ARCHITECTURES ET SONS DE MOTEURS

Il est impossible d'avoir une architecture moteur regroupant l'ensemble des qualités attendues :

- équilibrage naturel ne nécessitant pas d'arbre d'équilibrage

- compacité du vilebrequin, des cylindres, et de la culasse, économie de fabrication et d'usage

- régularité cyclique avec intervalles d'allumage égaux, rendement optimal avec accord d'échappement par collecteur, sonorité harmonieuse

- caractère et sonorité rugueuse (et motricité en moto avec un nombre de cylindre réduit ou des intervalles d'allumage inégaux)

- centre de gravité bas

- esthétique 

- etc....

Critères de choix en moto :

- économie et légèreté pour tout terrain et petites routes (monocylindre), polyvalence (2 à 4 cylindres),

  prestige (6 cylindres)

- sur multicylindres, souplesse à bas régime (intervalles d’allumage égaux), ou caractère et motricité

  (intervalles d’allumage inégaux)

- sur multicylindres à intervalles d’allumage égaux, maniabilité (cylindres à plat), ou simplicité avec une seule

  culasse (cylindres en ligne)

- sur multicylindres à intervalles d’allumage inégaux, compacité et rigidité du vilebrequin

  (cylindres en V), ou compacité de la culasse unique (cylindres en ligne)

- esthétique du bloc-cylindres (vilebrequin transversal), ou transmission à cardan de préférence sans renvoi

  d’angle en sortie de moteur (vilebrequin longitudinal)

- esthétique des cylindres (refroidissement à air avec cylindres ailettés), ou rendement optimal

  (refroidissement liquide avec radiateur et durites)

- couple et rendement à bas régime (cotes longue course), ou accélération et puissance maxi (cotes

  supercarrées avec culasse multisoupapes)

- agrément et rendement optimal (cylindrée unitaire d’environ 300 à 500 cm³), ou puissance maxi

  (cylindrée unitaire inférieure à 250 cm³)

- équilibrage annexe nécessaire sauf pour moteurs boxer, moteurs en ligne à 6 cylindres ou 4 cylindres à

  vilebrequin plat de faible cylindrée, moteurs en V à 90° avec 2 bielles sur le même maneton ou décalées

  de 180° - 2 x angle du V.

- avec intervalles d’allumage égaux son rageur si fréquence élevée et bourdonnement si fréquence faible,   

  avec intervalle inégaux son grognant et plus grave

Si esthétique prioritaire, moteur à nombre pair de cylindres, à vilebrequin transversal, de préférence en V et à cylindres ailettés

(exemples : V-Twins de customs, Ducati Diavel ou Streetfighter, Yamaha V-MAX, Kawasaki Z 900 RS et W800, Triumph 900 Street twin et 1200 Thruxton)

Si moto GP 4 cylindres, V4 à vilebrequin transversal pour puissance et vitesse de pointe (exemples : Ducati, KTM, Honda, Aprilia, Suzuki GSV-R de 2002 à 2009) ou 4 cylindres en ligne pour maniabilité et vitesse de passage en courbe (exemples : Yamaha M1 crossplane, Suzuki GSXR-RR, Kawasaki ZX-RR de 2005 à 2008) :

https://www.motoservices.com/dossiers-competition/MotoGP-Quelle-architecture-moteur-choisir-2020.htm

Si grand tourisme avec transmission à cardan et duo, moteur multicylindres à vilebrequin longitudinal

(exemples : BMW flat twin et anciennes séries K, V2 Moto Guzzi, Honda Gold Wing et Pan European)

Si élasticité maximale à bas régime et sonorité rageuse à haut régime, moteur en ligne à intervalles d'allumage égaux à partir de 3 cylindres avec une cylindrée unitaire entre 150 et 350 cm3

(exemples : Triumph 660/765, Yamaha MT-09/Tracer 9, Honda CB 650 R, Kawasaki Z 900, BMW K 1600)

Si meilleur rapport qualité/compacité/prix avec une utilisation polyvalente du trail à la sportive, bicylindre parallèle avec arbre d'équlibrage :

- calé à 180° pour petite cylindrée peu utlisée à bas régime (exemples : Yamaha MT-03, Honda 500 CB, Kawasaki Z 400/650)

