Comprendre les differents calages moteur

Pour s'intéresser au calage d'un moteur, un petit article plutôt bien fait ICI, calage d'un moteur

En s'y intéressant, on peut comprendre pourquoi certains moteurs sont plus coupleux que d'autres, pourquoi certains peuvent naturellement grimper à plus haut régime, etc ...

En gardant bien à l'esprit que les moteurs des zéphyr sont des quatre cylindres 4 temps (un cycle s'effectue sur deux tours de vilebrequin), calés à 180 degrés (deux pistons se retrouvent au PMH, le point mort haut, lorsque les deux autres se retrouvent au PMB, le point mort bas, ce qui en fait des moteurs équilibrés et avec peu de vibrations.

Quel que soit l'angle de calage du moteur, celui-ci tourne.
Les pistons ont un mouvement de va et vient linéaire, et font tourner le vilebrequin dans un mouvement circulaire.
Selon les angles de calage, le vilebrequin tourne plus ou moins naturellement.
Dans le cas d'un calage symétrique à 180° pour un quatre cylindres ou 360 degrés pour un bicylindre, il arrive un moment où les pistons changent de direction en même temps
À ce moment-là, leurs forces s'annulent en sens opposés et le vilebrequin ne peut tourner que sur sa force d'inertie, puisqu'il est lancé en rotation.
Un tel calage, s'il est intéressant pour limiter les vibrations du moteur, est néfaste à la poursuite naturelle de la rotation de vilebrequin.

merci Oliv', maintenant faut que je trouve le temps de lire ça. Entre les apéros, les siestes, les repas, les grasses mat', pouff !

Au fur et à mesure que j'en aurai le temps, je ferai quelques schémas pour expliquer mes propos, pour que ce soit plus simple à comprendre. Mais avant, un petit mot sur le calage "naturel"

Le calage naturel de l'allumage sur un cycle à quatre temps de 720°, c'est :
- 1 cylindre : 720/1 = 720 °
- 2 cylindres : 720/2 = 360 °
- 3 cylindres : 720/3 = 240 °
- 4 cylindres : 720/4 = 180°
- 5 cylindres : 720/5 = 144°
- 6 cylindres : 720/6 = 120°
- 8 cylindres : 720/8 = 90°

Ces calages naturels sont parfaits en terme de régularité de fonctionnement, puisqu'ils imposent les allumages selon un cycle régulier

Spécial zéphyr :
Les zéphyr (550, 750, 900 et 1100), sont des 4 cylindres calés à 180°, dont le cycle d'allumage est parfaitement régulier. Comme il s'agit d'un cycle à quatre temps, ce cycle est ininterrompu pendant le fonctionnement, les phases d'admissions, compressions, détentes et échappement s'effectuant de manière régulières et espacées, alternativement sur les quatre cylindres.
Impossible de faire plus régulier que ce fonctionnement là

ce 180° est valable pour tous les 4 cyl. japonnais, j'imagine. A moins que le crosplane de la R1 soit autrement... à moins que je mélange tout...?

Je ne me suis jamais vraiment intéressé à ces histoire de degré, à part lorsque j'ai acheté ma 1000 Laverda RGS. Mon beau-frère roulait en 1000 Laverda classique et les 2 modèles différaient par un calage différent. Les 2 avaient un 3 cylindres en ligne, mais un était calé à 120° alors que l'autre à 180°. La plus vieille avait un comportement extraordinaire, si tu mettait les gaz en grand, ça t’arrachait les bras alors que la mienne plus ressente avait un comportement plus civilisée bien que avec un sacré caractère tout de même. Ma plus belle expérience moto assurément.
Si ces motos n'étaient pas si chères en occase, j'en aurais bien restaurée une.

Je ne me rappelle jamais laquelle était calée à 120 et laquelle à 180, mais d'après tes explications, je pense que la plus civilisée devait être calée à 180°...

beurklesharicots écrit: ce 180° est valable pour tous les 4 cyl. japonnais, j'imagine. A moins que le crosplane de la R1 soit autrement... à moins que je mélange tout...?

Tu ne mélanges rien, le "Crossplane" (ou plans croisés) de Yamaha est évidemment un calage différent, dit calage 'Crossplane" .
Puisque tu en parles, il s'agit d'un calage fait de manière à ce que les bielles de soient jamais alignées sur le même plan pendant la rotation du vilebrequin, comme ce serait le cas sur un moteur en V. L'effet est radical sur le comportement et la musicalité du moteur.

beurklesharicots écrit:
Je ne me suis jamais vraiment intéressé à ces histoire de degré, à part lorsque j'ai acheté ma 1000 Laverda RGS. Mon beau-frère roulait en 1000 Laverda classique et les 2 modèles différaient par un calage différent. Les 2 avaient un 3 cylindres en ligne, mais un était calé à 120° alors que l'autre à 180°. La plus vieille avait un comportement extraordinaire, si tu mettait les gaz en grand, ça t’arrachait les bras alors que la mienne plus ressente avait un comportement plus civilisée bien que avec un sacré caractère tout de même. Ma plus belle expérience moto assurément.
Si ces motos n'étaient pas si chères en occase, j'en aurais bien restaurée une.

