Con l’imposizione in Giappone di una nuova tassa sulle automobili basata sulla cilindrata dei motori, agli inizi degli anni ’80 molte molte Case automobilistiche hanno deciso di investire tempo e risorse per sviluppare i loro motori di piccola taglia, in modo da garantire allo stesso tempo buone prestazioni e consumi di carburante contenuti.

Una delle soluzioni più interessanti e famose, ancora oggi utilizzato su numerose vetture, è il famosissimo VTEC (Variable Valve Timing & Lift Electronic Control Unit) di Honda, un sistema per variare l’apertura delle valvole che, migliorando l’efficienza volumetrica a diversi regimi di giri, ha permesso di aumentare le prestazioni e diminuire alla stesso tempo i consumi nei range di utilizzo più bassi.

30 anni di celebrità

Inventato dall’ingegnere Honda Ikuo Kajitani, questo sistema con doppio albero a camme è stato introdotto per la prima volta nel 1989 in Giappone a bordo della Integra XSi e in Europa su vetture come la Honda Civic e la Honda CRX.

Ma il successo più grande è arrivato con il lancio nel 1991 negli Usa della Acura NSX, equipaggiata con un 3 litri V6 VTEC da 270 CV, e nel 1998 con la Honda S2000, la spider sportiva spinta da un 2 litri VTEC con doppio albero a camme da 240 CV, per un’incredibile potenza specifica di ben 120 CV/litro.

L’importanza del profilo delle camme

Come ben sappiamo, il ciclo di un motore si divide in 4 fasi principali: aspirazione, compressione, accensione e scarico. L’ingegnere Ikuo Kajitani ha deciso di concentrare la sua attenzione sulle valvole di aspirazione e di scarico che vengono movimentate in base alla forma delle camme. Una scelta diversa rispetta alla maggior parte delle altre Case che hanno invece deciso di puntare sulla sovralimentazione.

Le camme determinano quando e di quanto si apre una valvola e quanto tempo rimane aperta. Semplificando il concetto, si può affermare che più le camme sono grandi, maggiore è l’apertura delle valvole e si va ad aumentare la quantità di aria aspirata all’interno della camera di combustione, la quantità di combustibile iniettato e di conseguenza la potenza disponibile. 

Al contrario, l’utilizzo di camme dal profilo più ridotto determina un’apertura minore delle valvole. Questo implica meno aria aspirata, meno carburante iniettato, minor potenza disponibile ma anche consumi ridotti.

Un sistema con camme diverse

Per ovviare a queste due differenze abissali sulle dimensioni delle camme, l’ingegnere giapponese ha deciso di sostituire il singolo lobo della camma e il bilanciere classico con un bilanciere diviso in più parti e due profili di camme diversi. Il profilo più piccolo viene utilizzato a bassi regimi per contenere i consumi di carburante. 

Quando viene richiesto più carico al motore e quando i parametri come la pressione dell’olio motore, la temperatura del motore, la velocità del veicolo, la velocità del motore e la posizione dell’acceleratore raggiungono  determinate condizioni, una centralina dedicata aziona un solenoide che con la pressione dell’olio inserisce un perno di bloccaggio tra il bilanciere ad alto numero di giri e quello a basso numero di giri, attivando le camme con profilatura più spinta.

Da questo momento le valvole possono aprirsi di più e per più tempo aumentando così la potenza erogabile del motore a regimi elevati. Questo dimostra come latecnologia VTEC sia in grado di combinare l’efficienza nel consumo di carburante a bassi giri e le prestazioni ad alto numero di giri.

Alcune soluzioni successive

Con il successo e i vantaggi ottenuti dall’introduzione del VTEC, Honda decise negli anni successivi di continuare a sviluppare questa tecnologia cercando di trovare nuove soluzioni ancora più efficienti. Tra queste troviamo la variante VTEC ad iniezione diretta con doppio albero a camme in testa, la VTEC-E, la VTEC a 3 stadi, la I-VTEC, la I-VTEC I e la Advanced VTEC.

La versione VTEC-E, ad esempio, puntava sulla riduzione dei consumi di carburante a bassi regimi. In questo range, infatti, una delle valvole di aspirazione del cilindro non si apriva del tutto, riducendo così’ il quantitativo d’aria e di benzina all’interno della camera di combustione.