Que los motores de esta marca desprendan un aura especial tiene una razón de ser y no es otra que el VTEC de Honda. Haremos un pequeño viaje en la historia de Honda para entender cómo funciona y la manera en que se gestó la tecnología que dio la fama a sus deportivos.

Para no complicarnos de entrada, ya que entraremos en detalles después, diremos que el VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) es un sistema de distribución variable desarrollado por Honda con el fin de mejorar el llenado del cilindro en todo el rango de revoluciones para incrementar la eficiencia y las prestaciones. Este sistema usa dos perfiles de levas diferentes que se seleccionan electrónicamente según las condiciones del motor.

Un poco de historia

En los años 80, un motorcillo de 1.6 litros de cilindrada no daba más de 70 o 80 CV. Un buen día de 1986, en la casa Honda, con la excusa de inventar la tecnología que lideraría la próxima generación de sus motores, se propusieron el reto de conseguir el 100 CV/litro, con lo cual quedarían duplicadas las cifras de los estándares de aquella época.

Así que Ikuo Kajitani, considerado el padre del VTEC de Honda, y que en aquella época trabajaba en el departamento de I+D de diseño, se puso manos a la obra. Los resultados no tardarían en llegar, pues en 1989 salía al mercado el nuevo Honda Integra, que llevaba en sus entrañas, el 1.6 de serie más potente fabricado hasta la fecha, con 160 CV y llamado B16A. Sí, habían logrado los ansiados 100 CV/litro, y sin turbo.

Aunque parezca broma, para crear el VTEC se inspiraron directamente en el sistema respiratorio del cuerpo humano. Me explico, en situaciones de reposo o ritmo austero, se consume poco aire (a bajas vueltas); en cambio, cuando necesitamos más energía o dar lo mejor de sí, se abren los pulmones para una mejor oxigenación (altas vueltas).

Está claro que no fueron los inventores de la distribución variable, pero sí que su método era único hasta entonces y tuvo una buena acogida a nivel mundial. Tras este éxito, el VTEC no hizo más que evolucionar; salieron diferentes variantes, algunas destinadas a bajar el consumo, otras a mejorar el rendimiento, se combinó con otras tecnologías… Hasta el día de hoy, que se sigue utilizando incluso en motores turbo. De todo esto sale el eslogan de Honda “The Power of Dreams” ya que el reto propuesto al inicio parecía un sueño, según Kajitani, que finalmente se hizo realidad.

El primer VTEC

Vamos a ver en detalle cómo es, cómo funciona y lo básico de aquel sistema que revolucionó aquellos cochecitos japoneses y fue la base de lo que conocemos ahora.

Estructura

Se entiende que en un primer momento estamos hablando de motores cuatro cilindros DOHC 16v, es decir, con doble árbol de levas y cuatro válvulas por cilindro. Bien, vamos allá.

En un motor 16v corriente sin distribución variable, cada árbol de levas (admisión y escape) aportaría en el cilindro dos levas cada uno, siendo un total de cuatro. En el caso de un motor con VTEC, existe una tercera leva para cada árbol. Esa leva “extra” corresponde a un perfil de altas RPM, mientras que las otras dos a un perfil de bajas RPM.

Esa tercera leva, tiene una forma diferente, es más agresiva, con lo cual se aumentan dos variables cuando entra en acción: cuánto se abre esta válvula y el tiempo que está abierta.

Como se puede ver en esta representación, el tiempo que la válvula está abierta, viene dada por su anchura, mientras que el cuánto se abre depende de su altura. Siguiendo con la enumeración de sus partes, también nos encontramos con una electroválvula comandada por la unidad de control motor (ECU), que en un determinado momento, activará esa leva adicional mediante presión de aceite.

Funcionamiento

A bajas revoluciones, las levas que se corresponden a este régimen son las encargadas de abrir las válvulas a una determinada alzada con el objetivo de buscar un buen llenado del cilindro. Con eso se gana par motor a bajas vueltas a la vez que un bajo consumo. Es decir, se consigue un efecto similar al de un motor 8v.

