english

Le trois cylindres

Et si c'était LE MOTEUR de moto par excellence ?

la Kawasaki 500 H1 de 1969, premier trois cylindres 2 temps de la gamme Kawasaki

Par le passé on a connu des 3 cylindres 2 temps, en ligne chez Kawasaki, Suzuki et Motobécane, ou en V chez Honda. Dans les faits pour Honda, il s’agissait de moteurs en ligne dont on avait décalé les cylindres en quinconce afin de gagner en largeur. Il n’y avait qu’une seule bielle par maneton et chaque cylindre avait bien son carter pompe indépendant. Ces moteurs équipaient les 400 NSR de route et les 500 RS et NS de GP. Détail amusant, les dispositions utilisées étaient inversées : 2 cylindres horizontaux et un vertical sur la routière, le contraire en GP. Sans doute pour des questions relatives au passage des pots de détente et à la chaleur dégagée…

Bref de nos jours, les trois cylindres sont des moteurs qui ont le vent en poupe, mais qui ont tous des architectures identiques : Moteur en ligne et bien sûr cycle à 4 temps, car le deux-temps lui, n’a plus du tout le vent en poupe…

Un pour tous, tous en ligne !

Pour un calage optimal en terme de vibrations et de régularité cyclique, on positionne un maneton tous les 120° ce qui donne un fonctionnement régulier, avec une combustion tous les 240° (un tour/2). Dans les années 70/80, Laverda produit une 1000 trois cylindres calée à 180°, dont le moteur était beaucoup plus « caractériel » que les versions qui suivirent à 120°. Cette machine baptisée « Jota » du nom d’une dans espagnol à trois temps, reste une exception.

Le vilebrequin de la Yamaha MT 09 calé à 120°

Les trois cylindres 4 temps en GP

Le moteur Aprilia

Le trois cylindres s’est aussi brillamment illustré en GP, d'abord en 4 temps, à la glorieuse époque des MV Agusta, puis en 2 temps. Son passé est si glorieux, qu'aujourd'hui encore, la 800 F3 fait référence aux fameuses « MV3 » 350 (1965) puis 500 (1966). La 500 développait environ 80 ch à 12,000 tr/mn et dépassait les 270 km/h. Elle remporta pas moins de 6 titres mondiaux entre 1966 et 1972, aux mains de Giacomo Agostini ! Si les MV reprennent cette architecture fétiche, les moteurs contemporains se distinguent par leur vilebrequin contrarotatif qui diminue l’effet gyroscopique de la moto et contribue à sa maniabilité.

Récemment, on a revu un trois cylindres en GP lors du passage au quatre temps. C’était en 2003, sous les traits d’une Aprilia Cube, bien moins convaincante que les MV cependant. En fait, cette mécanique conjugue étroitesse relative et capacité à prendre des tours et donc à développer des puissances spécifiques relativement importantes. « Relativement », c’est sans doute une partie du problème concernant la Cube, car désormais pour s’imposer en GP il faut atteindre des régimes extrêmes.

Des régimes qui ne sont pas compatibles avec une architecture qui ne fractionne pas suffisamment les cylindrées. Les vitesses linéaires de pistons s’en trouvent pénalisées comme nous le démontrerons plus loin. Avec des côtes « annoncées » de 88,6 X 53,5, la cube peinait à dépasser les 15.000 tr/mn. Un régime trop faible, avec une plage étroite. Résultat un moteur brutal, ce qui nuisait à la motricité et à la facilité de pilotage.

Equivalence

le moteur Sauber Petronas avec sa culasse retournée et ses cylindres basculés vers l'arrière.

C’est pour cette raison qu’en catégorie supersport, comme en SBK, on a accordé un avantage de cylindrée aux trois cylindres face aux 4 cylindres. Ainsi on a vu courir des 675 cm3 trois cylindres MV et Triumph contre des 600 cm3 4 cylindres. En SBK, à l’époque des 750 4 cylindres, on acceptait des 900 trois cylindres et des 1000 bicylindres. C’est ce qui permit à Petronas d’engager une intéressante 900 au moteur inversé : culasse retournée (échappement derrière, admission devant et cylindres basculés vers l’arrière). Un joli spécimen de « trois pattes ».

En endurance le règlement accepte des 600 quatre cylindres, mais pour les trois cylindres il faut dépasser 750 cm3. Des différences qui n’existent pas en GP, surtout aujourd’hui où le règlement impose un maximum de 4 cylindres et un alésage ne dépassant pas 81 mm. De fait les cotes d’un trois cylindres de GP, au mieux du règlement, seraient de 81 X 48,5 mm soit un régime maximum d’environ 17 000 tr/mn à une vitesse linéaire du piston de 27,5 m/s. Outre une puissance maxi sans doute un peu juste, une usure très rapide serait à craindre, peu compatible avec le nombre de moteurs autorisés pour la saison. Ainsi, hormis chercher la difficulté, personne n’engagera un trois cylindres jusqu’à nouvel ordre.

Petit mais costaud

Belle à se damner la MV 800 F3 est propulsée par un 3 cylindres 800 cm3 de 148 ch pour 52 kg seulement !

Pour la route et le sport, le triple ignore ces problèmes. Il joue de sa compacité (le 800 MV ne pèse que 52 kg !) pour servir des motos toujours très excitantes, grâce à son calage qui lui donne une réponse très agréable à la poignée de gaz et à une vraie « présence ». C’est ce que démontrent les courbes issues d’un célèbre manuel sur les moteurs. Sur la première, on découvre le couple instantané d’un moteur trois cylindres de 1616 cm3 (3 X 538 cm3).

Couple moyen et instantanné d'un trois cylindres sur deux tours de vilebrequin

On y remarque des pointes à 603 Nm, alors que sur le courbe suivante, le 4 cylindres 2155 (4 X 538 cm3) qui développe pourtant un couple moyen plus élevé (180 Nm contre 135) ne dispose que de 425 Nm de couple maxi instantané !

Couple moyen et instantanné moteur 4 cylindres sur 2 tours de vilebrequin

Bref, avec moins de cylindrée et un couple moyen inférieur, les pics de couples instantanés du trois cylindres sont largement supérieurs à ceux du moteur 4 cylindres, ce qui signifie plus de sensations pour le pilote.

Conclusion

Qu’il soit monté sur un trail, un roadster ou une sportive, c’est un moteur enchanteur, moins large et plus léger que le quatre cylindres. Des qualités qui lui promettent un bel avenir sur deux ou quatre roues. En effet, petit à petit, il s’impose aussi sous les capots des voitures modernes, dans des versions 1000 ou 1200 cm3 suralimentées. Décidément, il n’a pas fini de nous surprendre !

Moteur yamaha MT 09

Plus d'infos sur la mécanique moto

Shoei