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Pourquoi les moteurs V4 n'ont-ils jamais décollé ?
Question
J'ai lu que Ford Taunus (à ne pas confondre avec Taurus, c'était un petit modèle pour le marché allemand) était fabriqué avec un moteur V4 mais c'est à peu près tout. Comment se fait-il que le V4 ne soit jamais devenu plus utilisé dans l'ingénierie automobile moderne ?
Réponse acceptée
L'une des raisons les plus importantes pour lesquelles le V4 n'a pas décollé est le retour sur investissement (retour sur investissement). La raison pour laquelle nous avons la configuration en V est d'économiser de l'espace, les voitures hautes performances ont une configuration en V car elles ont plus de 6 à 8 cylindres et les mettre dans une configuration droite consommera beaucoup de espace donc le V.
- Dans le V4 cet avantage n'est pas là puisque la différence de taille est très infime.
- La configuration V4 est plus chère à produire vous avez besoin de 2 cylindres blocs, ainsi de suite.
- Les cylindres en ligne sont beaucoup plus raffinés que les moteurs en V et comme la plupart des voitures à 4 cylindres sont des voitures familiales de tous les jours, les raffinements sont au-dessus des exigences.
- Les moteurs V4 sont plus difficiles à entretenir car ils ont des constructions complexes et sont plus difficiles à atteindre pour les composants.
En résumé, il n'y a pas besoin d'un moteur V4 très complexe lorsqu'un 4 en ligne peut faire le travail beaucoup mieux à moindre coût et plus raffiné.
Cela dit, Honda a utilisé les V4 sur sa gamme VFR avec beaucoup de succès.
Edit : Lancia a utilisé des V4 sur la Fulvia sur laquelle est basée la stratos, avec beaucoup de succès en rallye.
Réponse populaire
tl;dr : Ils l'ont fait. Ils s'appellent Subaru.
Pour terminer, vous devez vous rappeler que Subaru a eu beaucoup de succès avec le V4 à 180 degrés (normalement appelé flat-4). En utilisant un moteur plat, ils évitent bon nombre des problèmes d'équilibrage rencontrés par les configurations en V plus étroites : les pistons sont opposés et le vilebrequin peut être légèrement plus court que sur un inline-4. Ils permettent également un centre de gravité beaucoup plus bas.
Il y a un compromis sur l'espace : les moteurs sont longitudinalement plus courts mais beaucoup plus larges que les moteurs en ligne.
Il existe également un compromis en termes de commodité de plomberie : le moteur plat bas permet un acheminement beaucoup plus facile de la tuyauterie d'admission (car il y a plus d'espace pour travailler au-dessus du moteur) mais le côté échappement nécessite deux longues variétés. Cet acheminement des gaz d'échappement peut également compliquer la plomberie de la turbocompression. Par exemple, mon moteur nécessite un tuyau ascendant pour acheminer l'énergie d'échappement des collecteurs d'échappement joints vers le côté turbine du turbo. C'est beaucoup de tuyauterie qui n'est généralement pas nécessaire dans un inline-4.
En conséquence de tout cela, la note d'échappement émise par le flat-4 turbocompressé est distinctive (on dirait que vous dites "badda badda badda" plutôt qu'un ton régulier). N'importe quel conducteur Subaru vous reconnaîtra comme un membre de la famille sans même lever les yeux.
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Outre les raisons mentionnées par Anarach, l'une des principales raisons pour lesquelles le V4 n'a pas décollé est intrinsèquement que le V4 à 60° est un moteur qui tourne mal, en particulier à bas régime (ralenti et arrêt). C'est très difficile à équilibrer. Les moteurs V6 et V8 sont beaucoup plus faciles à équilibrer, d'autant plus que la plupart d'entre eux sont des moteurs en V à 90°. Les moteurs qui sont V4 @ 90° sont beaucoup plus faciles à équilibrer, mais manquent de considérations d'espace. Lorsqu'un moteur tourne mal, c'est dur non seulement pour lui-même, mais aussi pour tous les autres composants d'un véhicule. Cela ne se prête pas non plus au confort du conducteur/passager.
De plus, dans les configurations de moteur transversales (la plupart des voitures à traction avant), avoir un V4 aurait en fait des problèmes de montage que vous n'avez pas avec un moteur I4 . Avec une configuration V4, il s'adapterait facilement d'un côté à l'autre, mais aurait des problèmes d'avant en arrière, ce qui nécessiterait plus d'espace à accomplir. Cela irait à l'encontre de l'objectif. Une configuration I4 fait parfaitement l'affaire.
Les moteurs V4 sont plus complexes et donc plus chers à produire. Gardez à l'esprit que les moteurs 4 cylindres sont généralement (mais pas exclusivement) installés dans des véhicules moins performants où le prix est un facteur. Un V4 à 16 soupapes nécessiterait quatre arbres à cames, plus d'espace dans le compartiment moteur et produira moins de couple qu'un 4 cylindres en ligne équivalent.
La seule raison pour laquelle les moteurs 6 cylindres et plus sont dans une configuration en V est due à des contraintes de taille . un V6 est beaucoup plus court qu'un I-6. Cela signifie également que vous pouvez facilement installer le V6 dans un véhicule à traction avant sans avoir à l'élargir.
Bien qu'il existe encore des voitures avec des moteurs 6 cylindres en ligne. Plus particulièrement les BMW 135i, 135iM, 335i et M3 (je pense qu'ils sont toujours I-6).
Les I4 ont besoin d'arbres d'équilibrage pour les rendre acceptables en termes de NVH sur le marché moderne, ils les ont donc tous maintenant. La complexité supplémentaire et le vol de puissance valent les compromis de tous les constructeurs automobiles du monde. Les I4 dans les voitures sont inévitablement sous carré pour réduire la longueur, les grands alésages = plus de longueur, ce qui tend à limiter la ligne rouge et finalement les performances, mais le fait est que les moteurs à haut régime ne sont pas compatibles avec les voitures du marché de masse. Alors que dans le passé, au cours des deux dernières décennies, un constructeur aurait pu adopter un V4 à course courte et le vendre comme une conception de performance qu'aucun ne l'a fait. Maintenant avec l'omniprésence des turbos, pour une efficacité et des performances mpg. Un régime élevé n'est pas nécessaire pour des performances élevées, donc la fenêtre des V4 dans les voitures qui a été fermée est maintenant verrouillée.
Remarque : la plupart ne le savent pas, mais les motos Honda MotoGP utilisent un V4, tout comme Ducati bien sûr. Cela parle des aspects ultra hautes performances des V4 par rapport aux I4.
Une seule correction, un V4 à 90 degrés est plus raffiné qu'un 4 cylindres en ligne. Il a un équilibre primaire parfait. Et bien que je convienne qu'un V4 transversal n'a pas beaucoup de sens, un longitudinal le fait certainement car il met moins de poids sur l'essieu avant.
Bien que le coût soit certainement supérieur à celui d'un I4, je suis surpris que les fabricants de luxe avec des plates-formes RWD, qui fabriquent des V8, ne les utilisent pas. Ils seraient plus lisses (luxueux), ils n'auraient pour la plupart qu'à couper le V8 en deux pour que les coûts ne soient pas aussi mauvais et l'équilibre des poids est meilleur.
Le V4 à 90 degrés, avec des contrepoids appropriés, a un équilibre primaire. Il s'agit en fait de deux moteurs vtwin à 90 degrés connectés à une manivelle commune. Le V4 à 60 degrés n'est pas un moteur à fonctionnement régulier et nécessite un arbre d'équilibrage.