A alto régimen, el solenoide o electroválvula controlada por la ECU enviará presión de aceite sobre un pistón hidráulico que hará solidarias las tres levas que hasta ahora trabajaban de forma independiente. De esta forma, la tercera leva que antes empujaba un balancín al vacío pasará a mandar. Como esta tiene una forma más agresiva que las otras dos, abrirá más las válvulas y durante más tiempo, favoreciendo de nuevo el llenado del cilindro, logrando potencia a altas vueltas.

En el vídeo podemos ver una breve animación en que se ve como entra en funcionamiento el sistema.

En el momento que la electroválvula es activada y envía presión de aceite para hacer solidarias las tres levas, es también conocido -más informalmente- como la “entrada del VTEC”. En ese instante el carácter del motor cambia sustancialmente para pasar a ser más contundente: sube de vueltas más rápido, hay un incremento en el par y la potencia, y el ruido aumenta de forma considerable. Esa doble personalidad al más puro estilo Dr. Jekyll y Mr. Hyde ha hecho muy popular a la tecnología de Honda y muy a menudo ha sido objeto de mitos y leyendas.

Hay que hacer hincapié en el hecho de que una leva más agresiva, como la utilizada en un motor VTEC, permite el motor “respirar” mucho mejor a alto régimen. Con esto en el bolsillo, se puede hacer que el corte de inyección se sitúe muy alto en esos Honda, incluso llegando al caso de las 9.200 vueltas en un S2000.

El porqué del VTEC

Entonces sabemos que este tipo de distribución variable tenía una triple finalidad: lograr los 100 CV por litro, disminuir el consumo al conducir relajadamente y obtener una alta potencia cuando se le pide el máximo al motor.

Obviamente el trabajo no se quedó allí y Honda hizo evoluciones y “refritos”, ya que seguidamente se implementó en motores con un solo árbol de levas (SOHC VTEC), después se combinó con el variador de fase (i-VTEC) y más tarde con el turbo (Turbo VTEC). Incluso motos y barcos de la misma marca utilizan está tecnología (HYPER VTEC). Vamos a dar un repaso a cada uno y verlos en orden cronológico, tal y como salieron al mercado en su día.

Tipos de VTEC

SOHC VTEC

Honda eligió los motores con un solo árbol de levas (SOHC) para trasplantarle el VTEC. Aunque por contar con un árbol de leva menos podría parecerlo, no son motores “pobres” ni mucho menos, y, ofrecen como ventaja respecto a los DOHC que tienen un peso y unas dimensiones ligeramente inferiores.

Eso sí, se simplifica un poco el proceso, ya que la distribución variable solo afecta a las válvulas de admisión. Seguimos contando con las 16 válvulas (4 por cilindro), pero esta vez solo hay un árbol de levas, que las moverá todas.

Tanto la leva “extra” más agresiva como los pasadores hidráulicos y también el solenoide que activa el VTEC siguen presentes en esta versión. El funcionamiento básico, es el mismo, pero aplicado tan solo a las válvulas de admisión.

En la imagen superior reside la explicación del porqué, aunque se puede seguir aplicando el VTEC con un solo árbol de levas, únicamente funcionará en las válvulas de admisión. Es por una cuestión de diseño; a la derecha se distinguen las válvulas de admisión con sus respectivos balancines, como estos últimos están juntos, no habrá problema para hacerlos solidarios mediante el pasador hidráulico. En cambio, las válvulas de escape y sus balancines, a la izquierda, están separados por dos razones. La primera, para dar cabida a los balancines de las válvulas de admisión, y la segunda, para que entre en este espacio, también hay el hueco donde se ubica la bujía.

VTEC E

Otra vez, se trata de motores 16v, pero siguen contando con tan solo un árbol de levas (SOHC). Esta variante es la primera dirigida exclusivamente a buscar un consumo moderado. Su funcionamiento se basa en desactivar una válvula de admisión en cada cilindro a bajas vueltas y funcionar tan solo con 12 válvulas. A partir de un régimen determinado, la segunda válvula de admisión se activará. La E, viene de economy, es decir, persigue la economía de consumo. Eso se ve en que ahora ya no tenemos la leva “agresiva”, aunque si siguen existiendo dos perfiles de funcionamiento.

