[La Clé de 13] Les Moteurs V4

Ce sont des raretés dans le monde de l’automobile. Les moteurs en V sont courants quand on parle de 6, 8, 10, 12 ou même 16 cylindres. Pour les 4 cylindres, on connaît plus les moteurs en ligne ligne, voire à plat, que les moteurs V4. Pourtant ils ont motorisé des modèles iconiques et on vous raconte leur histoire.

Définition : qu’est-ce qu’un moteur V4

Déjà rappelons ce qu’est un moteur en V. Le moteur en ligne, tout le monde voit. Le moteur en V n’est pas composé d’un seul banc de cylindres mais de deux. En fait on met face à face deux bancs de cylindres qui partagent le même vilebrequin. Celui-ci est d’ailleurs caractéristique sur les moteurs en V puisque deux bielles partagent un maneton. C’est pour cela que le moteur « boxer » des Ferrari 512 notamment est un V à 180° et non pas un moteur à plat (où chaque bielle a son maneton).

Avec ce schéma là, on comprend un des avantages du moteur en V : raccourcir le vilebrequin puisque on divise par deux le nombre de manetons.

Pour ce qui est de l’angle d’ouverture : pas vraiment de norme. Pour autant il existe des angles optimaux. Ceux-ci permettent de faire tourner le moteur sans vibrations en fonction de l’ordre de l’allumage des cylindres. Pour faire simple vous divisez 720° (2 tours de vilebrequin soit le cycle d’un moteur 4 temps) par le nombre de cylindres… mais ce n’est pas toujours possible. Les moteurs V6 et V12 devraient, en théorie, proposer un angle de 60° degrés, les V4 et V8, et V16 du coup, un angle de 90°. Ensuite on peut compenser avec le positionnement des manetons et/ou des arbres d’équilibrage.

Notons enfin que l’angle a un certain avantage : plus il est élevé, plus le centre de gravité du moteur est bas. C’est pour cela que Renault avait sorti un V10 à 111° quand la théorie voudrait qu’il soit limité à 72°.

On a vu les avantages, maintenant les inconvénients. Le moteur en V est plus complexe. Son bloc demande plus de matière qu’un bloc en ligne. Et puis il faut deux culasses, deux systèmes de distribution et deux collecteurs d’échappement. Enfin, le moteur en V est moins long, mais il est forcément plus large que le moteur en ligne.

L’historique des Moteurs V4

Si les débuts de l’automobile sont nébuleux, on retrouve quand même trace d’un premier V4 dès 1898. Cocorico, celui-ci est français et propulse une Mors. C’est un argument commercial pour vendre des autos car il est censé générer moins de vibration. Pour autant sa fabrication est compliquée et en 1901 la marque se met au 4 cylindres en ligne.

D’autres autos l’adoptent, dont des autos de course. La Christie du Grand Prix de France 1907 accueille l’un des plus gros moteurs V4 jamais vu : 19.891 cm³ de cylindrée. Qui plus est… il entraîne les roues avant !

L’architecture se fait rare… jusqu’en 1922. Lancia n’est jamais la dernière marque à proposer des innovations. Ainsi la Lambda est mue par un V4 de 2,2 litres qui grossira même avec les années. Pour autant c’est un moteur assez spécial. Comme les VW bien des années après, le V est surtout utilisé pour la compacité. L’angle du bloc, alu s’il vous plait, est faible : 13° entre les deux bancs de cylindres. Cela permet de n’utiliser qu’une seule culasse et un seul arbre à came.

Les Artena de 1931 (1924 cm³), Augusta (et Belna) de 1933 (1196 cm³), Aprilia de 1937 (1352 cm³), Ardea de 1939 (903 cm³) embarquent elles aussi des moteurs V4 à faible angle (maximum 20°) avec des puissances plutôt sympathiques de 30 à 50 ch, pas mal vu les cylindrées !

Après-guerre, Lancia continue sur sa lancée sur l’Appia avec 10° entre les cylindres, 1090 cm³ de cylindrée et une puissance qui démarrera à 38ch pour terminer à 48ch en 1959.

À ce moment là, la marque italienne a aussi lancé le V6 et dote sa Flavia d’un moteur boxer ! Entre temps les moteurs V4 et leur compacité ont fait leur chemin sous le capot de véhicules américains (M442) et russes LuAZ-967. Ce dernier avait la particularité d’être en magnésium, d’une cylindrée de 0,7 à 1,2 litres et d’être refroidi par air. Il sera monté dans la ZAZ 965 aussi appelée Zaproshets.

En parallèle un géant industriel s’intéresse au V4. C’est Ford qui va en produire deux version : les moteurs V4 « Taunus » et « Essex ». Le premier est produit en Allemagne, le second en Angleterre. Le Taunus apparaît en 1962 sur la 12M P4. En fait c’est un V6 amputé de deux cylindres, ce qui explique son ouverture de 60°. En plus ce n’est techniquement pas un moteur en V puisque chaque bielle a son maneton. Il va connaître plusieurs versions et monter jusque 1.7 litres et équipera des Ford, des Saab et même une Matra ! Il sera monté jusqu’en 1981.

Pour être complet :
Histoire de Moteurs : le V4 Ford Taunus

El V4 Essex est lui aussi issu d’un V6, celui du même nom et propose aussi une ouverture à 60°. Par contre il commence à 1,7 litres de cylindrée quand c’est la cylindrée maxi du Taunus mais on en décline aussi une version 2 litres. Au programme : 74 et 93 ch. On le retrouvera sur les Transit et les Corsair, puis sur les Zephyr, Capri et Consul. Sa carrière s’étale de 1965 à 1977.

Mais entre les deux moteurs V4 Ford, Lancia est de retour. En 1963 la marque dévoile sa nouvelle berline : la Fulvia. L’angle entre les bancs de cylindres est toujours fermé : 12°. Et il n’y a toujours qu’une culasse au programme. Par contre, histoire de gagner en hauteur, on l’incline de 45° dans l’auto ! Avec 1091 cm³ il sort 58ch dans sa version de base puis 71ch avec deux carbus.

Arrive par la suite une version 1199 cm³ puis une version 1216 cm³ qu’on retrouve dans le coupé. Il sort alors 81 ch.

En 1967 le moteur est revu en profondeur. L’angle est de 13° et il cube 1298 cm³ et la puissance atteint 101 ch ! Mais c’est surtout en 1969 qu’on s’y réintéresse. Cette fois on réduit l’angle à 11° et la cylindrée à 1584 cm³. Le moteur sort 116 ch dans les versions de route. Sur les versions de compétition on atteint même les 160 ch !

Ce sera la dernière évolution des moteurs V4 Lancia. Il s’arrête en même temps que la Fulvia, en 1976.

Par la suite ? Pas grand chose. Les V6 et 4 cylindres en ligne ont gagné la bataille. Les moteurs V4 ne sont plus à la mode… jusqu’en 2014. Et on en retrouve un là où on y aurait jamais pensé : en compétition. En effet le moteur thermique (associé à un système hybride) de la Porsche 919 de LMP1 fait appel au V4. Avec un turbo et un angle de 90° pour deux litres de cylindrée, il est compact et puissant : ses ultimes évolutions l’amènent à plus de 720 chevaux ! Et ces ainsi que les moteurs V4 ajoutent trois titres mondiaux des constructeurs et 3 victoires aux 24h du Mans à leur palmarès !

Photos additionnelles : Wheelsage