Moteur à plat
Pour un article plus général, voir Architecture des moteurs à pistons.
Moteur à plat Flat-twin Boxer
Moteur à plat Boxer (en haut)
Moteur à plat en V à 180°(en bas)
Lire le médiaMoteur 4 cylindres à plat Boxer
Un moteur à plat (ou en V à 180°, en anglais flat ou Boxer) est un moteur à pistons dans lequel les cylindres et pistons, normalement en nombre pair, sont sur un même plan (généralement horizontal) et disposés de part et d'autre du vilebrequin. « Boxer » fait référence aux mouvements des pistons, semblables à celui d'un boxeur[1].
Ce moteur est inventé et breveté en 1896 par l'ingénieur allemand Carl Benz, et repris entre autres en 1938 par Ferdinand Porsche (PDG fondateur de Daimler-Mercedes-Benz, Porsche et Volkswagen) pour ses mythiques Volkswagen Coccinelle 4 cyl, Porsche 356 4 cyl, et Porsche 911 6 cyl (flat-6)... Il est également utilisé dans le monde de la moto, de l'aviation légère, et des voitures de sport telles que les Ferrari 365 GT4 BB, 512 BB, et Testarossa à moteur boxer 12 cylindres « à plat / en V à 180° » de Ferrari Berlinetta Boxer des années 1970-années 1980...
Sommaire
1 Histoire et application
1.1 XIXe siècle
1.2 XXe siècle
2 Quelques modèles et constructeurs
3 Moteurs à plat Boxer, et en V à 180°
4 Technique
4.1 Avantages
4.2 Inconvénients
5 Notes et références
6 Annexes
6.1 Articles connexes
Histoire et application |
XIXe siècle |
En 1885 l'inventeur allemand Carl Benz (PDG fondateur de Benz & Cie) conçoit et développe ses premiers Tricycle Benz 1 à moteur deux temps monocylindre horizontal (première voiture à moteur à essence de série de l'histoire de l'automobile, avec les véhicules à moteur Daimler Type P V2 de Daimler, qui révolutionne le monde d'alors)[2]. Son second moteur Kontra-Motor (moteur contre) 2 cylindres à plat (développé avec August Horch) motorise ses Benz Ideal de 1894, et modèles suivants jusqu'aux premiers 4 cylindres en ligne du début des années 1900[3],[4]...
Premier Contra-motor Benz & Cie 2 cylindres de 1894, Musée Mercedes-Benz de Stuttgart
Demoiselle (avion) à moteur Flat-twin Darracq d'Alberto Santos-Dumont en 1907
Blériot XI de Louis Blériot, de 1909
4 cylindres de Volkswagen Coccinelle de 1938
Moteurs d'avions BMW M2B15, Deutsches Museum de Munich
Cliquez sur une vignette pour l’agrandir.Anecdote historique de dépôt de brevet de propriété industrielle : lorsque Carl Benz dépose en 1894 son brevet de moteur bicylindre « à plat » (variante du brevet de moteur Daimler Type P V2 de Daimler de 1887) d'autres inventeurs déposent des brevets pour des variantes de cette invention révolutionnaire[2], dont De Dion-Bouton qui dépose un brevet de prototype de moteur à cylindres opposés le 18 juillet 1895[5], Armand Peugeot avec son moteur horizontal Peugeot de 1896 (2 cylindres en ligne horizontaux), et Henry Ford aux États-Unis avec le 2 cylindres en ligne horizontal de sa Ford Quadricycle de 1896...
XXe siècle |
Moteur bicylindre Boxer flat-twin
En France, Gnome et Rhône propose un bicylindre à plat culbuté (technique encore très peu employée dans le civil) sur sa moto ABC en 1919, d'autres suivront dans les années 1930 : 500 V2 (à soupapes latérales), 500 CV2 (culbuté), 750 X (culbuté) ainsi que les militaires 750 XA (culbuté) et enfin 800 AX2 (à soupapes latérales).
Volkswagen Coccinelle (1938-2003), et Porsche Type 64 de 1938, Porsche Museum
Dans les années 1930 en France, Citroën étudie pour ce qui deviendra la 2 CV, un flat-twin maison qui sera commercialisé pendant plus de 40ans. Evoluant au fil du temps, il sera monté aussi sur les Ami 6, Dyane, Méhari, Ami 8, LN et pour son ultime évolution en 652cm3 sur LNA et Visa. Après le rachat de Panhard, un 4 cylindres à plat Citroën sera développé pour la Citroën GS puis GSA, il équipera également l'Ami super et l'Axel.
Panhard avait fait du bicylindre à plat une de ces spécificités : DB coach, Panhard Dyna X, Dyna Z, PL 17, 24, CD, Junior, et le déclina sur des engins de combat en 12 cyl (flat-12) EBR et AML...