Para entender qué ganamos con la desactivación de una válvula de admisión, vamos a dar un repaso a básicos de la distribución variable.

Cuando el motor funciona a bajas RPM, la fuerza de succión que genera este, para que entre aire, es muy baja, con lo que el aire y el combustible no se mezclan muy bien; con eso hay que aportar un extra de gasolina para que haya algo de “chicha”. El VTEC E, incrementa de manera artificial esta succión de aire, abriendo tan solo una válvula, creándose así una corriente de aire/turbulencia que mejorará la mezcla de aire y combustible y con lo cual no será necesaria esta aportación extra de gasolina. De esta manera, hemos ganado un escalón en eficiencia, y eso se traduce en mejores consumos.

A medida que las vueltas van subiendo, el requerimiento de aire y combustible aumenta y la válvula que está cerrada empieza a ser un obstáculo. En ese momento, que suele a ser a unas 2500 RPM, un pasador hace solidarios los dos balancines y pasan a abrirse las dos válvulas de admisión a la vez, trabajando como un motor de toda la vida.

VTEC de 3 etapas

El VTEC de 3 etapas nació cuando en Honda se preguntaron “¿Por qué no combinamos consumo y potencia?” Fusionaron el VTEC E y el SOHC VTEC, para tenerlo todo en uno ¿Habéis adivinado ya cómo funciona? Tal y como indica su nombre, su funcionamiento se divide en tres etapas bien diferenciadas:

• Etapa 1: A bajas revoluciones, los dos balancines de las válvulas de admisión trabajan independientemente, abriéndose solo una válvula de admisión; paso idéntico a la primera fase del VTEC E.
• Etapa 2: A medio-alto régimen, va desde las 2.500 RPM hasta casi las 6.000 RPM; los dos balancines se vuelven solidarios a partir de un pasador activado hidráulicamente. Las dos válvulas de admisión se abren, trabajando al unísono. Hasta aquí es clavado al VTEC E.
• Etapa 3: A altas vueltas, un segundo pasador entra en acción mediante la presión de aceite accionada por el solenoide. Este hace los dos balancines que funcionaban hasta ahora, pasen a ser mandados por otro que va activado con una leva de perfil más agresivo, abriendo más las válvulas. Este paso sigue los cánones del SOHC VTEC.

En el  gráfico superior se pueden diferenciar los tres perfiles con los que juega el VTEC de 3 etapas y, cómo combinándolos de manera inteligente puede salir un motor bastante elástico.

En resumen, vemos que tenemos una respuesta decente pero sin comprometer el consumo a bajas vueltas, buen par en medios que ya es donde nos empieza a enseñar el carácter y un estirón final a altas vueltas. Para hacerse una idea del potencial de esos motores, hay que irse en la quinta generación del Civic (EG 1991 – 1995) donde la variante D15B extraía unos señores 130 CV de una cilindrada exacta de 1.493 cc, not bad.

DOHC i-VTEC

Empezábamos el siglo XXI y todo se volvía un poco más sofisticado, así que hagamos un paréntesis para explicar un concepto que es necesario para entender todo lo demás, la fase o tiempo. La fase es el diagrama o partitura de funcionamiento que tiene un árbol de levas según como haya sido diseñado este. La posición y la forma de sus levas, marcará el carácter del motor. El cuándo abrirán o cerraran las válvulas, depende de la fase del árbol de levas.

Ahora volvamos a los motores DOHC, aquellos equipados con doble árbol de levas. Se ha comentado, que lo que hace el VTEC es variar la altura a la que se abren las válvulas, así como modificar también cuanto tiempo están abiertas. Lo que no variaba hasta ahora era el momento en que se abrían o cerraban (es decir, no se variaba la fase), siendo el mismo cuando actuaban levas normales o lo hacia la leva “agresiva”. La imposibilidad de cambiar el momento en qué se abrirán las válvulas (fase) viene dada por el mismo árbol de levas, que es rígido y las levas forman parte del mismo, y, por tanto, giran solidarias con él.

