8 cylindres en ligne
Le 8 cylindres en ligne équipait des voitures de course et de luxe dans la première moitié du 20ème siècle. A cette époque, les moteurs en V étaient difficiles à fabriquer et leur encombrement en largeur peu compatible avec la conception des trains avant et des carrosseries.
La disparition du 8 cylindres en ligne au profit du V8 est due à son encombrement excessif en longueur et à des problèmes de flexion du vilebrequin accentués par l'augmentation du couple et du régime maxi.
II y a plusieurs configurations possibles de vilebrequin pour un allumage régulier tous les 90° tout en évitant une sollicitation successive du vilebrequin sur des manetons proches. L'ordre d'allumage possible en fonction du calage de vilebrequin a une influence sur le bon fonctionnement du système d'admission si plusieurs cylindres sont alimentés par le même carburateur.
Le vilebrequin de type 4-4 se présente comme 2 x 4 cylindres en ligne dont les vilebrequins plats seraient accouplés avec un angle de 90° mais ne permet pas un équilibrage optimal.
Le vilebrequin de type 2-4-2 avec angles entre manetons de 180°/+90°/180°/0°/180°/-90°/180°
(avec les 4 manetons centraux calés comme sur un 4 cylindres en ligne à vilebrequin plat) permet un meilleur équilibrage mais peut poser des problèmes d'alimentation avec seulement 1 ou 2 carburateurs.
Bugatti a utilisé une autre forme de vilebrequin avec manetons successifs opposés à 180° sauf au milieu ou l'angle est de 90°.
La sonorité du moteur peut dépendre du couplage des échappements (1 ou 2 collecteurs d'échappement), de la longueur respective de chaque branche de collecteur et de l'ordre d'allumage.
Pulsations à 900 tr/min avec explosions tous les 90° :
Ordres d'allumage possibles suivant calage de vilebrequin :
https://architectures-et-sons-de-moteurs.blog4ever.com/ordre-d-allumage-8-cylindres-en-ligne-4-temps
8 cylindres en ligne avec vilebrequin de type 2-4-2 avec angles entre manetons de 180°/+90°/180°/0°/180°/-90°/180° et allumage 1-6-2-5-8-3-7-4
8 cylindres en ligne avec vilebrequin type Bugatti 35 et ordre d'allumage 1-5-2-6-3-7-4-8
8 cylindres en ligne avec vilebrequin de type 4-4 et ordre d'allumage 1-7-3-8-4-6-2-5
8 cylindres en ligne avec vilebrequin de type 4-4 et ordre d'allumage 1-5-3-7-4-8-2-6
8 cylindres en ligne avec vilebrequin de type 4-4 et ordre d'allumage 1-5-2-6-4-8-3-7
Exemples d'automobiles équipées d'un 8 cylindres en ligne :
- DUESENBERG Model A de 1921
- BUGATTI de course type 35 de 1924
- ALFA ROMEO de course P2 de 1924
- BUGATTI Royale type 41 (12763 cm3) de 1926
- RENAULT Reinasteilla et Nervastella de 1929
- ALFA ROMEO 8C-2300 de 1931
- BUICK Roadmaster de 1936 à 1953
- MERCEDES BENZ 300 SLR de 1955
moteur MERCEDES BENZ 300 SLR 1955, monté incliné de 53°, avec transmission primaire au centre du vilebrequin et distribution desmodromique (rappel mécanique des soupapes)
son de la MERCEDES BENZ 300 SLR 722
son d'une BUICK de 1950
moteur ALFA ROMEO 2.3 l 1934
son de l'ALFA ROMEO 8C Monza de 1934 à moteur 2.3 l à compresseur
son de la BUGATTI 35 B de 1927 à moteur 2.3 l à compresseur
8 cylindres à plat
Le 8 cylindres à plat a équipé les PORSCHE F1, 910 de 1966 et 908 de 1968.
Par rapport à un V8, le centre de gravité est abaissé.
