueltas, cuando el sistema VTEC no está activado, una de las dos válvulas de admisión puede abrirse una pequeña cantidad gracias al lóbulo de leva suave, forzando la mayor parte de la carga de admisión a través de la otra válvula de admisión abierta (la que tiene el lóbulo de leva normal).
Esto crea un remolino de la carga de admisión que mejora la mezcla de aire y combustible en el cilindro y permite utilizar una mezcla más ligera. A medida que aumentan la velocidad y la carga del motor, ambas válvulas deben suministrar mezcla suficiente. Al activarse el VTEC, se debe alcanzar un umbral predefinido para la velocidad (en movimiento), las revoluciones y la carga, antes de que la computadora active un solenoide que dirige el aceite presurizado a un pasador deslizante, como ocurre en el VTEC original.
Este pasador deslizante une el balancín de admisión y los siguientes para que ambas válvulas de admisión sigan al lóbulo normal del árbol de levas, en lugar de que lo haga solo una de ellas.
Motores VTEC de tres etapas
El VTEC de 3 etapas es una combinación del VTEC SOHC normal y el VTEC-E. Básicamente, supone una variante especial de los motores VTEC que utiliza tres levas diferentes para controlar el tiempo y la elevación de la válvula de admisión. En esta mecánica se combinan las mejoras de eficiencia de combustible de los motores VTEC-E y el rendimiento de un motor VTEC convencional.
Esencialmente, a bajas revoluciones se desactivan levas, al tiempo que al subir de vueltas se mueve una tercera leva que aumenta el rendimiento. Desde el ralentí hasta las 2.500 rpm, en función de las condiciones de aceleración, una válvula de admisión se abre completamente, mientras que la otra sólo se abre ligeramente, lo suficiente como para evitar la acumulación de combustible detrás de la válvula. Esto se conoce como ‘modo de 12 válvulas‘.
Por otra parte, entre las 3.000 y las 5.400 rpm y, también dependiente de la aceleración, uno de los solenoides del motor VTEC se activa, haciendo que la segunda válvula se bloquee en el lóbulo del árbol de levas de la primera válvula. También conocido como ‘modo de 4 válvulas‘, este procedimiento se asemeja a un modo de funcionamiento normal del motor y aumenta la banda de potencia a medio rango.
Por último, entre las 5.500 y las 7.000 rpm, el segundo solenoide del motor VTEC se activa (ambos solenoides están entonces activados), de modo que ambas válvulas de admisión utilicen el tercer lóbulo del árbol de levas (la tercera leva, en otras palabras). Dicha tercera leva está diseñada para ofrecer un alto rendimiento y proporciona la potencia máxima en el extremo superior del rango de revoluciones. Este tipo de VTEC se monta en algunos Honda Civic 1.6 recientes y en el Honda Civic 1.7 Coupé.
El árbol de levas
El árbol de levas es el encargado de gestionar las válvulas del motor. La energía de rotación que requiere para ello la extrae del cigüeñal, al que puede estar conectado directamente con engranajes, o indirectamente con una correa de distribución. La parte encargada de abrir y cerrar las válvulas son los lóbulos de leva.
Podemos encontrar lóbulos de tipo circular, lóbulos de tipo tangencial o lóbulos de aceleración constante y, en función de su forma, arrastran de una forma u otra las válvulas dejando los orificios de entrada y salida abiertos (la apertura se va alternando). La forma de los lóbulos y su posicionamiento en el eje determinan el tiempo de una leva. Al girar el árbol de levas hace que los lóbulos accionen las válvulas, dejando pasar la mezcla o expulsando los gases que se generan después de la explosión, cerrando así el ciclo giratorio.
Motores i-VTEC
El motor i-VTEC no es otra cosa que una versión más moderna de los motores VTEC que mejora el sistema electrónico de control para aumentar la eficiencia de combustible, de ahí la letra «i» de «intelligent». Cuenta con tecnología TCV -sincronización continuamente variable del árbol de levas- en los motores DOHC VTEC y se utilizó por primera vez en los motores de la serie K de Honda en 2001. En los Estados Unidos, el Honda CR-V de 2002 introdujo esta tecnología por primera vez.
Los controles VTEC de la elevación y la duración de la válvula aún están limitados a perfiles de revoluciones bajos y de revoluciones altos, pero el árbol de levas de admisión de estos propulsores puede avanzar entre 25 y 50 grados, dependiendo de la configuración del motor. El efecto que consigue es una mejora adicional del par de salida, especialmente en un rango de revoluciones bajo y medio.
Motores i-VTEC i
Sencillamente, hablamos de una variante del motor i-VTEC con inyección directa de gasolina, utilizado por primera vez en el Honda Stream de 2003. Este motor DOHC i-VTEC I de 2.0 litros incorpora tecnologías avanzadas de Honda y sistemas de control inteligentes para una economía de combustible líder en su clase, siendo capaz de ofrecer unas emisiones más limpias y un alto rendimiento, dos áreas problemáticas en los motores de inyección directa.
Motores VTEC Turbo
Los motores VTEC Turbo son de relativamente reciente creación e incluyen inyección directa de gasolina, turbocargador y tecnología i-VTEC. Concretamente, estos motores se introdujeron en el mercado el 19 de noviembre de 2013, como parte del desarrollo de Earth Dreams Technology, y se caracterizan por contar con turbos de un sólo rotor que pueden presumir de contar con muy baja inercia y un tamaño compacto (son de origen Mitsubishi).
