english
Fil RSS Facebook Twitter Instagram Pinterest Youtube Voyage

Le moteur bicylindre

Eloge du twin

Deux associés, pas cloches...

Dans la langue de Shakespeare, on parle de twin, qui signifie jumeaux. Effectivement le bicylindre est né de l’association de deux monocylindres identiques. Ils peuvent être réunis de nombreuses façons, chacune ayant ses avantages et parfois aussi ses inconvénients. On distingue deux grandes familles. Les twins parallèles et les twins en V. Cependant, il existe des nuances et aussi des passerelles entre les familles. Voyons ça de plus près.

l'équipage mobile du moteur Ducati superquadro monté sur la Panigale. Un V2 ouvert à 90°

Les bicylindres parallèles.

Norton, Triumph, BSA, mais aussi Matchless, Royal Enfield, etc. La liste des constructeurs anglais ayant produit des bicylindres parallèles est longue et non exhaustive. C’était réellement une spécialité nationale, jusqu’à ce que les Japonais leurs emboîtent le pas, Honda en tête. Cependant, ces deux pays avaient une vision différente de la mécanique.

Chez les Anglais, on calait les vilebrequins à 360°, c’est-à-dire que les deux pistons montaient en même temps, l’un étant en phase de compression, l’autre en phase d’échappement. Le cycle quatre temps se réalisant sur deux tours, les deux cylindres étaient décalés d’un tour. Ainsi, la régularité cyclique était idéale, avec une explosion par tour. C’était parfait pour avoir du couple à bas régime. Pour les hauts régimes en revanche, c’était problématique, car les vibrations étaient énormes, assez comparable à un mono. D’ailleurs, ces moteurs à distribution culbutée n’étaient pas fait pour prendre des tours. Du côté des Japonais, on préférait décaler les vilebrequins d’un ½ tour. On parle ainsi de calage à 180°. Quand l’un descend, l’autre monte. Pour l’équilibrage, c’est mieux. On peut prendre plus de tours. Cela correspond à leur philosophie qui privilégiait des petits moteurs puissants. Ainsi, l’emblématique Honda 450 qui développait la puissance d’une 650 anglaise (45 ch), avec 200 cm3 de moins. Pour prendre des tours, il fallait une distribution plus sophistiquée que sur les anglaises, d’où la présence d’un double ACT sur la 450 Honda et au minimum d’un ACT sur les autres twins japonais. Pour la régularité cyclique, c’est une autre paire de manches. On a 540° sans temps moteur, puis deux temps moteurs qui se succèdent à 180° d’intervalle. Le bruit s'en ressent, il est irrégulier.

Le bicylindre parallèle est une spécialité anglaise. La preuve cette Yamaha XS 650 (!) des années 70 dont l'architecture copiait au plus près les moteurs britanniques, en y ajoutant, une distribution par arbre à cames en tête.

Malgré le temps qui passe, ces traits de caractère restent et aujourd’hui chez Triumph, on trouve toujours des twins calés à 360° sur les classiques et des twins à 180° sur les CB 500 Honda ou les Kawasaki ER6. Japon et Angleterre campent sur leurs positions. Quoique...

Bien sûr, la disposition de ces moteurs est libre. Ils peuvent avoir les cylindres à « l’anglaise », verticaux ou légèrement inclinés comme sur les Norton, mais parfois ils étaient horizontaux. Ainsi étaient les Linto de compétition, qui résultaient de l’assemblage de deux monocylindres d’Aermacchi ala d’Oro.

Du parallèle au V Twin.

