Introducido en el mercado en 1989, el VTEC es un sistema de distribución variable de las válvulas del motor desarrollado por Honda. Este sistema de variación de válvulas permite optimizar las posibilidades de la motocicleta: maximizando la potencia y aceleración del motor y economizando el combustible cuando no es necesario.
La implantación de este sistema en motocicletas ha sido desarrollado por Honda con las siglas HYPER VTEC
Motocicleta que incorpora esta tecnología: Honda VFR 800
Las innovaciones tecnológicas implantadas en las motocicletas Honda, las hacen únicas. Como la transmisión S-MATIC, un sistema de relación variable que permite pilotar la moto en Modo Automático (D y S) o Modo Manual (M), a partir de un simple botón en la empuñadura.
Desarrollo del sistema “Honda S-Matic” de transmisión por variador CVT con control electrónico para motocicletas, que incluye tres modos de cambio seleccionables.
El primer sistema en el mundo de control electrónico por variador CVT para scooters de 250cc.
El primer sistema en el mundo “Honda S-Matic”, de transmisión CVT (transmisión continua variable) con control electrónico para scooters de 250cc. se utilizó en el modelo FORZA en el año 2004. Se usó una correa de alta fricción y un variador de aleación de aluminio para el sistema de transmisión, que al igual que en un scooter convencional está alojado en el motor basculante.
El sistema “Honda S-Matic” consigue ahorrar combustible, bajas emisiones contaminantes, suavidad y gran rendimiento a un coste reducido. Estos objetivos son inalcanzables con los sistemas CVT convencionales. Una de las características principales es que el sistema permite al usuario seleccionar dos modos de transmisión automáticos (D y S), y un modo manual (M). Mediante este dispositivo el conductor puede elegir diferentes relaciones de cambio para carretera general, de montaña etc. y puede disfrutar de la conducción fácilmente. Aunque se pueden producir pequeños cambios en la relación de transmisión debido al uso y al paso del tiempo, el sistema está pensado para que no cambie el rendimiento del embrague, las características del cambio y para que no se produzca una disminución de la velocidad máxima.
En este punto vamos a ir desgranando los detalles técnicos de este sistema de transmisión que ha marcado una época, y que amplía las posibilidades de los scooters tradicionales en lo que respecta a comodidad, diversión y facilidad de uso
El sistema CVT (transmisión continua variable) es una transmisión automática que cumple los requerimientos de los modernos vehículos a motor.
El sistema CVT cada vez se utiliza más en los automóviles.
Como la preocupación por el medio ambiente a nivel mundial es más fuerte que nunca, cada vez se exige para las motocicletas menos emisiones contaminantes y un consumo de combustible más bajo. Además, cada vez se persigue con más ahínco una disminución en el ruido para aumentar la calidad de marcha.
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| Emisiones de escape en el modo D |
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Desafortunadamente, estas demandas son factores que requieren un compromiso con el rendimiento en la conducción. Lo que los ingenieros de Honda eligieron fue el desarrollo de un sistema que transmite la potencia del motor a la carretera con más eficacia.
El CVT, que está actualmente en estudio también para automóviles, es un sistema que varía continuamente la relación de cambio a través de la cara interna y externa del variador.
Comparado con un sistema de transmisión convencional que utiliza una relación de transmisión fija, el CVT permite seleccionar con facilidad el tipo de cambio de marchas para poder aprovechar mejor las características del motor, incluyendo factores como la potencia de salida, las emisiones contaminantes etc., lo que permite el uso de la zona menos contaminante y más potente del rango de revoluciones del motor. Mientras que en los sistemas de transmisión convencionales se utiliza una correa metálica, en el Honda S-Matic se utiliza una correa de caucho ya que permite disminuir el peso con un coste reducido.
El sistema CVT convencional por correa
El sistema por correa CVT, con ventajas claras en peso, rendimiento y coste, ha sido usado desde hace mucho tiempo sobre todo en scooters con el objetivo de facilitar el uso. En un sistema CVT convencional por correa, la fuerza centrífuga de los rodillos del variador conectado al cigüeñal hace que estos suban por las rampas y presionen la cara móvil de la polea y la correa en la dirección del eje. La situación de la correa en la polea cambia dependiendo del balance entre la fuerza centrifuga de los rodillos y la fuerza lateral de la polea móvil que se produce desde la rueda trasera y que hace variar la relación de cambio.
Sin embargo, como las características del cambio están determinadas únicamente por factores mecánicos, es difícil ajustar libremente la relación de transmisión para cada rango de apertura de acelerador, y poder así alcanzar el mejor compromiso entre emisiones de escape, ahorro de combustible, suavidad y rendimiento. Además se da la situación de que cuando la correa se desgasta por el uso, el diámetro de polea se vuelve más pequeño en el variador y más grande en el embrague, dando como resultado una disminución de la velocidad máxima.
El sistema original Honda CVT por correa controlado electrónicamente
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| Vista general de sistema Honda S-Matic |
En el desarrollo del sistema S-Matic, Honda estableció los tres objetivos siguientes:
Compacto y con peso reducido.
Modo de cambio que debe permitir el ahorro de combustible, bajar las emisiones contaminantes, disminuir el ruido y aumentar el rendimiento.
El sistema de control debe ser sencillo.
En el sistema aplicado en la FORZA en 2004, se añadió un modo manual a los dos modos automáticos. Desde el punto de vista de la diversión, aparte de la eficiencia, el sistema permite al conductor activar un cambio secuencial de 6 velocidades.