Porsche 911 à 6 cylindres à plat Flat-6, depuis 1959, Porsche Museum.
BMW s'est fait spécialiste du bicylindre à plat sur ses motos depuis le début des années 1920.
Moteur 12 cylindres à plat (en V à 180°) de Ferrari Testarossa
À partir de 1938 l'inventeur allemand Ferdinand Porsche (PDG fondateur de Daimler-Mercedes-Benz, Porsche, et Volkswagen) conçoit et commercialise sa mythique Volkswagen Coccinelle (voiture du peuple en allemand) à moteur 4 cylindres à plat Benz refroidi par air, à la demande du chancelier du Reich Adolf Hitler, à plus de 20 millions d’exemplaires. Ce moteur motorise également des Buggy, Volkswagen Combi, Volkswagen SP, Volkswagen Karmann Ghia, Type 3 et Type 4, ainsi que la plupart des modèles du constructeur Tatra à partir de 1923, avec un refroidissement à air...
À partir de 1939 Ferdinand Porsche et son fils Ferry Porsche motorisent leurs voitures de sport Porsche avec leurs célèbres moteurs 4, puis 6 cylindres à plat (Porsche Type 64 4 cyl de 1939, Porsche 356 4 cyl de 1948, Porsche 911 6 cyl de 1959, Porsche Boxster de 1996, Lykan HyperSport, et nombreuses variantes... Ils sont également utilisés en compétition en 6, 12, et 16 cylindres, pour motoriser entre autres des Porsche 360 Cisitalia 12 cyl 1947, Porsche 917 12 et 16 cyl de 1970, et Porsche 962 6 cyl de 1984...
Entre les années 1960 et années 1980 Ferrari développe ses célèbres moteurs boxer 12 cylindres à plat pour ses Ferrari 312 T, Ferrari Pinin, Ferrari 312 B, et Ferrari Berlinetta Boxer, Ferrari 365 GT4 BB, Ferrari 512 BB, et Ferrari Testarossa...
Quelques modèles et constructeurs |
Toyota GT86, Toyota Sports 800...
Lancia Flavia, Lancia 2000, Lancia Gamma 4 cyl...
Moteur boxer Alfa Romeo : Alfa Romeo Alfasud, Sprint, Arna, 33, 145, 146...
Subaru 1000, Subaru Leone, Subaru Legacy, Subaru Impreza, Subaru Baja, Subaru Alcyone SVX, Saab 9-2X...
Volkswagen Coccinelle, Volkswagen Combi, Volkswagen SP, Volkswagen Karmann Ghia, Type 3 et Type 4...
Panhard : DB coach, Panhard Dyna X, Dyna Z, PL 17, 24, CD, Junior, et char de combat 12 cyl (flat-12) EBR et AML...
Moteur boxer bicylindre Citroën, et moteur boxer série G Citroën : 2 CV, Ami 6, 8 et Super, Méhari, GS et GSA (4 cyl), LN et LNA, Visa, Axel...
Porsche Type 64 4 cyl de 1939, Porsche 356 4 cyl de 1948, Porsche 911 6 cyl de 1959, Porsche Boxster de 1996, Lykan HyperSport, et nombreuses variantes...- Compétition : Porsche 360 Cisitalia 12 cyl de 1947, Porsche 917 12 et 16 cyl de 1970, et Porsche 962 6 cyl de 1984...
Chevrolet Corvair 6 cyl, et Tucker '48 (à moteur d'hélicoptère six cyl à plat modifié)... (des raretés aux États-Unis)- Moteurs boxer 12 cylindres à plat Ferrari : Ferrari 312 T, Ferrari Pinin, Ferrari 312 B, Ferrari Berlinetta Boxer, Ferrari 365 GT4 BB, Ferrari 512 BB, et Ferrari Testarossa...
- ...
Les moteurs à plat motorisent de nombreuses motos dont les Honda Gold Wing (4 et 6 cyl), Ratier, CEMEC, BMW Motorrad (BMW R 12, BMW R 32, BMW R 42, BMW R 47, BMW R 75/5, BMW R 1200 R, BMW GS...), Chang-Jiang, Douglas, Harley-Davidson, Indian, Magnat-Debon (avec un vilebrequin transversal, entouré d'un cylindre devant et l'autre derrière)...
En aéronautique ils motorisent de très nombreux avions légers : Demoiselle (avion), Blériot XI, Lycoming Engines, Continental Motors, Rotax, Hiller UH-12 Raven, Cessna (Cessna O-2, Cessna 152, Cessna 170, Cessna 172, Cessna 182, Cessna 340...), Mudry Cap 10, Mudry CAP 230, Extra 300...