Passons du moteur en en ligne au moteur en V, par un subterfuge qu’utilisent les constructeurs : les vilebrequins à manetons décalés et tout particulièrement ceux qui le sont à 270° et qui donnent aux parallèles twins le caractère d’un V ouvert à 90°. Sur ces vilebrequins, un piston est à mi-course quand l’autre est au point mort haut ou bas. C’est Yamaha qui le premier a adopté cette disposition en série sur sa TRX, en voulant donner au moteur issu de la TDM, le caractère d’un V2 de Ducati. En termes de prix, on garde l’avantage d’une culasse et d’un entrainement uniques, mais hormis la largeur et l’aspect, on a l’équilibrage et le bruit d’un V2 à 90°. Depuis, les anglais ont eux aussi adopté cette configuration, pour redonner du caractère à leurs moteurs devenus un peu fades, sous le poids des normes antipollution. Yamaha s’est fait l’apôtre de ce principe et l’utilise sur sa MT 07. En fait, le principe est proche de celui d’un moteur « big-bang », la succession des temps moteurs favorise les sensations du pilote, car l’équilibrage des efforts d'inertie se résume à une composante unique, qui peut-être vaincue par un simple balourd. Dès lors, ces efforts vibratoires disparaissent aux yeux du pilote qui reçoit le « signal » des explosions dans son intégralité, surtout quand il ouvre brutalement les gaz. Au final, twin parallèle calé à 270°, ou V ouvert à 90°, sont des moteurs à sensations.

Pour conjuguer la simplicité du twin parallèle au caractère du V2 ouvert à 90°, Yamaha, mais aussi d'autres ont joué sur le décalage des manetons. Ici un MT 07

Les bicylindres en V.

Ils se caractérisent par leur angle d’ouverture. Allons du plus fermé, au plus ouvert.

Avec un angle de seulement 45°, le moteur Harley est au summum de l’irrégularité cyclique. C’est ce qui lui donne sa célèbre sonorité « potatoe potatoe ». Deux combustions plus rapprochées, puis un long temps mort. L’avantage de cette disposition, c’est sa compacité. C’est d’autant plus vrai chez Harley que les bielles sont alignées (l’une passe autour de l’autre), ce qui fait que les cylindres sont rigoureusement l’un derrière l’autre. C’est un peu problématique en matière de refroidissement, mais ça va tant que la puissance spécifique reste raisonnable.

American twin: Ouverture à 45°, cylindres alignés et distribution culbutée. Les moteurs Harley Davidson sont reconnaissables entre tous.

Identification oblige, sur tous les customs,les angles moteurs sont souvent très fermés. rarement au delà de 50/52°.

On a aussi vu une approche des moteurs très compacts sur les Honda Transalp, qui jouaient déjà du décalage des manetons, avant la TRX. Ici on a combiné un angle d’ouverture très étroit (52°) et des manetons décalés, qui donnaient au global l’équilibrage et la régularité cyclique propre au V2 à 90°. Le beurre et l’argent du beurre.

Continuons pour aller jusqu’aux 72°, de nos chères Voxan. L’idée était de se rapprocher des avantages du V2 à 90° en matière d’équilibrage, tout en gagnant en compacité. L’histoire n’a pas vraiment retenu ce choix qui jouait plus du compromis.

90°, on l’a déjà vu, c’est LA référence. C’est la disposition des Ducati (vilebrequin transversal), des Moto Morini (87° degrés, exactement !), ou des Moto Guzzi (au vilebrequin longitudinal, qui se marie à merveille avec une transmission par cardan). Equilibrage facile, caractère, ce moteur à toutes les qualités, sauf la régularité cyclique et la compacité. A cause du cylindre avant horizontal, les Ducati ont un empattement long en règle général, ou un bras oscillant court, qui tente de compenser ce défaut en en amenant un autre (répartition des masses, fort effet de chaine, etc). Après des années de cylindre horizontal, Ducati a basculé son moteur sur la Panigale. KTM et les Japonais ont aussi opté pour cette disposition, où l’espace important entre les culasses fait perdre de la place précieuse au niveau du réservoir. Concernant la régularité cyclique on a deux options, soit un vilebrequin léger, qui laisse un moteur vif, façon Ducati, mais qui cogne à bas régime. C'est désagréable en ville et en conduite tranquille. Soit on utilise un vilebrequin lourd, façon Guzzi, mais on perd en dynamisme ce que l'on gagne en souplesse. Zut, il y a toujours un problème...

Avec environ 180 ch/L, le Ducati superquadro est sans doute le twin le plus extrême jamais construit. N'oublions pas pour autant le twin 1000 cm3 de l'incroyable Britten qui développait déjà 170 ch voici 25 ans !

