Dernière modification 18/11/2015

Les différentes architectures moteur ?

FONCTIONNEMENT D'UNE AUTO

ARCHITECTURES MOTEUR / CHâSSIS

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Il existe plusieurs architectures de moteurs dont deux principales. Découvrons ces dernières et essayons de relever les avantages et inconvénients de chacune d'entre elles.

Moteur en ligne

Le moteur en ligne est ce qui se fait le plus dans le monde de l'automobile, et c'est sûrement celui qui équipe votre auto. Les cylindres sont alignés sur un même axe et bougent du bas vers le haut.

Voici ce que l'on peut relever du côté des plus :

Mécanique plus simple donc plus économe à la fabrication (c'est d'ailleurs la structure la plus courante en France).
Consommation généralement plus efficiente (réduite) sur un moteur en ligne
Moins large qu'un moteur en V, mais plus long ... Placé transversalement cela libère un maximum de place pour l'habitabilité

Du côté des inconvénients :

Ce type de moteur prend plus d'espace (en longueur, pas en largeur) sous la capot moteur car les cylindres sont plus "étalés", il faut donc une plus grande surface. Une structure en V permet donc d'empiler les cylindres dans un plus petit volume, ou plutôt dans un volume plus homogène.
Masses internes moins équilibrées que sur un moteur en V. Sur un moteur en ligne il faut généralement un système de contrepoids interne que l'on appelle arbre d'équilibrage. Cependant, il faut préciser que le problème n'existe quasiment plus sur les 6 cylindres en ligne, qui bénéficie alors d'un meilleur équilibrage grâce à la multiplication des masses en mouvement.

Moteur à plat

Dans le cas d'un moteur à plat, les pistons fonctionnent cette fois-ci horizontalement (de manière opposée) et non plus de haut en bas. De plus, la moitié des pistons va dans un sens et l'autre dans une direction opposée. Il existe deux type de moteur à plat : le Boxer et le moteur en V à 180°.

Ceci est un Flat 6, l'équivalent d'un V6 à plat (180°)

Voici un moteur Boxer, la différence se situe principalement au niveau des fixations des bielles de piston. Notez pour votre culture que c'est le nom Boxer qui a servi à Porsche pour nommer la Boxster (qui a un moteur Boxer donc ...)

Voici donc un Boxer de Porsche Boxster

Notamment utilisé par Porsche et Subaru, ce type de structure se révèle très rare sur le marché de l'auto.

Avantages :

L'avantage de cette mécanique est généralement de proposer un centre de gravité plus bas. En effet, le moteur étant plat et placé le plus bas possible, cela réduit la hauteur du centre de gravité.
Equilibrage plutôt bon du moteur car les masses bougent dans des directions opposées.

Inconvénients :

Les frais d'entretien et réparations peuvent être plus élevés car ce moteur est plus atypique (donc moins connus des mécanos)

Moteur en V

Le moteur en V a deux lignes côte à côte au lieu d'une seule ligne. Sa forme a donné lieu à son nom : le V.

Avantages du moteur en V :

L'équilibrage des masses mobiles est meilleure, les vibrations sont donc plus facilement maîtrisables par les ingénieurs.
Centre de gravité assez réduit quand l'ouverture du V est importante (si on arrivait à 180 degrés, le moteur serait alors plat)
Plus court qu'un moteur en ligne

Les inconvénients :

Plus cher et plus complexe, ce type de moteur revient donc plus cher à l'achat et à l'entretien. Notamment au niveau de la distribution qui doit alors synchroniser deux lignes (sur un moteur en V) au lieu d'une seule.
Consommation qui peut être légèrement supérieure
Quand l'angle du V est réduit cela n'aide pas à réduire le centre de gravité
Plus large qu'un moteur en ligne

Moteur VR

Les VR sont des moteurs en V dont l'angle a été réduit pour réduire l'encombrement du moteur. Le meilleur exemple reste celui de la Golf 3 VR6 qui n'avait pas forcément énormément de place sous son capot. Les pistons sont si rapprochés qu'il n'y a pas besoin d'avoir deux culasses (une pour chaque rangée dans le cas des V6). Il a donc pu être placé de manière transversale dans la Golf sachant qu'elle reste une des rares compactes du marché à avoir accueilli un 6 cylindres.

Les deux "barres du V" ont été collées l'une contre l'autre pour réduire la taille du moteur.

Moteur W

Les moteurs en W, connus principalement en 12 cylindres (W12) est une sorte de moteur en V doublé. Au final la forme ressemble à un W mais ce n'est pas exactement ça.

En réalité la forme n'est pas exactement un W mais deux V imbriqués les uns dans les autres comme le montre la forme jaune qui suit le parcours des cylindres. C'est finalement un bon moyen de caser un maximum de cylindres en prenant le moins de place possible.

Moteur rotatif

C'est sans doute la structure la plus originale de toutes. En effet, point de piston ici mais un système inédit de chambre de combustion.