- calé à une valeur différente de 180° pour plus d'élasticité à très bas régime avec des intervalles d'allumage moins inégaux, avec un calage entre 270° et 315° similaire à celui d'un V-twin ayant les mêmes intervalles d'allumage pour optimiser la sonorité, la motricité et le ressenti du couple d'explosion (exemples : Yamaha MT-07 à 270° -> V2 à 90°, KTM 790/890 à 285° -> V2 à 75°, Husqvarna 900 Nuda à 315° -> V2 à 45°)

Si compacité pour trail de forte cylindrée, bicylindre parallèle ou en V à angle de préférence inférieur à 90°

(exemples : Yamaha Ténéré 700/1200, Aprilia 660 Tuareg, Honda Africa Twin actuelle et anciennes, KTM 1290 Adventure, HD 1250 Pan America)

Si compacité et légèreté pour tout terrain, mono supercarré de 500 cm3 maxi

(exemples KTM 390 Adventure, 250 ou 500 EXC-F enduro)

Si économie prioritaire, monocylindre ou bicylindre longue course

(exemples : Royal Enfield 350 Meteor, Honda 350 H' Ness et NC 700)

Critères de choix en auto :

- régularité cyclique privilégiée donc multicylindres exclusivement,

avec intervalles d'allumage égaux si moins de 6 cylindres :

• 5 cylindres en ligne avec allumage à 144° et arbre d'équilibrage 
• 4 cylindres boxer ou en ligne avec allumage à 180°
• 3 cylindres en ligne avec allumage à 240° et arbre d'équilibrage 
• à minima 2 cylindres boxer, ou en ligne avec allumage à 360° et arbre(s) d'équilibrage 

- moteurs en ligne (privilégiés jusqu'à la moitié du 20ème siècle en position longitudinale avant avec propulsion arrière) pour simplicité de fabrication, avec équilibrage parfait à partir de 6 cylindres, et bon compromis entre régularité cyclique, équilibrage, et économie pour le 4 cylindres.

- sur véhicules modernes de grande diffusion (essence ou diesel), moteurs en ligne toujours privilégiés mais avec seulement 3 ou 4 cylindres turbo de faible cylindrée pour compacité, consommation et émissions polluantes limitées, avec couple optimisé à régime d'utilisation courante par rapport à un plus gros moteur atmosphérique.

- sur autres véhicules modernes, compacité mécanique recherchée avec bancs de 6 cylindres maxi (5 cylindres maxi si moteur avant à vilebrequin transversal), ou architecture en V à partir de 6 cylindres (très rarement 4) avec compromis entre l'angle du V et ceux des manetons pour obtenir un équilibrage naturel (V=90° avec 2 bielles par maneton), une bonne compacité ou un centre de gravité bas (V<90°), le V12 étant en théorie le compromis idéal pour un véhicule de prestige, avec un équilibrage parfait et un accord d'échappement optimal produisant une sonorité très harmonieuse avec un angle du V réduit à 60°, le V8 étant également un bon compromis si angle du V de 90° avec vilebrequin crossplane donnant une sonorité très plaisante mais un accord d'échappement médiocre limitant le rendement à haut régime, les V8 à vilebrequin plat et autres V10 étant moins équilibrés et plutôt réservés à des voitures de sport.

- sur quelques modèles et en particulier à usage sportif, moteurs avec cylindres à plat pour abaissement du centre de gravité au détriment de l'accessibilité mécanique (boxers 4 et 6 cylindres avec manetons à 180°, V12 à 180° avec 2 bielles par maneton).

- sur quelques modèles rares ou de prestige, compacité optimale mais avec une complexité et un coût très élevés pour les moteurs avec 2 bancs en V à angle très réduit d'environ 15° (anciens V4 Lancia, VR5, VR6, ....) ou moteurs W formés de 2 VR accouplés sur un même vilebrequin (anciens W8, ou plus récents W12 ou W16).

Critères de choix concernant la sonorité :

Personnellement, et en négligeant la géométrie des collecteurs d'échappement sur les 4 temps équipés et les bruits de turbo ou de compresseur le cas échéant, j'aime bien le son

- à tous les régimes :

   . des moteurs 4 temps avec 1 ou 2 rangée(s) de 5 cylindres en ligne (Audi  RS3 5 cylindres ou R8 V10)

   . des moteurs 4 temps à 12 cylindres (Aston Martin ou Lamborghini à 60°, Ferrari à 65° ou à plat, etc...)