Poussons à l’extrême pour finir en beauté en ouvrant le V à 180° ce qui nous donne le célèbre flat twin des BMW (bicylindre à plat en anglais). Attention, ici cependant, on a deux manetons, les bielles ne sont plus côte à côte sur le même. Ainsi, hormis un petit mouvement de lacet dû au désalignement des bielles justement, l'équilibrage est parfait et la régularité cyclique idéale. Ainsi, on a un moteur souple et vif, car on peut utiliser un vilebrequin léger, sans que ça ne cogne à bas régime. C'est l'option retenue par BMW, sur les derniers flats double ACT refroidis par air et liquides. On peut parler de sans faute, sauf en terme d’encombrement latéral. Aérodynamisme et garde au sol en souffrent. Et puis il y a ce satané couple de renversement qui fait basculer la moto sur un coup de gaz.

le flat twin BMW avec ses deux manetons calés à 180° et son angle ouvert à 180° lui aussi offre un parfait équilibrage et une régularité cyclique idéale.

Pour résoudre ces rares défauts, la solution existe. Elle était utilisée par Douglas dès le début du 20ème siècle. Elle nous revient aujourd’hui améliorée par Midual, qui place le vilebrequin transversalement et incline les cylindres de 25° vers le bas. Originale, compacte, cette disposition offre une très belle étroitesse, alliée aux qualités hors normes du Flat, à savoir souplesse et vivacité, pour ceux qui ont eu le bonheur d'essayer cette machine extraordinaire. Le Flat twin transversal se marie parfaitement avec une chaîne secondaire, comme le flat twin longitudinal des BMW se marie idéalement avec une transmission par arbre, car il se passe de renvoi d'angle. Sur la Midual, la lubrification doit faire l'objet de nombreux soins. Ainsi, il y a une pompe de "vidage" pour éviter l'accumulation d'huile dans la culasse avant, surtout au redémarrage. Petit soucis tout de même quand on cherche des chevaux en pagaille: il est quasi impossible d'utiliser des conduits très rectilignes, mais hormis cela, RAS, c'est de la bel ouvrage!

Le flattwin midual avec son vilebrequin transversal et ses cylindres inclinés à 25°

Qui a dit qu’en France on n’avait pas d’idées ?

Midual flat twin: une pièce d'orfevrerie made in France

Plus d'infos sur la mécanique

Commentaires

JP9426

Excellente synthèse du bicylindre avec le caractère assez différent qu'il peut offrir suivant son architecture. Cependant il y a eu quelques confusions entre régularité cyclique et équilibrage dans les 3 textes ci-après :
"En termes de prix, on garde l’avantage d’une culasse et d’un entrainement uniques, mais hormis la largeur et l’aspect, on a l’équilibrage et le bruit d’un V2 à 90°" : OK pour le bruit et c'est vrai aussi pour la rythme des explosions, en revanche l'équilibrage est différent sur le twin parallèle à 270° et nécessite 1 ou 2 arbre(s) d'équilibrage.
"Avec un angle de seulement 45°, le moteur Harley est au summum de l’irrégularité cyclique": Faux, le rythme des explosions est de 315°-405°, ce qui est meilleur que sur un V à 90° qui explose à 270°-450°, ce qui n'est pas bon c'est l'équilibrage d'où les fortes vibrations ressenties. 
"On a aussi vu une approche des moteurs très compacts sur les Honda Transalp, qui jouaient déjà du décalage des manetons, avant la TRX. Ici on a combiné un angle d’ouverture très étroit (52°) et des manetons décalés, qui donnaient au global l’équilibrage et la régularité cyclique propre au V2 à 90°" : OK pour l'équilibrage qui est bon lorsque le décalage des manetons est de 180° - 2 x angle du V, soit 180 - (2 X 52) = 76° sur un Transalp, en revanche la régularité cyclique est dans ce cas de 232°-488° car il y a un décalage de 360°-(52°+76°), le bruit et la souplesse étant intermédiaires entre un V à 90° et un twin parallèle à 180° type CB 500.
cordialement,
Pour les sons de bicylindres et autres, voir ces 2 sites :
[bicylindres-paralleles.blog4ever.com]
[sons-de-motos-et-calages-moteurs.blog4ever.com]
JP 9426

30-12-2017 20:15 
 

Connectez-vous pour réagirOu inscrivez-vous