La baja inercia de la turbina permite que el turbo lag sea prácticamente inexistente, generándose presión de sobrealimentación incluso con cargas. Por su parte, el control electrónico de la válvula de descarga permite gestionar de manera óptima la presión de soplado -1,5 bares de sobrepresión máxima en esta última generación-.
Es preciso señalar que los nuevos motores 1.0 VTEC Turbo alcanzan una relación de compresión de 10:1, mientras que los 1.5 VTEC Turbo llegan a los 10,6:1 para lograr una mayor eficiencia. Para solventar los problemas de autodetonado de la mezcla dada esta elevada relación, Honda ha trabajado meticulosamente sobre el encendido de la mezcla de aire y combustible (emplean válvulas huecas y rellenas de sodio refrigeradas a través del manguito de refrigeración del conducto de escape, al tiempo que el pistón se refrigera gracias a dos surtidores de aceite, contando con segmentos ionizados de baja fricción).
Adicionalmente, las bielas de ambos motores son forjadas y usan una distribución por cadena, lo que evita el mantenimiento. A ello se suman un ciguëñal de acero de alta resistencia , la mecanización de las cámaras de combustión, un aceite 0W20 de muy baja viscosidad y un termostato de control eléctrico y dos fases que permite un funcionamiento eficiente del motor mucho más rápido de lo habitual.
La aplicación inicial del motor VTEC Turbo en los vehículos del mercado europeo llegó de la mano del bloque de 2.0 litros y 4 cilindros del Honda Civic Type R de 2015, el cual contaba con una potencia de 310 CV. Actualmente, podemos encontrar en el Honda Civic de décima generación los motores 1.0 VTEC Turbo – de tres cilindros – con 129 CV y los 1.5 VTEC Turbo con 182 CV, mientras que el nuevo Honda Civic Type R mantiene el propulsor de su predecesor.
Motores A-VTEC
Los motores A-VTEC –Advanced VTEC– nacieron en 2006 e, inicialmente, estaba previsto que Honda los lanzase al mercado entre 2006 y 2009. Se trata de un sistema diseñado para permitir la variación de la apertura y elevación de válvulas combinando el control del i-VTEC con el control de fase continuamente variable. Con ello se mejora la eficiencia de combustible del motor sin sacrificar el rendimiento y su principal diferencia respecto a otros motores VTEC es el hecho de que no necesita depender de la conmutación entre dos conjuntos de lóbulos en cada árbol de levas.
En lugar de ello, emplea un solo lóbulo de la leva por válvula y dos balancines, por lo que la segunda válvula de balancín tiene un punto de pivote móvil, no proporcionado por la elevación de la leva variable. Por el contrario, los motores A-VTEC sí que mantienen la presión del aceite para controlar el mecanismo de engranaje de leva variable. Finalmente y, con estas dos tecnologías combinadas, Honda ha desarrollado un sistema variable de elevación y apertura de válvula o «VVTL».
A nivel técnico y, según la patente revelada por Honda en 2005, el motor A-VTEC cuenta con un árbol de levas y balancines estándar. El árbol de levas está rodeado por un tambor parcialmente abierto que tiene balancines secundarios conectados a él a través de un punto de giro. Dichos balancines secundarios, que tienen un perfil de profundidad variable -similares a levas-, se accionan directamente por el árbol de levas, en forma de tijera. Los balancines primarios son accionados por los balancines secundarios (unidos en tambor).
El tambor sólo girará para hacer avanzar o retardar la posición de los balancines secundarios, a fin de tomar ventaja de sus diferentes perfiles. Por lo tanto, a través de la variación de la posición del tambor alrededor de su eje, cada perfil de leva se cambia a una altura óptima para un máximo rendimiento del motor, todo ello sin sacrificar la eficiencia de combustible a velocidades más bajas.
Motores VTEC en motocicletas
Siendo el mayor fabricante de motores del mundo, no es de extrañar que Honda haya querido aprovechar las sinergias del mundo del automóvil con el segmento de las dos ruedas, a fin de aplicar exitosas tecnologías en diversos ámbitos que, a priori, podríamos considerar totalmente opuestos. Sin embargo, hace ya años que la tecnología VTEC que conocemos en los vehículos de producción se aplica también a las motocicletas del fabricante nipón, aunque este sistema de distribución variable haya tenido una menor repercusión en este último mercado.
El origen de la tecnología Honda VTEC en las motocicletas se encuentra en el sistema REV (Revolution-modulated valve control), montado por primera vez en la Honda CBR400F de 1983. El objetivo era lograr una moto cuya potencia relativa alcanzase los 200 CV/litro, para lo cual era necesario desarrollar un propulsor capaz de ofrecer una buena entrega de par a bajo y medio régimen. Así, nació un sistema capaz de mover las cuatro válvulas de cada cilindro a alto régimen, mientras que en la zona baja del cuentavueltas detenía la actuación sobre una válvula de admisión y otra de escape.
Más recientemente, Honda ha presentado la nueva VFR800X Crossrunner que, además de compartir el chasis de la VFR800F, ofrece un estilo deportivo y aventurero, potenciado con un motor V4-VTEC mejorado y suspensión tensa de largo recorrido. El motor V4-VTEC de 90° de 16 válvulas con refrigeración líquida de 782 centímetros cúbicos genera una mayor cantidad de potencia máxima y de par de gama baja-media. El sistema de distribución variable y el control electrónico de elevación de válvulas (VTEC) acciona un par de válvulas de admisión/escape por cilindro a bajas revoluciones, y cambia a cuatro válvulas en regímenes altos.
