Como ya sabéis, 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 y la comparativa entre los motores V-TEC, los VVT-I y los propulsores VANOS, hoy nos vamos a centrar en el primero de ellos. VTEC es un término que todo aficionado al mundo del motor conoce pero, ¿qué significa realmente? ¿Cuál es la historia de los motores VTEC? ¿Qué tipos de motores VTEC existen? ¿Cómo funciona un motor VTEC? Todo eso es precisamente lo que trataremos de descubrir hoy.
Historia de los motores VTEC
Antes de entrar en materia, daremos un breve repaso a la historia de los motores VTEC para conocer sus orígenes, ya que son considerados como uno de los mejores motores de cuatro cilindros que puedes comprar actualmente. 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. Concretamente, el sistema VTEC fue diseñado por Ikuo Kajitani, un trabajador del que por aquél entonces era el primer departamento de diseño de Honda.
Siendo Nobuhiko Kawamoto presidente del fabricante de automóviles, este le encargó a Kajitani el diseño de un propulsor que sentara las bases de los futuros motores de Honda, un bloque que combinara una relación de eficiencia y potencia superior a la de la competencia. Las exigencias de Kawamoto pasaban por desarrollar un motor de 1.6 litros con 160 CV de potencia (lo que supone una relación de 100 CV/l) en una época en la que los motores lograban desarrollar un máximo de 70 u 80 CV con ese mismo cubicaje.
Ikuo Kajitani se puso manos a la obra y sus resultados llevaron a Honda a convertirse en el primer fabricante capaz de alcanzar una potencia relativa de 100 CV por litro, motivo por el cual la compañía nipona ha logrado acaparar desde entonces un 90% de los premios de ingeniería automotriz en cuestión de motores. Puede que inicialmente te parezca complicado entender el funcionamiento de un motor VTEC, pero en realidad su inspiración es muy simple: se basa en el cuerpo humano y su sistema respiratorio.
Ya sabemos que este sistema altera la sincronización de válvulas (el punto en el que se abre cada válvula y se cierra con el ciclo del motor), la duración de apertura (cuánto tiempo las válvulas permanecen abiertas) y la elevación de la válvula (la distancia a la que se abre la válvula), pues bien, ahora llevemos esta misma idea al cuerpo humano. Cuando estamos caminando, en reposo o sentados, consumimos poco aire, ya que los músculos y el cerebro necesitan poca cantidad de oxígeno.
Sin embargo, cuando sometemos a nuestro cuerpo a situaciones de estrés como puedan ser los nervios, el miedo o, simplemente, salimos a correr, nuestros pulmones se abren (broncodilatación) para permitir una mayor oxigenación de los músculos y el cerebro. El cuerpo es inteligente y se llena de oxigeno cuando lo necesita y conforme lo necesita, todo ello sin que sea necesario que los pulmones se sobresalten constantemente. ¿Y cómo llevar esta idea a un motor de 1.600 cm3 con 160 CV?
No fue sencillo, el propio Kajitani lo definió como «It felt like a dream» (parece un sueño), pero finalmente en 1989 llego al mercado el Honda Integra con motor DOHC VTEC, un bloque del que su creador afirmó que «it was a true dream engine» (era un verdadero motor de ensueño), razón por la cual nació el popular lema de la marca: «Honda, The power of Dreams» (Honda, el poder de los sueños).
Qué es el motor VTEC de Honda y cómo funciona
No es ningún secreto que un motor tiene una eficiencia térmica de alrededor del 33 por ciento, el resto de la energía creada por la explosión, el combustible y el oxígeno se libera al entorno, es decir, se desperdicia. Es por ello que, hacer los motores de combustión más eficientes, siempre ha supuesto una ardua labor para los fabricantes de automóviles, y la distribución variable fue una de las soluciones más eficaces en este aspecto.
Vista brevemente su historia y, refiriéndonos ya al funcionamiento de la propia mecánica, sabemos que la válvula de admisión se abre para permitir la mezcla de aire y combustible en los cilindros, siendo ésta a continuación comprimida, quemada y expulsada de los mismos a través de la válvula de escape. Dichas válvulas son abiertas por brazos oscilantes perfectamente sincronizados que son accionados por el árbol de levas. Desafortunadamente, los árboles de levas convencionales sólo permiten un modo conjunto de apertura de válvulas.
Para altas velocidades del motor es deseable un ligero avance en la apertura de la válvula de admisión, a fin de que entre al cilindro la cantidad óptima de aire para el proceso. Es por ello que, una ligera apertura previa de la válvula de admisión permite que entre un poco más de oxígeno en el cilindro para aumentar la eficiencia de la combustión, pero como no vamos a tener un árbol de levas para las diferentes velocidades del motor, nació la distribución variable como solución al problema.
Para lograr una máxima eficiencia, las válvulas deben abrirse y cerrarse de forma diferente y variable, dependiendo de las revoluciones por minuto a las que está girando el motor.
La finalidad de los motores VTEC es variar la fase de apertura, tiempo y sección de las válvulas para regímenes de revoluciones diferentes, a fin de mejorar las prestaciones y eficiencia del motor (vamos, el rendimiento). Los VTEC requieren, para 4 válvulas por cilindro, 6 levas y 6 balancines de palanca. Las levas externas quedan asignadas a las válvulas, portando perfiles suaves, mientras que la leva central tiene los tiempos de distribución más largos y la carrera de la leva más grande. Básicamente se basa en una tercera leva en cada cilindro que solo entra en funcionamiento a altas revoluciones del motor.
A bajas vueltas -por debajo de 4.500 rpm aproximadamente- solo entran en funcionamiento las levas externas, de modo que la apertura de las mismas es más pequeña y minimiza la relación de aire que accede a los cilindros; activándose la leva central al llegar a cierto régimen de revoluciones. Ésta controla la admisión y el escape, con lo que se consigue variar el cruce de válvulas para lograr un aumento de rendimiento.
Adicionalmente, podemos apreciar unos pasadores que se desplazan de manera hidráulica y que entre las 5.000 y las 6.000 rpm realizan una conexión mecánica entre los tres balancines, es decir, queda todo el conjunto unido. A partir de ese momento, la leva central señala la apertura de la válvula y se produce una mayor apertura de las válvulas, una mayor entrada de aire en el cilindro y una mejor evacuación de los gases de escape.
Este sistema se acopla a las válvulas de admisión y escape en los motores de doble árbol de levas (DOCH) y solamente a las válvulas de admisión en los motores de un árbol de levas (SOCH). Junto a estos, lógicamente, hay diferentes modalidades de motores V-TEC y diversas generaciones de los mismos. En este artículo los repasamos uno a uno con todo lujo de detalles.