Como en otros scooters la configuración del motor es basculante, y el peso del motor influye en gran medida en el comportamiento dinámico del vehículo, por lo que el sistema debía ser tan ligero como fuera posible. Para mantener las virtudes de un sistema CVT convencional, además de emplear una correa de caucho, las poleas se han fabricado en aleación de aluminio.
El centro de la cara móvil está fabricado en acero y aluminio para reducir el diámetro y permitir un amplio rango de relaciones de transmisión.
Funcionamiento
Los sensores detectan la velocidad de giro del variador, de la polea de embrague, la posición de ambas poleas, la velocidad del vehículo y la apertura del acelerador. De acuerdo con las mediciones de estos sensores, la unidad de control de la relación de transmisión determina la posición del variador a través de un motor.
Envía la señal al motor, el motor gira y transmite este giro a la cara móvil a través de un piñón reductor. El sistema en la cara móvil cambia esta fuerza de rotación en otra lineal que mueve la polea para cambiar la relación de transmisión.
Se utiliza una guía y una espiral de rosca para permitir que la cara móvil se deslice.
Como los piñones del sistema de cambio no tienen engrase están realizados en plástico para reducir el desgaste y el peso. La guía y la espiral de rosca si que están lubricadas con grasa para asegurar que funcionan suavemente.
Además de lo indicado más arriba, se introduce aire del exterior en el alojamiento de la correa para disminuir la temperatura y extender la duración de la correa. Además hay medidas de seguridad para que el polvo no entre en el alojamiento de la correa.
Aunque el diseño del embrague es similar que en un sistema CVT convencional, se ha añadido un sensor para detectar la velocidad.
El estudiado material de la correa y su cuidadosa fabricación
Para hacer el Honda S-Matic ligero y compacto, los ingenieros de Honda llevaron a cabo extensas investigaciones acerca del material y la forma de la correa.
Comparada con una correa de un sistema CVT convencional la correa de la FORZA presenta las siguientes modificaciones:
1. La forma de los dientes ha sido modificada, pasando de diente simple a diente doble.
2. El material de fabricación ha cambiado de poliéster a poliamida aromática.
3. La parte superior e inferior de la correa se ha modificado dando como resultado una correa mixta mucho más fuerte.
Con un cuidadoso ajuste y estas mejoras el índice de deslizamiento se ha reducido aproximadamente en un 50% con respecto a una correa convencional, realizando la correa que mejor se ajusta para el sistema de control electrónico.
Tres modos de cambio. Dos automáticos y uno manual
Comparado con el antiguo sistema CVT de la antigua FORZA (Hyper V Matic), el sistema S-Matic ofrece una mejor transición entre la zona de media velocidad y la de alta velocidad, y asegura una aceleración más suave. Además, en la FORZA 2004 se añadieron los dos modos automáticos D y S y el modo manual M. Estos modos permiten usar el motor en un rango amplio de revoluciones con total suavidad.
Modo D
Mantiene las revoluciones del motor en un rango inferior para ahorrar combustible, contaminar menos y aumentar la suavidad.
Modo S
Se mejora la aceleración subiendo el régimen de revoluciones necesario para cambiar con respecto al Modo D. Se mejora el freno motor en deceleración.
Modo M
El modo manual permite fijar la relación de transmisión en 6 posiciones elegidas por el usuario para una aceleración más rápida a alta velocidad. Además, al bajar de marcha se utiliza el freno motor con más eficacia. Se utiliza un sistema de reducción automática que reduce de marcha automáticamente para aumentar la comodidad cuando circulamos a baja velocidad, y un sistema limitador que impide cambiar de marcha por debajo o por encima de un régimen que perjudique la comodidad de marcha.
Preciso control de cambio aprovechando la última tecnología disponible
El flujo básico del sistema de control es tal que la velocidad ideal del variador se calcula a partir de la apertura del acelerador, la velocidad de desplazamiento y la velocidad de la polea del embrague. Luego, determinando la variación entre esa velocidad ideal y las revoluciones de la correa del variador se establece la señal que ha de enviar al motor de control. Para permitir una inyección de gasolina óptima y un avance de encendido ideal para cada modo de cambio, se ha añadido una función que envía una señal desde la centralita de transmisión a la ECU de la inyección para informar de la relación de transmisión. Se ha incorporado también un sensor para identificar el rango de movimiento de la polea del variador.
Para prevenir los incómodos tirones que pueden ocurrir cuando la relación de compresión sufre un cambio brusco, como por ejemplo cuando se cambia del modo D al modo S, la unidad de control de transmisión retrasa ese cambio. Se ha añadido también una función para seleccionar automáticamente una velocidad óptima cuando se cambia al modo M desde el modo D o S.
Para hacer frente al envejecimiento, el sistema compensa el desgaste de la correa o las poleas cambiado la posición de la polea del variador para mantener siempre la relación de transmisión adecuada. Como no varía el diámetro en el que se mueve la correa, no varía la relación de transmisión por envejecimiento porque hay una compensación en el movimiento de la polea.
Un sencillo interruptor que mejora la manejabilidad
El funcionamiento de los interruptores que gestionan el sistema Honda S-Matic es tan sencillo como se explica a continuación:
1.El interruptor de Modo se utiliza para cambiar entre modo automático y manual.
2.El interruptor de Cambio se utiliza para cambiar entre el modo automático D y S o para subir y bajar marchas en el modo manual M.
El interruptor de cambio está situado en la piña izquierda para permitir su utilización simultáneamente con el acelerador situado en la derecha. Así se pueden controlar tanto los interruptores convencionales como los nuevos del cambio de marchas y se mejora la manejabilidad.
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