- à moyens et hauts régimes :

  . des 3 cylindres 2 et 4 temps à intervalles d'allumage égaux

  . des 6 cylindres 4 temps à intervalles d'allumage égaux

- à hauts régimes :

   . des bicylindres en ligne 4 temps calés à 180° (ex Kawasaki Z 400 ou 650)

   . des 4 cylindres en ligne 4 temps calés à 180° (ex Kawasaki Z 900, MV Agusta F4, Suzuki GSXR, etc...)

     et autres moteurs 4 temps de 3 à 8 cylindres à intervalles d'allumage égaux

     (ex Yamaha MT 09 3 cylindres, 6 cylindres BMW, Flat 6 Porsche, V8 Ferrari ou Mac Laren,etc...)  

   . des moteurs 2 temps avec un nombre pair de cylindres à intervalles d'allumage égaux

     (ex Yamaha 125 RDX, 350 et 500 RDLC, Suzuki 500 RG)

   . des moteurs rotatifs Wankel avec au moins 2 rotors (ex Mazda RX8)

- à bas et moyens régimes :

   . des bicylindres en V 4 temps (Ducati, Moto Guzzi, KTM, Harley Davidson, Indian, Voxan, etc....)

   . des bicylindres parallèles 4 temps calés entre 270° et 315° 

     (Yamaha MT 07, Honda 1000 Africa Twin, KTM 790 Duke, BMW 850 GS, Husqvarna Nuda 900, etc...)

   . des V4 4 temps avec vilebrequin calé à 180° (Honda VFR 750 et 800, Yamaha V Max, Aprilia RSV4)

   . des moteurs 4 temps avec 1 ou 2 rangée(s) de 4 cylindres en ligne crossplane

     (Yamaha 1000 R1, V8 Chevrolet, etc...)

- à bas régimes :

    . des monocylindres 4 temps, de préférence longue course (BSA 500, Matchless G80, etc...) 

    . des bicylindres 4 temps longue course à échappement séparé par cylindre, et avec un intervalle

      d'allumage proche de 360°-360°

Je n'aime pas le son

- à tous les régimes :

   . des V6 4 temps à cycle d'explosion irrégulier (ex V6 PRV à 90° avec manetons non décalés)

   . des 2 temps à intervalles d'allumage inégaux (ex Honda NS 250 et 400 R)

   . des bicylindres 4 temps avec intervalles d'allumage égaux de 360° et collecteur 2 en 1, avec son de

     bourdonnement lié aux harmoniques pairs (BMW flat Twins et twin 800 calé à 360°, Citroën  2CV,

     Yamaha 750 Super Ténéré et 850 TDM 3VD, etc...)

   . des V4 4 temps calés à 360° (Honda 750 VFF et RC 30, 1300 Pan European, RC 213V)

   . des moteurs rotatifs Wankel à simple rotor (ex Suzuki RE5)

- à bas et moyens régimes :

   . des 2 temps monocylindres ou bicylindres avec explosions à 360°

    (Yamaha 125 DT, Kawasaki KR 250 et 350 de course, IFA MZ BK 350 de 1952, BIMOTA 500 VDue)

- à hauts régimes :

    . des monocylindres 4 temps

    . des multicylindres 4 temps avec tubulures d'échappement de longueur différente (boxer 4 cylindres)

    . des V4 4 temps avec intervalles d'allumage très inégaux (Ducati V4)

Avec la disparition progressive des voitures de sport à moteurs atmosphériques avec une belle allonge et une sonorité rageuse, on constate une mode actuelle pour les bruits de crépitement ou de pétarades à l'échappement à la coupure des gaz (crackle map ou pop and bang en anglais) dont l'origine est lié à la nécessité de limiter le temps de réponse du turbo sur les voitures de rallye (système anti-lag appelé également bang bang). Le principe est de retarder l'allumage à faible charge tout en maintenant l'alimentation du moteur, ce qui engendre des détonations dans l'échappement que je trouve plus agressives que réellement agréables à l'oreille et qui peuvent parfois être destructrices pour les soupapes et le système d'échappement lorsque les effets ne sont pas limités à ceux parfois associés aux modes sport ou racing de la cartographie moteur d'origine.