Plusieurs configurations de vilebrequin et ordres d'allumage ont été utilisés, en particulier en configuration boxer avec un décalage des manetons de 180° pour les cylindres opposés et un décalage de 90° au centre, ce qui donne un cycle d'explosions de 90° comme sur un V8 à 90° ou un 8 cylindres en ligne :
Pulsations à 900 tr/min avec explosions tous les 90°
moteur PORSCHE
et vilebrequin type boxer avec manetons à 180° et décalage de 90° au centre
Avec une configuration boxer, chaque banc a un intervalle d'explosions
de 180°-270°-180°-90° comme un 4 cylindres en ligne crossplane, donc le son
dépend de la configuration des collecteurs d'échappement.
son PORSCHE 908-3 1968 à 1971
8 cylindres en V à 90° avec vilebrequin crossplane
Comme le V8 à 90° avec vilebrequin plat, le V8 à 90° avec vilebrequin crossplane est un couplage en V de 2 bancs de 4 cylindres, avec 2 bielles sur un même maneton, ce qui permet une longueur réduite par rapport à un 8 cylindres en ligne avec un cycle d'explosions identique tous les 90°.
Le vilebrequin dit crossplane (à plans croisés) est similaire à celui d'un 4 cylindres Yamaha R1 crossplane, avec un calage des manetons à 90°/180°/90° (en quadrature selon l´ouvrage de référence de B. Swoboda précisant l’équilibrage des moteurs alternatifs, et non en croix qui désigne un autre calage à 180°/90°/180°).
Pulsations à 900 tr/min avec explosions tous les 90°
Ordres d'allumage possibles :
https://architectures-et-sons-de-moteurs.blog4ever.com/ordre-d-allumage-v8-4-temps
V8 crossplane avec ordre d'allumage 1-8-4-3-6-5-7-2 (avec numéro des cylindres de 1 à 4
sur le banc de droite et de 5 à 8 sur l'autre banc, avec explosions successives sur les cylindres adjacents 3 et 4)
moteur V8 CHEVROLET (General Motors) small bloc (265 ci soit environ 4.3 l) de 1955
Le V8 à 90° avec vilebrequin crossplane est le plus courant des 8 cylindres et équipe la majorité des voitures américaines depuis les années 50.
Il permet un bon équilibrage avec l'emploi de masses de vilebrequin assez lourdes, autorisant une cylindrée très importante (big block) avec un régime limité (par exemple le big block Chevrolet 572 ci soit 9,4 l, et plus récemment 632 ci soit 10,4 l avec des cotes longue course !), mais les intervalles d'allumage sont irréguliers sur chaque banc de cylindres avec un allumage successif à 90° de 2 cylindres de chaque banc quel que soit l'ordre d'allumage, dont 2 cylindres adjacents (côte à côte) sur l'un des 2 bancs, ce qui perturbe l'écoulement des gaz et le rendement du moteur si ces cylindres sont regroupés dans le même collecteur primaire (ce qui est généralement le cas sur tous les anciens V8 américains) mais donne en contrepartie un son grave et "boîtillant" particulièrement plaisant à bas et moyens régimes et très caractéristique de cette architecture moteur.
La perte de rendement au niveau de l'échappement avec un vilebrequin crossplane peut être corrigée par un échappement avec 2 collecteurs 4 en 1 couplant les cylindres des 2 bancs avec des intervalles d'allumage de 180°, avec de longues tubulures comme c'était le cas sur la Ford GT 40 de compétition des années 60, avec une pression des gaz plus régulière dans le système d'échappement. Mais les longues tubulures primaires sont peu utilisées car peu efficaces à des régimes très élevés en course et surtout trop encombrantes sur un véhicule de série à moteur avant.
Echappement à 2 collecteurs 4 en 1 type "Bundle of snakes" (paquet de serpents) de la FORD GT 40 de 1964, évitant le couplage des 2 cylindres du même banc explosant à 90° d'intervalle.
Ce type d'échappement avait déjà été utilisé dès 1961 sur le V8 1.5 l de Formule 1 Coventry Climax FWMV :
https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Fichier:Climax_FWMV_1500.jpg
Voir explications ci-après :
http://www.2et4roues.fr/pourquoi-les-v8-peuvent-ils-avoir-des-sonorites-differentes/
Autre solution pour améliorer l'efficacité de l'échappement, un collecteur 4-2-1 différent pour chaque banc avec un couplage primaire des cylindres dont l'allumage est décalé de 270°-540°, par exemple sur le V8 TFSI bi turbo d'AUDI avec un ordre d'allumage de 1-5-4-8-6-3-7-2 et un regroupement des cylindres 1-3 et 2-4 pour la rangée n°1 et 5-6 et 7-8 pour la rangée n°2, ce qui permet de séparer les flux d'échappement des cylindres dont les explosions se succèdent à 90° d'intervalle.
En fonction des intervalles d'allumage entre cylindres couplés sur un même collecteur primaire et suivant les différences de géométrie de chaque tubulure primaire, le son d'échappement sera plus ou moins régulier avec une tonalité différente.
