Come VTEC ha cambiato il mondo

La Honda non è stata la prima né l'ultima a realizzare fasatura e sollevamento variabili delle valvole, ma nessuno lo ha fatto con tale stile.

La Honda non ha inventato la fasatura variabile delle valvole o l'alzata variabile delle valvole. In effetti, la Cadillac aveva in produzione un sistema di fasatura variabile delle valvole azionato dal conducente nel 1903, tre anni prima della nascita di Soichiro Honda. Anche Alfa Romeo e Nissan avevano la fasatura variabile delle valvole negli anni Ottanta, ma fu l'Integra del 1989 e il suo quattro cilindri VTEC da 1,6 litri a creare una leggenda.

Gran parte dell’ingegneria automobilistica mira a ridurre al minimo i compromessi e a farlo riducendo al minimo anche i costi. Con un sistema di valvole convenzionale, l'alzata della valvola (quanto si apre la valvola), la fasatura della valvola (quando la valvola si apre) e la durata (per quanto tempo si apre) sono definiti dal profilo dell'albero a camme, la forma dei singoli lobi della camma sull'albero. Prima della fasatura e dell'alzata variabili delle valvole, gli ingegneri automobilistici dovevano selezionare un profilo di camma che fornisse un compromesso desiderabile tra prestazioni ed efficienza su un'ampia fascia di potenza. I motori richiedono cose diverse a seconda del carico e della velocità operativa. Un profilo dell'albero a camme che ti offre un buon risparmio di carburante quando ti muovi in ​​città non è ottimale quando sei a tutto gas ad alti regimi. Modificando la fasatura, la durata e l'alzata della valvola, è possibile ottimizzare per tutti i tipi di condizioni di funzionamento diverse. Il trucco è farlo in modo affidabile ed economico.

I vantaggi di un tale sistema erano evidenti anche ai primi ingegneri automobilistici. Al congresso internazionale SAE del 1989, una coppia di professori di Stanford presentò un documento in cui rilevava che dal 1880 erano stati concessi almeno 800 brevetti sulla fasatura variabile delle valvole. Esaminando questi brevetti, i ricercatori hanno creato 15 classificazioni per diversi sistemi di fasatura variabile delle valvole, ma ha concluso: "Il VVT ha molto potenziale, ma molto poco di questo potenziale è stato ancora realizzato. Gravi difficoltà hanno limitato fino ad oggi l'applicazione della fasatura variabile delle valvole. Praticamente tutti i meccanismi VVT proposti fino a poco tempo fa soffrono di costi e complessità elevati, variabilità limitata e alte velocità di impatto."

Il documento SAE successivo fu scritto da tre ingegneri Honda, descrivendo in dettaglio un prototipo di sistema VTEC adatto a un motore DOHC da 1,2 litri. È il classico sistema VTEC come lo conosciamo oggi, con due camme a bassa velocità su entrambi i lati di una camma ad alta velocità. I due profili di camma a bassa velocità funzionano normalmente a regimi del motore più bassi, agendo sui bilancieri che premono sugli steli delle valvole. Il terzo profilo della camma a questo punto è essenzialmente a ruota libera e agisce su un bilanciere separato non collegato ai due che agiscono sulla valvola. Ad una certa velocità del motore, l'ECU attiva un solenoide, che apre un passaggio dell'olio che costringe un pistone a bloccare insieme i tre bilancieri. Ora, il profilo della camma più grande è all’opera, aumentando l’alzata e la durata della valvola.

Questo articolo potrebbe aver descritto un sistema prototipo, ma solo due mesi dopo, VTEC ha fatto il suo debutto sull'Integra di seconda generazione. (Gli Stati Uniti avrebbero dovuto aspettare due anni prima del lancio della NSX per ottenere il suo primo motore VTEC.) Il motore era una meraviglia. Inizialmente, l'obiettivo per la nuova Integra era di 140 cavalli da un motore da 1,6 litri, ma era solo 10 migliore rispetto al suo predecessore. Secondo una storia della Honda, Ikuo Kajitani, l'ingegnere responsabile dei motori a quattro valvole della Honda, non pensava che questo fosse sufficiente per un'auto che entrava in un nuovo decennio. Il capo della ricerca e sviluppo della Honda, Nobuhiko Kawamoto, suggerì a Kajitani di puntare a qualcosa che sembrava illusorio tra i motori ad aspirazione naturale: 100 cavalli per litro. In assenza di un aumento della cilindrata, indesiderabile per il mercato giapponese, quel tipo di potenza significava più giri. Ottomila per l'esattezza, ben in territorio da corsa, e molto più alti di qualsiasi altro quattro cilindri del mercato di massa dell'epoca. Raggiungere quel numero ottenendo allo stesso tempo un buon risparmio di carburante e una buona guidabilità in città richiederebbe una maggiore flessibilità da parte del treno di valvole. VTEC era la soluzione ovvia, se non quella semplice.

Il lavoro sul motore, il B16A, iniziò nel 1986, quindi non c'era molto tempo per metterlo in produzione. La sua natura ad alti regimi significava anche che la selezione dei materiali rappresentava una sfida enorme, poiché le parti dovevano essere leggere e resistenti, e quindi costose. La tempistica abbreviata significava anche che gli ingegneri dovevano essere militanti su quali componenti fossero necessari e quali no per far funzionare il sistema VTEC e farlo funzionare in modo affidabile. Quando tutto fu detto e fatto, l'Integra XSi del 1989 offrì 160 cavalli metrici (152 dei nostri cavalli imperiali) a 7600 giri al minuto.