¿Pero qué pasa si sencillamente cambiamos la posición del árbol de levas según nos apetezca? Ahí es donde entra esa “i” pequeñita que complementa la nomenclatura de la tecnología de Honda. Esa “i” delata que el VTEC ahora se complementa con el VTC (Variable Timing Control) con el que ahora se podrá alterar la fase del árbol de levas para conseguir el funcionamiento óptimo en cada rango de revoluciones.

De esta manera, con el i-VTEC, se logra variar la alzada con la que se abrirá la válvula, cuanto tiempo estará abierta y en qué momento lo hará

Por cierto, la “i” viene de intelligent, con lo que se queda en intelligent-VTEC. El K20A2 fue el primer motor con i-VTEC que vimos en Europa, lo montaba el Civic EP3 (2001–2005).

Variador celular de aletas (VTC)

Las siglas VTC nos indican que el motor equipa un par de árbol de levas especiales, que según como les apliquemos presión de aceite, variarán su posición (hasta 50 grados).

El conjunto está formado por dos variadores celulares de aletas (dual VTC), uno en el árbol de levas de admisión y otro en el de escape. Estos están conectados al circuito de lubricación, ya que son dirigidos mediante presión de aceite aplicada por dos electroválvulas comandadas por la ECU. Estas electroválvulas actuaran en función del régimen, la carga aplicada sobre el acelerador y la temperatura del refrigerante motor.

Después, dos transmisores de efecto Hall se encargan de informar sobre la posición de cada árbol de levas y, otro situado en el volante motor, capta la velocidad de giro y la posición del cigüeñal.

En la imagen de la derecha nos encontramos con un variador celular de aletas y se observan dos rotores; el exterior (el blanco) es solidario al piñón de la distribución y arrastra el rotor interior (el azul). Este segundo, es solidario al árbol de levas.

A partir de las órdenes recibidas por la ECU, las electroválvulas mandaran presión de aceite a los pasos, haciendo girar el rotor interior respecto al rotor exterior. Según en qué pasos circule el aceite, la fase del árbol de levas se avanzará o se retrasará.

El i-VTEC está presente en la serie de motores K de Honda, de donde sale el famoso K20A2, un 2.0 atmosférico que extraía 200 CV a 7.400 RPM y que era el encargado de impulsar al Type R de la época.

A-VTEC o Advanced VTEC

Cuando parecía que todo estaba ya inventado, la casa japonesa se saca de la manga una nueva variante, el A-VTEC. Este se diferencia del i-VTEC en el hecho de que el primero puede variar continuamente la alzada en que abrirá la válvula y cuánto tiempo lo hará (en este caso, solo en admisión). La anterior generación podía variar estos dos parámetros, pero siempre dentro de unos límites y con unos perfiles preseleccionados (bajas revoluciones, altas revoluciones…) Ahora, el funcionamiento del motor variará en todo momento (“perfiles infinitos”) para adaptarse a las condiciones que se presenten.

Su estructura o composición es ahora un poco más complicada ya que el árbol de levas de admisión está cubierto/rodeado por un tambor que rueda al mismo eje. La posición de este tambor depende de un engranaje controlado por la ECU. El árbol de levas queda cubierto por una carcasa llamada tambor. Lo que hace que el tambor sea tan importante, es lo que arrastra; se trata un eje intermedio basculante.

Para diferenciar el nuevo sistema, hay que echar la vista atrás y mirar como trabajaban hasta ahora los DOHC VTEC: la leva trabajaba desde arriba respecto a los balancines. En cambio, en los SOHC, la leva trabajaba empujando de abajo para arriba. Se puede apreciar en las ilustraciones de los apartados anteriores.