Avec un collecteur par rangée de cylindre et quel que soit sa géométrie, on peux aussi améliorer l'efficacité de l'échappement avec une jonction d'équilibrage entre chaque ligne d'échappement (Voir article sur la géométrie d'échappement) :
Sons de voitures équipées de V8 à 90°avec vilebrequin crossplane :
son du 5.0 l de la FORD Mustang GT 2019
son du 6.2 l CHEVROLET de la CAMARO SS de 2016
son du 5.0 l à compresseur de la JAGUAR F-Type R de 2013
son du 6.2 l CHEVROLET de la CORVETTE C6 ZR1 de 2008
son du 4.0 l de la BMW M3 E92 de 2007
son du 4.2 l FSI de l'AUDI S5 de 2007
son du 4.3 l de l'ASTON MARTIN Vantage de 2007
son du 4.3 l F136 de la MASERATI Gran Turismo de 2007
son du 4.7 l F136 de l'ALFA ROMEO 8C Competizione de 2007
son du 6.2 l de la MERCEDES BENZ C63 AMG de 2007
son du 5.0 l de la PORSCHE 928 S4 de 1987
son du 6.6 l de la PONTIAC Trans Am de 1980
son du 3.5 l de la MGB GT V8 de 1973 (V8 Rover d'origine Buick)
son du 7.7 l (472 Ci) de la CADILLAC Coupé De ville de 1969
son du 7.2 l de la DODGE Charger de 1968
son du 4.7 l de la FORD GT40 MK1 de 1965
(avec collecteur permettant une pulsation d'échappement régulière)
son du 5.8 l de la FORD Thunderbird de 1959
son du 2.5 l de la TATRA 603 de 1957 à 1975
avec moteur refroidi par air en porte à faux arrière
son du 5.3 l de la BUICK Roadmaster de 1956
Motos équipées de V8 à 90° avec vilebrequin crossplane :
BOSS HOSS V8 à moteur Chevrolet 5,7
moteur 500 V8 MOTO GUZZI 1956
avec vilebrequin plat de la première version remplacé ensuite par vilebrequin crossplane :
https://www.cycleworld.com/2012/05/03/otto-cilindri-moto-guzzi-v8-grand-prix-racer/
MOTO GUZZI 500 de Grand Prix de 1956
Son du V8 Moto Guzzi avec 8 tuyaux d'échappements individuels sans silencieux
8 cylindres en V à 90° avec vilebrequin plat
Comme le V8 à 90° avec vilebrequin crossplane, le V8 à 90° avec vilebrequin plat est un couplage en V de 2 bancs de 4 cylindres, avec 2 bielles sur un même maneton, ce qui permet une longueur réduite par rapport à un 8 cylindres en ligne avec un cycle d'explosions identique tous les 90° :
Pulsations à 900 tr/min avec explosions tous les 90°
Ordres d'allumage possibles :
Le vilebrequin plat est généralement de forme symétrique avec un calage des manetons à 180°/0°/180° (similaire à celui d'un 4 cylindres en ligne classique)
moteur FERRARI 308 GTS à vilebrequin plat
Par rapport au V8 à vilebrequin crossplane, le V8 à vilebrequin plat est monté sur des voitures de sport (notamment FERRARI, avec par ex les 360 Modena, F 430, ou 458 Italia, MacLaren 720S et antérieures, LOTUS Esprit V8 de 1996, et depuis 2022 sur la version C8 Z06 de la Chevrolet Corvette) car le vilebrequin est plus léger ce qui favorise les montées en régime, et le couplage d'échappement par banc de cylindre qui est identique à celui d'un 4 cylindres en ligne ne pénalise pas le rendement à haut régime. En contrepartie le moteur n'est pas totalement équilibré et produit des vibrations de 2ème ordre comme un 4 cylindres en ligne équipé d'un vilebrequin similaire, ce qui le rend plus adapté au sport et à la compétition qu'à un véhicule de luxe sous réserve de limiter l'inertie avec une cylindrée limitée, des cotes supercarrées, et un équipage mobile allégé.
Le moteur ayant dominé la Formule 1 dans les années 70 et 80 (devant les V12 de même cylindrée) a été le V8 3.0 l atmosphérique Ford Cosworth DFV (Double Four Valves) sorti en 1967 et cumulant pas moins de 155 victoires en Grand Prix, avec double arbre à cames en tête et 4 soupapes par cylindres entraînés par cascade de pignons, et échappement 4 en 1 par banc.
