De VTEC motor

Wat is VTEC? VTEC is Honda's handelsmerk voor Variable valve Timing and Electronic lift Control. Simpel gezegd, het is een methode van direct veranderen van de cam profiel dat de kleppen “zien”, zo dat de optimale afstelling kan worden bereikt bij zowel lage als hoge toeren. Het hoge prestatie systeem VTEC, welke als eerste in de Honda NSX werd toegepast, kwam later beschikbaar in verschillende andere modellen - Integra, Prelude, delSol, Civic, Accord, etc.

Het gebruik van radiale nokkenassen om het motor vermogen te vergroten is zeker niet nieuw, maar het probleem zit hem in de bestuurbaarheid. De verschillende aspecten van een nokkenas tbv veel vermogen (grote opening, lange opening, enz.) hierdoor creeer je een ideale situatie voor een grote luchtflow bij hoge toerentallen. Wat werkt bij hoge torentallen werkt omgekeerd bij lage toerentallen en koppels. Mogelijk hebben we gehoord van een V8 Hot Rod met een nokkenas  zo radikaal dat de bestuurder constant het gaspendaal moet beroeren anders slaat de motor af. Wat moeten we hieraan doen? Wat bij voor beeld twee verschillende nokkenassen, elk getuned voor een deel van het toerenberijk. Honda bereikt dit met een eenvoudige methode. Bij een 1 cylinder DOHC, 4-kleppen per cylinder motor zijn er vier nokken elk een klep bedienend (twee inlaat en twee uitlaat). Het VTEC systeem heeft twee nokken meer tussen elk paar van de andere nokken. Twee nokken werken dan bij hoge toeren terwijl de vier andere nokken bij lage toeren hun werk doen. De lage toeren nokken bedienen de kleppen via tuimelaars welke mechaniche verbinding kan worden verbroken wanneer nodig. De derde, hoge toeren nok, heeft zijn eigen tuimelaar maar deze is in een zwevende staat, doet niet mee in het proces. Wanneer de motor in toeren stijgt loopt hij door de range van de lage toeren nokken. Dan wanneer het toerental een vooraf geprogrammeerde waarde bereikt stuurt de computer een signaal naar een klep die oliedruk toelaat naar de mechanisch te verstellen pen. Deze pen verbind de tuimelaars met elkaar zodat de hogetoeren nok de kleppen bediend. In een paar miliseconden hebt u de volledige kleptiming veranderd. De duidelijke voordelen zijn een hoog vermogen bij hoge toeren zonder negetive effecten bij lage toeren. Het is duidelijk dat dit systeem bedoeld is om de prestaties te verbeteren met wijnig bij effecten. Maar zo’n systeem kan verschillend gebruikt worden. Bij voorbeeld, de lage toeren nokken hebben een trapsgewijze timing, waar een klep vol open gaat gaat de tweede maar gedeeltelijk open. Dit garandeerd een hoge werveling in de verbrandingskamer voor een betere ontsteking en een hoger rendament.

Fig. 1
De 1.6 liter DOHC motor met VTEC gebruikt in de CRX  van 1991.

Het VTEC (Variable Valve Timing and lift Electronic Control) systeem wordt hier uitgelegd met als voorbeeld een 1.6 liter DOHC motor welke gebruikt wordt in de CRX, welke in 1991 de eerste auto was die met zo’n motor was uitgerust. De motoer heeft vier kleppen per cylinder en twee bovenliggende nokkenassen. 

Voor elke cylinder zitten er drie nokken op de nokkenas en drie tuimelaars in plaats van de gebruikelijke twee. Bij lage en midde-toeren worden de buitenste nokken gebruikt. Zij hebben hun eigen tuimelaars en werken op de bijbehorende kleppen. Deze nokken werden ontworpen voor gematigde lift en timing. (Fig. 1).

Bij hoge toeren wordt de middennok gebruikt. Hij heeft een grotere lift en een andere timing. Deze nok werkt op de middelste tuimelaar. De indirecte keuze tussen de twee verschillende typen nokken wordt hydraulisch gedaan dmv een pen te verschuiven, bestaande uit twee delen A en B, binnenin de tuimelaars waardoor de middelste de twee buitenste tuimelaars mee neemt, met als resultaat dat het snelle profiel wordt gevolgd van de middelste nok. De kleppen worden verder geopend en voor een langere tijd teneinde meer vermogen te leveren. (Fig.2). De twee type nokken hebben hun eigen vermogen distributiecurve. Op een punt in beide krommen levert de motor de zelfde kracht.  Op dit punt schakeld het motor  management over van de ene naar de andere. Met als resultaat dat de overgang glad en geruisloos verloopt, maar wel meer trekvermogen wordt ervaren ...