Con el AVTEC, la leva trabaja desde abajo respecto a los balancines (es decir, justo al contrario de como lo hacía hasta el momento), pero ojo, no los ataca directamente, sino que lo hace a través del eje basculante. Lo especial de ese eje basculante que forma parte del tambor y como este, es que puede variar su posición respecto el árbol de levas, unos 45 grados aproximadamente. De esa manera, cambiando su posición, se modifican todas las variables correspondientes a las válvulas: En qué momento abrirá, cuanto se abrirá y cuánto tiempo permanecerá abierta.

El tambor gira con el árbol de levas, pero puede variar su posición a partir del engranaje (parte de abajo) controlado por la ECU. Según en el lugar en que se encuentre, la leva abrirá de una forma u otra la válvula.

Entonces, si sabemos que ese basculante tiene un margen de 45 grados, llegaremos a la conclusión de que el tiempo o fase de la válvula se puede cambiar a conveniencia dentro de ese rango. Por otra parte, la altura y la duración que permanece abierta se verá alterada de la siguiente forma:

• Cuando el tambor ha girado totalmente a un extremo en sentido contrarreloj, la altura y la duración son mínimas. La apertura de la válvula, está avanzada al máximo.
• A la inversa, la alzada y la duración son máximas. En cambio, la apertura, está retardada al máximo.

Entre esas dos posiciones existen “infinitas” posibilidades de jugar con las tres variables descritas, de forma que se busca tener un buen rendimiento a cualquier régimen.

Aunque la cosa prometía, tristemente, todo se quedó en un prototipo de un Accord al que se le había implementado el AVTEC en el motor 2.4 de gasolina. Nunca llegó a salir al mercado. Hay que puntualizar que la nueva generación del VTEC iba más destinada a reducir consumos y emisiones que no a motores de alto rendimiento. Probablemente, la ecuación de ganancias en cuanto a consumos y emisiones versus precio de producir tal tecnología no era buena.

El AVTEC viene a seguir el mismo principio que el Valvetronic de BMW

VTEC TURBO

Que Honda se pasara a la sobrealimentación ha supuesto un antes y un después, ya que era de las pocas marcas que aún se mantenía fiel a la aspiración natural. Aun así, no se ha deshecho de la tecnología que tantas alegrías le dio en el pasado y que ya es seña de identidad de la marca. De todos modos, ahora el turbo es el protagonista. El encargado de estrenar esa nueva etapa fue el Honda Civic Type R de 2015 con un 2.0 Turbo VTEC de 310 CV.

Ahora mismo su gama de motores con inyección de aire forzado cuenta con cuatro protagonistas: un 1.0 (tres cilindros), un 1.5 (cuatro cilindros), un 2.0 y un V6 biturbo.

Motores 1.0 y 1.5 Earth Dreams

Esos dos motores de nueva factura combinan el i-VTEC (VTEC + Dual VTC) con el turbo. Además, se sirven de la inyección directa de gasolina. Como ahora lo que nos interesa es la distribución variable, vamos a ver cómo se complementa con el turbo. Ese último, se trata de un turbo de baja inercia y con un solo rotor (nada de twin-scroll) con la finalidad que coja velocidad enseguida y empiece a responder a muy bajas vueltas. Con eso también se elimina buena parte del lag (tiempo que pasa entre que pisas el acelerador y el motor empieza a responder, típico de motores turbo).

Honda nos quiere convencer de que su nuevo tricilindrico de un litro es mejor que el motor que viene a sustituir, el ya veterano y conocido 1.8 i-VTEC. Como muestra la gráfica de arriba a la izquierda, con 800 cc menos le da un repaso en todo, presentándose mucho más elástico. Por cierto, el 1.8 daba 140 CV, el 1.0, 129.

Con ese tipo de turbos, la pequeña turbina solo da respuesta en la parte baja y media del cuentavueltas; bien, ahí es donde entra nuestro amigo, el VTEC. En la parte final del cuentavueltas, se abren más las válvulas, el motor respira mejor y se hace la potencia.

