L’architecture des moteurs : mono, twin, 4 en ligne ou V4
Contrairement à l’automobile, presque entièrement convertie au 4 cylindres en ligne, la moto offre une incroyable variété de moteurs. Monocylindre, bicylindre en V, à plat ou parallèle, trois cylindres, quatre en ligne, V4, six cylindres : chaque architecture a sa sonorité et son caractère. Le calage du vilebrequin ajoute encore des nuances.
- De 1 à 6 cylindres
- En ligne, en V, à plat
- Le calage et le son
1Ce qui guide le choix d’une architecture
Le moteur à quatre temps est mis au point par Nikolaus Otto en 1876. En 1885, Gottlieb Daimler et Wilhelm Maybach installent un petit monocylindre 4 temps sur la Reitwagen, souvent considérée comme la première moto à essence. Depuis, les ingénieurs multiplient les cylindres et les dispositions.
Le choix d’un moteur répond à trois familles de contraintes :
- les performances recherchées : puissance, couple, régime, consommation ;
- l’encombrement : largeur, longueur, hauteur du centre de gravité, accessibilité ;
- le style : un moteur se voit sur une moto, et il fait partie de son identité.
2Les dispositions des cylindres
Le monocylindre
Un seul cylindre, vertical ou incliné. Simple, léger et étroit.
En ligne
Les cylindres côte à côte, le plus souvent en travers du cadre. De 2 à 6 cylindres.
En V
Deux rangées de cylindres formant un V, en travers ou en long. L’angle va de 45° à 90° en général.
À plat
Un V ouvert à 180°, dit « boxer » : les BMW et la Honda Gold Wing.
3Le nombre de cylindres
| Cylindres | Caractère | Exemples |
|---|---|---|
| 1 | Léger, coupleux, vibrant à haut régime | Trails et enduros, supermotards, 125 cm³ |
| 2 parallèles | Compact, économique, souvent calé à 270° | Yamaha MT-07, Kawasaki Z650 |
| 2 en V | Couple et sonorité typés | Ducati, Harley-Davidson, Moto Guzzi |
| 2 à plat | Centre de gravité bas, bon refroidissement | BMW R 1300 GS |
| 3 en ligne | Compromis entre couple et allonge | Triumph Street Triple, Yamaha MT-09 |
| 4 en ligne | Doux, puissant à haut régime | Sportives et roadsters japonais |
| 4 en V | Compact en largeur, très puissant | Ducati Panigale V4, Aprilia RSV4 |
| 6 | Grande douceur, pour le grand tourisme | BMW K 1600, Honda Gold Wing |
Plus il y a de cylindres, plus le moteur est doux et capable de tourner vite, mais aussi plus lourd, plus large et plus cher. Les cinq cylindres sont restés des curiosités de course, comme le V5 de la Honda RC211V championne MotoGP en 2002.
4Le calage du vilebrequin
Un moteur 4 temps fait un cycle complet en deux tours, soit 720°. Le calage désigne l’angle entre les manetons du vilebrequin : il fixe l’intervalle entre les explosions, donc les vibrations, la motricité et le son.
| Moteur | Intervalles entre explosions | Effet |
|---|---|---|
| Bicylindre parallèle calé à 360° | 360° puis 360° | Régulier, son de twin anglais d’autrefois, vibrant |
| Bicylindre parallèle calé à 180° | 180° puis 540° | Moins de vibrations verticales |
| Bicylindre parallèle calé à 270° | 270° puis 450° | Imite le V-twin à 90° : son rauque, bonne motricité |
| V-twin à 90° | 270° puis 450° | Équilibre naturel très bon |
| Trois cylindres à 120° | 240° réguliers | Son rauque et moteur plein |
| Quatre en ligne à 180° | 180° réguliers | Hurlement caractéristique à haut régime |
| Quatre en ligne « crossplane » | 270°, 180°, 90°, 180° | Motricité et son de V4 (Yamaha R1) |
5Combien d’explosions par seconde ?
Dans un moteur 4 temps, chaque cylindre produit une explosion tous les deux tours. Avec un calage régulier, l’intervalle vaut 720° divisé par le nombre de cylindres.
Le rythme des explosions
Pour un moteur 4 temps à calage régulier.
6Questions fréquentes
Pourquoi tant de bicylindres parallèles calés à 270° ?
Ils sont compacts et peu coûteux à produire comme un bicylindre en ligne, mais sonnent et tractent comme un V-twin. Yamaha, Triumph, Honda ou Aprilia l’utilisent.
Qu’est-ce qu’un moteur « big bang » ?
Un moteur dont les explosions sont regroupées pour laisser au pneu un temps de repos. Il améliore la motricité en sortie de virage. Le « crossplane » de la Yamaha R1 en est un exemple.
Pourquoi les V4 de course ?
Ils sont aussi étroits qu’un bicylindre et aussi puissants qu’un quatre en ligne. En MotoGP, la plupart des constructeurs ont choisi le V4.
À retenir
- Performances, encombrement et style guident le choix d’une architecture.
- De 1 à 6 cylindres, en ligne, en V ou à plat : la moto offre une grande variété.
- Le calage fixe l’intervalle des explosions, donc les vibrations et le son.