Je ne me rappelle jamais laquelle était calée à 120 et laquelle à 180, mais d'après tes explications, je pense que la plus civilisée devait être calée à 180°...

Les Laverda sont de très belles motos, et si je n'achetais pas une moto neuve, j'aurais bien posé mon dévolu sur une RGS
Laverda, sur les premières trois cylindres, a choisi de caler à 180° (deux pistons latéraux au PMH quand le troisième, celui du milieu se trouve au PMB). L'allumage s'effectue cyl 1 à 0°, cyl 2 à 180°, cyl 3 à 360°, et s'ensuit un tour moteur sans allumage, à moins que les deux cylindres 1 et 3 n'allument en même temps, ce qui induirait ensuite un tour et demi sans allumage. Faudrait faire des recherches à ce sujet.
Sur les dernières trois cylindres, Laverda a équilibré le fonctionnement, afin de réduire les vibrations et créer du couple régulier. (Le vilebrequin calé à 120° implique que les bielles poussent en permanence le vilebrequin en rotation). J'ignore si le cycle d'allumage se produit sur le premier tour de vilebrequin, cad chaque 120°, suivi de 4/3 de tour sans allumage, ou plu simplement tous les 240°.
Le calage d'allumage naturel d'un trois cylindres en ligne est de 240 ° (720/3)

Différence fondamentale à comprendre entre calage moteur et calage d'allumage

Prenons l'exemple d'un monocylindre :

Calage moteur à 360°, pas d'autre choix, vu qu'il n'y a qu'un piston, le PMH se retrouve obligatoirement tous les 360°

Si c'est un deux temps, le calage d'allumage est tous les 360°, puisque un tour moteur correspond à un cycle complet, il y a allumage à chaque PMH
Si c'est un quatre temps, un PMH sur deux est consacré à l'allumage, l'autre à l'échappement, donc, calage d'allumage tous les deux tours moteurs, obligé, pas le choix de faire autrement, donc tous les 720°

Quand il y a plus de cylindres, cela se complique et peut laisser libre cours à la fantaisie des ingénieurs

Sur un bicylindre en ligne :
1 - Les deux pistons naviguent de concert, sont tous les deux au PMH en même temps, et allument à tour de rôle.
C'est un calage moteur à 360° et d'allumage à 360°, Un allumage à chaque tour de vilebrequin, calage de la W800 et de la plupart des vieux twin anglais. La détente de l'un des pistons correspond à l'admission des gaz de l'autre, de même que l'échappement correspond à la phase de compression de l'autre. Chacun des pistons alimente la rotation du vilebrequin à son tour, créant un cycle régulier, la force des pistons étant répartie de manière uniforme sur la rotation du vilebrequin
Un tel moteur génère forcément des vibrations, puisque les deux pistons produisent un mouvement en même temps dans le même sens. Le moteur a tendance à sautiller, d'autant plus que la masse des pistons est importante.
2 - Les deux pistons naviguent en sens opposé, l'un monte quand l'autre descend. En d'autres termes, quand le premier est au PMH, l'autre est au PMB. Le calage moteur est à 180°, le calage d'allumage dans ce cas s'effectue selon un rythme 0°-180° sur le premier tour de vilebrequin, et pas d'allumage de 180° à 720°, soit un tour et demi de vilebrequin sur la lancée, sans allumage. C'est la calage typique des Honda. Comme les pistons ont des mouvements opposés, les vibrations sont atténuées, mais le cycle est moins régulier, ce qui ne présente pas forcément des inconvénients
3 - les deux pistons pourraient monter et descendre en même temps, allumer en même temps, ce qui rapprocherait son fonctionnement de celui d'un monocylindre, c'est ce qu'il est convenu d'appeler le calage "BigBang". Ce calage serait très efficace en terme de poussée sur la vilebrequin en rotation, mais extrêmement destructeur de la mécanique sur un bicylindre
4 - les deux pistons ne se retrouvent jamais au PMH ou au PMB en même temps. Exemple du moteur des Yamaha MT07, calé à 90°. Le premier piston se trouvent au PMH lorsque le deuxième est en phase de compression de moitié. Sa détente commence lorsque le deuxième piston n'a pas fini de comprimer. Quand le deuxième se retrouve en phase de détente, le premier la termine, les deux pistons poussent donc simultanément sur leurs bielles et particpent en même temps à la rotation du vilebrequin pendant 90° de rotation du vilebrequin. S"ensuit une phase longue de un tour trois quart (de 90° à 720°), avant la reprise du processus. C'est une sorte de BigBang décalé de 90°.

En un mot comme en cent, faut être calé.