De todas formas, aunque el VTEC sigue allí, no es como el de antaño (entendedme; sí, pero no), con decir que la potencia máxima la dan a 5.500 RPM, ya se dice todo. Y eso es porque, sencillamente, no hay un cambio “brusco” o muy perceptible, como lo había antes, en motores que en bajo y medio régimen eran pobres (dada su condición de atmosféricos). Ahora la parte baja del cuentavueltas queda cubierta por el turbo. De todas formas, quizá sean de los pocos motores turbo (siempre hablando de generalistas, claro) que valga la pena llevar hasta el corte, y eso, se lo debemos al VTEC.

HYPER VTEC

Ya sabemos que nuestros automóviles favoritos son los coches, pero no le daremos la espalda a las dos ruedas y aún menos cuando estas también cuentan con su particular VTEC.

Hay que anotar que la primera distribución variable de Honda no fue el VTEC, sino que la pionera se llama REV (Revolution Modulated Valve-control) y ya la estaba aplicando a sus motocicletas a principios de los 80. La Honda CB400 Super Four fue la encargada de estrenar el HYPER VTEC, salió al mercado en 1999 y venía a jubilar al REV, la distribución variable aplicada hasta entonces a las motos de la casa japonesa.

Pero volvamos a lo que nos incumbe; como siempre, lo que persigue Honda con esas tecnologías es hacer una mezcla entre reducir emisiones, buenos consumos y mayor potencia.

El HYPER VTEC está pensado expresamente para trabajar en motores de cuatro tiempos que tuvieran cilindros con cuatro válvulas, un par de admisión y otro par de escape. En bajo y medio régimen, trabajan tan solo dos válvulas, una de admisión y otra de escape, mientras las otras dos están cerradas; solo actúan a altas revoluciones. Se caracteriza porque las levas actúan directamente en las válvulas, es decir, sin balancines ni taqués de por medio. Eso no es del todo cierto, ya que las válvulas llevan una especie de taqué integrado.

El sistema lo completa un circuito de hidráulico controlado electrónicamente que juntamente con unos “pins” que se encuentran en el interior de ese taqué integrado, se podrá controlar la activación o desactivación de la válvula.

Estos taqués son especiales por el hecho de que cuentan con una parte que es móvil pero que puede dejar de serlo en el momento en que apliquemos presión de aceite sobre el pin, funcionando así toda la válvula, como un solo cuerpo.

Fase de bajas/medias revoluciones

Cuando las válvulas están en situación de “reposo”, no existe presión hidráulica. En el momento que esto ocurre y la leva “ataca” a la válvula, la parte móvil baja hasta que los muelles de retorno hacen que vuelva a su estado original. En esta situación la válvula trabaja en dos partes diferenciadas, una que se mueve y otra que se mantiene estática. En consecuencia, la válvula no se abre.

En cuanto la parte roja del tacómetro está más cerca, se ejerce presión hidráulica, el pin se desplaza y hace que la válvula funcione como un solo cuerpo. De este modo, cuando la leva actúa sobre la válvula, esta se abre, funcionando como un motor normal.

Si os habéis fijado, esa variante tiene muchas similitudes con el VTEC E, en el cual a bajo régimen también se cierran válvulas (en ese caso solo una de admisión). La diferencia principal está en qué en el HYPER VTEC no hay intermediarios entre la leva y la válvula (un balancín en el caso del VTEC E) y que el motor puede girar a regímenes mucho más altos.

En resumen:

Visto lo visto, no se puede negar la importancia que ha tenido tal tecnología para la casa del sol naciente. La han aplicado en muchos de sus productos adaptándola a la necesidad de cada uno. Y lo más importante, demostraron hace ya unos cuántos años, que los consumos moderados pueden llevarse bien con las prestaciones y, sobre todo, con las sensaciones.

Honda ha hecho del VTEC su seña de identidad y su firma durante mucho tiempo y aunque puede que hoy en día, haya sido eclipsada por el turbo, seguirá viviendo en la mente y el corazón de aquellos conductores que tuvieron la oportunidad de disfrutar de un motor atmosférico que se volvía loco escalando revoluciones por el tacómetro.

Larga vida al VTEC.