- Quelques moteurs à plat
Benz Ideal de 1894, première voiture à moteur à plat, Musée Louwman
Volkswagen Coccinelle 4 cylindres 1938
Bicylindre Citroën des années 1930 de Citroën 2 CV
Moteur UL260i flat-4 d'aviation légère
Moteur 6 cyl de Porsche 911 (901), Porsche Museum de Stuttgart
Moto Douglas N3 Flat-twin de 1912
BMW R 32 de 1923, Musée BMW de Munich
Harley-Davidson XA de 1942
Honda Valkyrie 6 cyl de 2004
Avion léger MBB 223 Flamingo à moteur Flat-6 Porsche PFM 3200
Lycoming-IO390 Flat-4 de Piper PA-28...
Moteurs à plat Boxer, et en V à 180° |
Le moteur dit « boxer » est un sous-genre de moteur à plat. La principale particularité du moteur boxer par rapport aux autres moteurs à plat est que, lorsqu'un piston se dirige vers la droite, son opposé direct se déplace vers la gauche de façon synchronisée (comme sur l'animation), alors que dans le cas d'un moteur non-boxer, lorsqu'un piston se dirige vers la droite, son opposé direct se dirige également vers la droite de façon synchronisée. Le terme « boxer » est donc indépendant du nombre de cylindres[6].
- Différence entre moteur boxer, et en V à 180°
Moteur à plat Boxer Flat-twin
Moteur boxer (en haut), et en V à 180°(en bas)
En V à 180° (à gauche), boxer (à droite)
Moteur avec cylindres en H
Les Porsche 911, Subaru Impreza[7], Alfasud, Citroën GS et GSA, et Citroën 2 CV[8] sont des véhicules à moteur à plat boxer tandis que, contrairement à ce que son nom semble indiquer, la Ferrari Berlinetta Boxer est un véhicule à moteur 12 cylindres à plat non-boxer, aussi appelé « moteur V12 à 180° ».
Technique |
Ces moteurs refroidis par air sont populaires et reconnus pour leurs simplicité, petites tailles, et centres de gravité très bas. Lorsque le nombre de cylindres est élevé, peu de différences subsistent entre l'équilibrage d'un moteur en ligne, en V ou à plat[3],[9].
Avantages |
La conception même du moteur à plat lui confère un avantage indéniable, sur le plan du comportement dynamique du véhicule, face aux moteur en ligne et aux moteurs en V. Les pistons étant placés horizontalement, le moteur est installé très bas sur le châssis, participant ainsi à abaisser sensiblement le centre de gravité, ce qui améliore la tenue de route théorique. Par cette caractéristique, l'accessibilité mécanique est excellente sur une moto, mais délicate sur une automobile car, à cause de la disposition des conduits d'admission et d'échappement, il y a un risque d'interférence avec les éléments de suspension[3].
Cette motorisation offre par ailleurs un bon équilibre puisque les forces d'inertie d'un piston sont automatiquement équilibrées par celles de l'autre piston (à ceci près que les pistons ne sont pas rigoureusement opposés) ce qui permet aussi d'éliminer presque toute vibration, notamment celles dites « de second ordre »[3].
Inconvénients |
Les couples d'inertie ne sont pas équilibrés[3], ce qui est surtout sensible lors des changements rapides de régime moteur.
Ces moteurs étant souvent refroidis à l'air, leur refroidissement et leur lubrification demandent plus de soin que sur les moteurs à refroidissement à eau. L'entretien n'est pas facilité en cas de déculassage (nécessité de retirer le moteur) voire pour simplement changer les bougies.
Notes et références |
Le moteur boxer, sur motorlegend.com du 1 août 2005, consulté le 9 décembre 2017
« Le brebet Benz de 1988 » [PDF], sur le site de l'UNESCO
« Le moteur boxer », sur Motorlegend, 1er août 2005(consulté le 3 août 2009)
« Karl Benz - Fondateur de Mercedes », sur RSI Auto (consulté le 3 août 2009)
(it) Federico Robutti, L'importanza dei brevetti De Dion nella storia dell'automobile, Quattroruote, mars 1973.
(de) « Geschichte des Boxermotors », sur boxermotor.com (consulté le 19 octobre 2017).
« Subaru Boxer & Boxer Diesel », sur subaru.fr.
« Boxermotor - 2 CV », sur boxermotor.com.
« Les moteurs à plat », sur Méca Rétro (consulté le 4 août 2009).
Annexes |
.mw-parser-output .autres-projets ul{margin:0;padding:0}.mw-parser-output .autres-projets li{list-style-type:none;list-style-image:none;margin:0.2em 0;text-indent:0;padding-left:24px;min-height:20px;text-align:left}.mw-parser-output .autres-projets .titre{text-align:center;margin:0.2em 0}.mw-parser-output .autres-projets li a{font-style:italic}
Articles connexes |
Flat-twin (2 cyl)- Moteur boxer Alfa Romeo
- Moteur boxer bicylindre Citroën
- Moteur boxer série G Citroën
- Moteur avec cylindres en H
- Architecture des moteurs à pistons
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