Una dintre cele mai mari probleme ale motoarelor cu ardere internă este că acestea funcționează în mod normal bine într-un singur punct optim de lucru care include un set specific de stări ( poziția supapei, deschiderea supapei etc.).
În realitate, există multe stări diferite de funcționare la care controlul nu a putut să se adapteze – acest lucru s-a întâmplat până la răspândirea acelor soluții care ar putea modifica controlul în timp real cu conexiunea mecanică aparent complet legată.

O scurtă prezentare
După cum sa menționat în introducere, scopul este de a ajusta durata de deschidere a supapei la turația motorului - acest lucru a devenit evident pentru prima dată în anii 1920, când ratele maxime admise au început să crească.
Până atunci, turația de ralanti și turația de funcționare a unui motor erau foarte asemănătoare, ceea ce înseamnă că nu era nevoie de schimbarea timpul de control al supapei. Timpul variabil al supapelor a fost folosit pentru prima dată pe modelele Cadillac Runabout și Tonneau din 1903 create de brevetul Alancson Partridge Brush 767 794 „Inlet Valve Gear For Internal Exbust Engines” la 3 august 1903 și a fost predat pe 16 august 1904.
Înainte de 1919, Lawrence Pomeroy, designerul principal al Vauxhall, a proiectat un motor de 4,4 litri pentru a înlocui modelul existent 30-98 numit H-Type. La acest motor, singurul arbore cu came superior trebuia să se miște longitudinal pentru a permite pornirea diferitelor profile de arbore cu came. În anii 1920 au început să apară primele brevete pentru deschiderea variabilă a supapelor - de exemplu, brevetul nr. 1 527 456 în Statele Unite.

Chiulasă Honda K20Z3 cu arbore cu came de admisie cu distribuție variabilă a supapelor (Sursă: www.wikipedia.org)

În 1958, Porsche a depus o cerere de brevet german, care a fost publicată în 1959 ca brevet britanic și pentru GB861369. Brevetul Porsche a folosit o camă oscilantă pentru creșterea ridicării și a duratei supapelor.
Fiat a fost primul producător de automobile care a avut un sistem patentat cu ridicare funcțională, variabilă și control variabil al supapelor. Sistemul dezvoltat de Giovanni Torazza a fost dezvoltat la sfârșitul anilor 1960, folosind presiunea hidraulică pentru a schimba baza camelor (brevet american nr. 3 641 988). Presiunea hidraulică s-a modificat în funcție de turația motorului și de presiunea de aspirație. Diferența tipică de deschidere a fost de până la 37%.
Alfa Romeo a fost primul producător care a folosit un sistem variabil de control al supapelor la mașinile de serie (brevet american nr. 4 313 330). Modelele Alfa Romeo Spider 2000 din 1980 cu injecție de combustibil aveau un sistem VVT mecanic. Sistemul a fost proiectat de Giampaolo Garcea în anii 1970. Din 1983, toate modelele Alfa Romeo Spider au folosit VVT electronic.
În 1989, Honda a lansat sistemul VTEC. În timp ce fostul Nissan NVCS schimbă faza arborelui cu came, VTEC a trecut la un profil de came separat la o turație mare a motorului pentru a îmbunătăți puterea de vârf. Primul motor VTEC produs de Honda a fost B16A care a fost instalat în Integra, CRX și Civic din Japonia și Europa.
În 1992, Porsche a introdus pentru prima dată Variocam, primul sistem care oferă o setare continuă (toate sistemele anterioare foloseau setare discretă). Sistemul a fost publicat la Porsche 968 și a funcționat doar la supapele de aspirație.

Implementare practică
Schimbarea profilului
Această metodă utilizează două profile de came cu un actuator pentru a comuta între profiluri (de obicei la o anumită turație a motorului). Camele pot oferi o creștere variabilă a supapei și o durată variabilă, dar setarea este mai discretă.
Prima aplicație de producție a acestui sistem a fost sistemul VTEC de la Honda. VTEC modifică presiunea hidraulică pentru a acționa un robinet care blochează pârghia de înclinare ridicată și de lungă durată pe brațele adiacente, ridicate jos.

Camă oscilantă
Aceste modele folosesc mișcare oscilantă, conducând camele cu un profil. În esență, acest profil deschide și închide supapa. Unele sisteme de came oscilante folosesc un profil de came tradițional, în timp ce altele folosesc un profil de came excentric și tija de antrenare. Principiul este similar cu motoarele cu abur în care cantitatea de abur care pătrundea în cilindru era reglată de punctul de „tăiere” al aburului.

Camă excentrică
Camele excentrice trec printr-un mecanism cu disc excentric care încetinește și accelerează viteza unghiulară a profilului camei în timp ce se rotește.

Avantajul acestui sistem este că durata poate fi modificată independent de ridicare. Dezavantajul este că fiecare cilindru necesită două comenzi excentrice ceea ce crește complexitatea, dar și costurile.
MG Rover este singurul producător care a emis motoare cu acest tip de sistem.

Profil de came tridimensional
Acest sistem constă dintr-un profil de came care se modifică pe lungimea sa (similar cu forma conului). La un capăt al profilului camei, există un timp scurt/profil de ridicare redus, iar la celălalt capăt există o perioadă mai lungă/profil de ridicare mai mare.
Acest lucru asigură o tranziție lină și continuă între cele două profile. Prin deplasarea zonei profilului camei, ridicarea și durata pot fi modificate continuu.

Motoare fară arbore cu came
Construcțiile motoarelor care nu se bazează pe arborele cu came pentru a acționa supapele oferă o flexibilitate mai mare pentru a obține sincronizare variabilă a supapelor. Singura mașină de serie care are motor fără arbore cu came este Koenigsegg Gemera.

Ghid hidraulic motor Hyundai T-GDI (Sursă: www.wikipedia.org)

Sistem hidraulic
Acest sistem folosește ulei de lubrifiere pentru motor pentru a controla închiderea supapei de aspirație. Mecanismul de deschidere al supapei de aspirație conține o ridicare a supapei și un piston. Există o supapă electromagnetică controlată de sistemul de control al motorului care este tensionată și furnizează ulei printr-o supapă de reținere în timpul ridicării camei, iar uleiul este umplut în cameră, iar canalul de retur care duce la baia de ulei este blocat de robinetul supapei.