VTEC가 세상을 어떻게 변화시켰는가

Honda는 가변 밸브 타이밍과 리프트를 수행한 최초 또는 마지막은 아니었지만 그런 스타일로 해낸 사람은 아무도 없었습니다.

혼다는 가변 밸브 타이밍이나 가변 밸브 리프트를 발명하지 않았습니다. 실제로 캐딜락은 혼다 소이치로가 태어나기 3년 전인 1903년에 운전자 작동식 가변 밸브 타이밍 시스템을 생산했습니다. Alfa Romeo와 Nissan도 80년대에 가변 밸브 타이밍을 사용했지만 전설을 만든 것은 1989년 Integra와 1.6리터 VTEC 4기통이었습니다.

자동차 엔지니어링의 대부분은 타협을 최소화하는 동시에 비용도 최소화하는 것입니다. 기존 밸브트레인의 경우 밸브 리프트(밸브가 열리는 정도), 밸브 타이밍(밸브가 열리는 시기) 및 지속 시간(열리는 시간)은 샤프트에 있는 개별 캠 로브의 모양인 캠샤프트 프로파일에 의해 정의됩니다. 가변 밸브 타이밍 및 리프트 이전에 자동차 엔지니어는 넓은 전력 대역에 걸쳐 성능과 효율성 사이에서 바람직한 절충안을 제공하는 캠 프로필을 선택해야 했습니다. 엔진은 부하와 작동 속도에 따라 원하는 것이 다릅니다. 시내에서 퍼팅할 때 좋은 연비를 제공하는 캠축 프로필은 높은 회전수에서 스로틀을 활짝 열 때 최적이 아닙니다. 밸브 타이밍, 기간 및 리프트를 변경하여 모든 종류의 다양한 작동 조건에 맞게 최적화할 수 있습니다. 비결은 안정적이고 저렴하게 수행하는 것입니다.

이러한 시스템의 이점은 최초의 자동차 엔지니어에게도 분명했습니다. 1989년 SAE 국제 회의에서 두 명의 스탠포드 교수는 1880년 이후 가변 밸브 타이밍에 관한 최소 800개의 특허가 부여되었음을 언급하는 논문을 발표했습니다. 이러한 특허를 조사하여 연구원들은 다양한 가변 밸브 타이밍 시스템에 대해 15개의 분류를 만들었습니다. "VVT에는 많은 잠재력이 있지만 아직 이 잠재력은 거의 실현되지 않았습니다. 심각한 어려움으로 인해 현재까지 가변 밸브 타이밍의 적용이 제한되었습니다. 사실상 최근까지 제안된 모든 VVT 메커니즘은 높은 비용과 복잡성, 제한된 가변성 및 높은 충격 속도."

바로 다음 SAE 논문은 세 명의 Honda 엔지니어가 작성했으며 1.2리터 DOHC 엔진에 적합한 프로토타입 VTEC 시스템을 자세히 설명했습니다. 이는 고속 캠의 양쪽에 두 개의 저속 캠이 있는 오늘날 우리가 알고 있는 고전적인 VTEC 시스템입니다. 두 개의 저속 캠 프로파일은 일반적으로 낮은 엔진 속도에서 작동하며 밸브 스템을 누르는 로커 암에 작용합니다. 세 번째 캠 프로필은 이 시점에서 본질적으로 자유회전하며 밸브에 작용하는 두 개의 로커 암에 부착되지 않은 별도의 로커 암에 작용합니다. 특정 엔진 속도에서 ECU는 솔레노이드를 작동시켜 오일 통로를 열어 피스톤이 3개의 로커 암을 함께 잠그도록 합니다. 이제 더 큰 캠 프로필이 작동하여 밸브 리프트와 지속 시간이 늘어납니다.

이 문서에서는 프로토타입 시스템을 설명했을 수도 있지만 불과 두 달 후 VTEC는 2세대 Integra로 데뷔했습니다. (미국이 최초의 VTEC 엔진을 얻으려면 NSX 출시까지 2년을 기다려야 합니다.) 엔진은 정말 경이롭습니다. 처음에 신형 인테그라의 목표는 1.6리터에서 140마력이었지만 이는 이전 모델보다 10마력 더 나은 수치였습니다. Honda의 역사에 따르면, Honda의 4밸브 엔진을 담당하는 엔지니어인 Ikuo Kajitani는 이것이 새로운 10년을 맞이하는 자동차에 충분하지 않다고 생각했습니다. Honda R&D 책임자인 Nobuhiko Kawamoto는 Kajitani가 자연 흡기 엔진 중에서 환상적으로 보이는 리터당 100마력을 목표로 삼을 것을 제안했습니다. 변위 증가가 없으면(일본 시장에서는 바람직하지 않음) 이러한 종류의 힘은 더 많은 회전수를 의미합니다. 정확히 말하면 8,000개로, 경주용 영역에 속하며 당시의 다른 대중 시장 4기통보다 훨씬 높습니다. 이 수치를 달성하는 동시에 우수한 연비와 시내 주행성을 달성하려면 밸브트레인에 더 많은 유연성이 필요합니다. VTEC는 단순한 솔루션은 아니더라도 확실한 솔루션이었습니다.

B16A 엔진 작업은 1986년에 시작되었으므로 생산에 투입할 시간이 많지 않았습니다. 또한 회전 속도가 빠르기 때문에 부품이 가볍고 튼튼해야 하므로 재료 선택이 매우 까다로워서 비용이 많이 듭니다. 또한 단축된 타임라인은 엔지니어가 VTEC 시스템 작동 및 안정적 작동을 위해 어떤 구성 요소가 필요하고 어떤 구성 요소가 필요하지 않은지에 대해 주의를 기울여야 함을 의미했습니다. 모든 것이 말되고 완료되었을 때 1989 Integra XSi는 7600rpm에서 160미터 마력(영국 제국 마력의 152마력)을 제공했습니다.