Avantages :

Poids réduit par sa structure simple nécessitant moins de pièces que sur un moteur "conventionnel"
Moteur qui monte plus vite en régime, plus grande nervosité
Très bon équilibrage du moteur, les vibrations sont donc très réduites, surtout face aux autres architectures.
Le bruit est très bien maîtrisé et l'agrément est très bon

Inconvénients :

Moteur très spécial, tous les garagistes ne le prendront pas forcément en charge (tout dépend après de la tâche à accomplir)
Le système de segmentation n'est pas forcément idéal et garder une bonne compression pendant longtemps est peut-être plus difficile que sur un moteur "standard"
Plus énergivore en carburant ...

Moteur en étoile

Je ne vais pas m'attarder dessus car il concerne l'aviation. Mais voici ce à quoi il ressemble pour votre culture générale :

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Par TEDE (Date : 2022-06-29 22:59:14)

Bonsoir,
Vous présentez bien peu de technologie de moteurs à explosion 4 temps.
Vous ne connaissez peut-être pas l'ancêtre dit "moteur latéral" toujours utilisé en motoculture, c'est un moteur 4T sans culbuteur, l'arbre à cames n'étant pas en tête. Je vous ôte tout de suite une erreur, ce n'est pas un moteur monté sur le côté du véhicule.
Le moteur WANKEL n'est pas un rotatif mais à piston rotatif. Le moteur rotatif est bien plus ancien, son vilebrequin était fixe et le bloc embiellé tournait autour (moteur d'avions)
Ce que vous présentez comme un moteur en W n'est pas un moteur en W au sens où cette terminologie a été utilisée dans les années 30/40. C'est un moteur 2VR ou VVR au schéma proche effectivement du W tel qu'on l'écrit. En effet, vous trouverez les moteurs dit en W dont le schéma ne correspond pas au W tel qu'on l'écrit mais un moteur à 3 rangées de cylindres faisant penser à un W. Moteurs d'avion au milieu du siècle dernier. Pour augmenter le nombre de pistons donc la cylindrée.
Il y eu aussi les moteurs en U, en X, en H, en étoile et double étoile (double wasp des gros chasseurs et gros avions à hélice), en ligne inversé (moteur en ligne monté culasse en bas dans les avions) - la différence avec le moteur en ligne classique est que vous ne pouvez pas avoir de carter d'huile.
Citons encore le moteur sans soupape (utilisé par PANHARD notamment), les mono soupape, les moteurs de recherche pour améliorer la combustion et réduire la consommation .
Et je ne les connais pas tous ni toutes les recherches actuelles. Il y a aussi eu des variantes de moteurs atypiques utilisant des technologies proches sous des noms différents.
Votre présentation semble se limiter aux moteurs à explosion 4 temps.

Un commentateur a évoqué les moteurs à 2 pistons évoluant dans un même cylindre (CLM dans les forts de la ligne Maginot, tracteurs MAP etc) mais ce sont des 2 temps. Il me semble que la recherche a repris sur cette technologie.
en 2 T citons aussi le moteur PUCH et similaires à 2 pistons de rapprochant ou s'éloignant simultanément un peu comme sur le CLM mais positionnés dans une sorte de cylindre en V inversé. Sans oublier les variantes dans la conception des cylindres 2T et des lumières d'admission et d'échappement.
Un moteur lent bien connu autrefois, le semi diesel sans soupape, à boule chaude et systèmes d'allumage améliorés.
Je n'entre pas dans les technologies multi-soupapes par cylindre.
Savez vous ce que peut-être un 16 soupapes ? citez 3 moteurs 16 soupapes pourtant très différents dans leur conception. L'un d'eux n'a probablement jamais exister mais aurait pu exister.
Enfin, un nouveau type, le moteur à explosion sans vilebrequin. Il produit de l'électricité. Il pourrait équiper un véhicule hybride.
Cette liste plus complète n'est cependant probablement pas exhaustive.
Je ne cite pas les turbines qui fonctionnent différemment.

Il y a 2 réaction(s) sur ce commentaire :

Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2022-07-01 16:56:28) : voir aussi le moteur 2 temps (DETROIT diesel très répandu au USA, sur les engins de TP bus et camions) sans soupapes d'admission celle-ci et faite par le milieu de la chemise pousser par une soufflante volumétrique. Injections par injecteurs pompes.
Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2022-07-02 17:37:29) : Merci pour cette contribution très riche. Toutefois je parle ici des architectures moteur, et non pas de la manière dont fonctionnent les "cylindres" et l'admission dans ces derniers.

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Par JMV MAP (Date : 2022-01-21 10:33:19)

Il y a aussi le moteur LARAQUE diesel 2 temp bi-cylindre pistons opposés
alimenté par une soufflante ("turbo moins performant ")entrainé e par
pignons avec la pompe d'injection . Ce moteur 2l,15 de 30cv était monté sur tracteur MAP

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Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2022-01-22 08:43:39) : Une soufflante (compresse ur) et absolument pas moins performent qu'un turbo, celle-ci pousse sans arrêt la même pression d'air a tous les régimes et dont meilleure reprise, le turbo lui doit reprendre de la vitesse car sitôt qu'on relâche la pédale d'accélérateur celui-ci ralenti d'où a la reprise un temps mort qui passe presque inaperçu mais obligatoirement présent.
Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2022-01-24 11:07:55) : Merci à vous deux pour ces compléments et réflexions partagées ;-)

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