Comment VTEC a changé le monde

Honda n'a pas été le premier ni le dernier à proposer un calage et une levée variables des soupapes, mais personne ne l'a fait avec un tel style.

Honda n'a pas inventé le calage variable des soupapes ni la levée variable des soupapes. En fait, Cadillac avait en production un système de calage variable des soupapes actionné par le conducteur en 1903, trois ans avant la naissance de Soichiro Honda. Alfa Romeo et Nissan avaient également un système de distribution à calage variable dans les années 80, mais c'est l'Integra de 1989 et son quatre cylindres VTEC de 1,6 litre qui a créé une légende.

Une grande partie de l’ingénierie automobile consiste à minimiser les compromis, tout en minimisant les coûts. Avec un système de commande de soupapes conventionnel, la levée des soupapes (l'ouverture de la soupape), le calage des soupapes (lorsque la soupape s'ouvre) et la durée (la durée de son ouverture) sont définis par le profil de l'arbre à cames, la forme des lobes de came individuels sur l'arbre. Avant le calage et la levée variables des soupapes, les ingénieurs automobiles devaient sélectionner un profil de came offrant un compromis souhaitable entre performances et efficacité sur une large bande de puissance. Les moteurs veulent des choses différentes en fonction de la charge et de la vitesse de fonctionnement. Un profil d'arbre à cames qui vous offre une bonne économie de carburant lorsque vous roulez en ville n'est pas optimal lorsque vous êtes à plein régime et à haut régime. En modifiant le calage, la durée et la levée des soupapes, vous pouvez optimiser votre système pour toutes sortes de conditions de fonctionnement différentes. L’astuce est de le faire de manière fiable et à moindre coût.

Les avantages d’un tel système étaient évidents même pour les premiers ingénieurs automobiles. Lors du congrès international SAE de 1989, deux professeurs de Stanford ont présenté un article qui notait qu'au moins 800 brevets autour du calage variable des soupapes avaient été accordés depuis 1880. En examinant ces brevets, les chercheurs ont créé 15 classifications pour différents systèmes de calage variable des soupapes, mais a conclu "La VVT a beaucoup de potentiel, mais très peu de ce potentiel a encore été exploité. De sérieuses difficultés ont limité l'application du calage variable des soupapes à ce jour. Pratiquement tous les mécanismes VVT proposés jusqu'à récemment souffrent d'un coût et d'une complexité élevés, d'une variabilité limitée et vitesses d'impact élevées.

Le prochain article SAE a été rédigé par trois ingénieurs Honda, détaillant un prototype de système VTEC adapté à un moteur DACT de 1,2 litre. Il s'agit du système VTEC classique tel que nous le connaissons aujourd'hui, avec deux cames basse vitesse de chaque côté d'une came haute vitesse. Les deux profils de came à basse vitesse fonctionnent normalement à des régimes moteur inférieurs, agissant sur les culbuteurs qui appuient sur les tiges de soupape. Le troisième profil de came est essentiellement en roue libre à ce stade, agissant sur un culbuteur séparé non attaché aux deux agissant sur la soupape. À un certain régime moteur, l'ECU déclenche un solénoïde qui ouvre un passage d'huile qui force un piston à verrouiller les trois culbuteurs ensemble. Désormais, le profil de came plus large est à l'œuvre, augmentant la levée et la durée des soupapes.

Cet article a peut-être décrit un système prototype, mais à peine deux mois plus tard, VTEC faisait ses débuts dans l'Integra de deuxième génération. (Les États-Unis devraient attendre deux ans avant le lancement de la NSX pour obtenir leur premier moteur VTEC.) Le moteur était une merveille. Initialement, l'objectif de la nouvelle Integra était de 140 chevaux pour un 1,6 litre, mais ce n'était que 10 de mieux que son prédécesseur. Selon un historique de Honda, Ikuo Kajitani, l'ingénieur en charge des moteurs à quatre soupapes de Honda, ne pensait pas que cela suffisait pour une voiture entrant dans une nouvelle décennie. Nobuhiko Kawamoto, responsable R&D de Honda, a suggéré à Kajitani de viser quelque chose qui semblait illusoire parmi les moteurs atmosphériques : 100 chevaux par litre. En l’absence d’augmentation de la cylindrée – indésirable pour le marché japonais – ce type de puissance signifiait plus de régime. Huit mille pour être exact, bien en territoire de course et bien plus élevé que tout autre quatre cylindres grand public de l'époque. Atteindre ce chiffre tout en obtenant une bonne économie de carburant et une bonne maniabilité en ville nécessiterait plus de flexibilité de la part du système de soupapes. VTEC était la solution évidente, pour ne pas dire simple.

Les travaux sur le moteur, le B16A, ont commencé en 1986, il n’y avait donc pas beaucoup de temps pour le mettre en production. Sa nature à haut régime signifiait également que la sélection des matériaux représentait un énorme défi, car les pièces devaient être à la fois légères et solides, donc coûteuses. Le calendrier raccourci signifiait également que les ingénieurs devaient faire preuve de militantisme quant aux composants nécessaires et à ceux qui ne l'étaient pas pour faire fonctionner le système VTEC et le rendre fiable. En fin de compte, l'Integra XSi 1989 offrait 160 chevaux métriques (152 de notre puissance impériale) à 7 600 tr/min.