La FORD Mustang Shelby GT 350 R de 2016 était équipée d'un V8 atypique avec :
- un vilebrequin plat mais non symétrique avec un calage à 180° entre chaque maneton ce qui entraîne pour chaque banc de 4 cylindres un allumage successif des cylindres d'un bout à l'autre du banc, avec à priori les mêmes avantages et inconvénients par rapport au crossplane qu'un vilebrequin plat et symétrique.
- pour chaque banc de 4 cylindres, un collecteur d'échappement spécial de type 4-3-1 avec sorties 1 et 3 raccordés sur un tube se raccordant ensuite aux sorties 2 et 4 , avec des tubulures de longueur de plus en plus courte en allant du 1er au 4ème cylindre, ce qui permet à priori un bon accord d'échappement en fonction de l'ordre d'allumage et un son global du moteur assez proche du V8 à vilebrequin crossplane (extraits de sons ci-après).
vilebrequin plat de V8 5.2 FORD Mustang GT 350 R avec un calage des manetons à 180°/180°/180°
moteur V8 5.2 l FORD Mustang GT 350 R avec collecteur d'échappement spécial de type 4-3-1
son du 5.2 l Shelby de la FORD Mustang GT 350 R
(pulsations irrégulières car tubulures de longueurs différentes avec vilebrequin plat non symétrique avec calage des manetons à 180°/180°/180°)
Sons de voitures équipées de V8 à 90° avec vilebrequin plat classique (symétrique) :
La CHEVROLET Corvette, qui avait depuis sa première version de 1953 un classique V8 culbuté 2 soupapes à vilebrequin crossplane monté en position avant, est passé au moteur en position centrale arrière depuis la version C8 de 2019, avec pour la première fois un V8 à vilebrequin plat sur la version C8 Z06 de 2022 avec cylindrée réduite de 6.2 l à 5,5 l, cotes moteur supercarrées avec alésage de 104,25 mm et course de seulement 80 mm, distribution DOHC 4 soupapes, bielles en titane, devenant la sportive de série à V8 atmosphérique la plus puissante (680 cv à 8400 tr/min)
son du 5.5 l atmosphérique de la CHEVROLET Corvette C8 Z06 de 2022
son du 4.0 l bi-turbo de l'AMG GT Black series de 2020
son du 3.9 l bi-turbo de la FERRARI 488 Pista de 2018
son du 4.0 l bi-turbo de la McLAREN 720 S de 2017
son du 3.8 l bi-turbo de la McLAREN 570 S de 2015
son du 4.6 l PORSCHE 918 Spyder hybride de 2013
son du 4.5 l de la FERRARI 458 Italia de 2009
son du 4.2 l F136 de la FERRARI F430 de 2004
son du 3.5 l bi-turbo de la LOTUS Esprit de 1999
son du 3.0 l de la FERRARI 308 GTB de 1975
son du 22,5 l de la DARRACQ V8 200 HP de 1905 !
Motos équipées de V8 à 90° avec vilebrequin plat :
DRYSDALE 1000 V8 (moto australienne)
DRYSDALE 750 V8 (moto australienne sur base moteur YAMAHA FZR 400 )
MORBIDELLI 850 V8 de 1994
8 cylindres en V à 60° avec manetons décalés de 30°
Le V8 à 60° avec manetons décalés de 30° a un cycle d'explosion régulier tous les 90° mais nécessite un arbre d'équilibrage.
En automobile il permet une implantation avant avec vilebrequin transversal grâce à ces dimensions plus compactes qu'un V8 classique à 90°.
Lorsque chaque banc de cylindre a son propre collecteur d'échappement séparé, le son est légèrement boîtillant car chaque banc a un cycle d'explosion irrégulier, ce qui donne une pulsation d'échappement particulière, de la même façon que sur un V8 à 90° avec vilebrequin crossplane.
Ordres d'allumage possibles :
https://architectures-et-sons-de-moteurs.blog4ever.com/ordre-d-allumage-v8-4-temps
moteur 4.4 V8 VOLVO B 8444S de conception YAMAHA équipant
les VOLVO XC 90 et S 80 de 2005 à 2010
son de la VOLVO S 80 V8 AWD de 2007
équipée du 4.4 V8 de conception YAMAHA
son de la FORD Taurus V8 de 1996
équipée du 3.4 V8 SHO de conception YAMAHA