Pourquoi les moteurs V4 n'ont-ils jamais décollé?

J'ai lu que Ford Taunus(à ne pas confondre avec Taurus, c'était un petit modèle pour le marché allemand), il était fabriqué avec un moteur V4 mais c'est à peu près tout. Pourquoi le V4 n'est-il jamais devenu plus utilisé dans l'ingénierie automobile moderne?

L'une des raisons les plus influentes pour lesquelles le V4 n'a pas décollé est le ROI (retour sur investissement). La raison pour laquelle nous avons la configuration V est d'économiser de l'espace, les voitures haute performance ont une configuration V car elles ont plus de 6 à 8 cylindres et les mettre dans une configuration droite consommera beaucoup d'espace, donc le V.

• Dans le V4, cet avantage n'est pas là car la différence de taille est très minime.
• La configuration V4 est plus chère à produire, vous avez besoin de 2 blocs-cylindres, etc.
• 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 plus difficiles à atteindre pour les composants.

En résumé, il n'est pas nécessaire d'avoir un moteur V4 beaucoup plus complexe lorsqu'un 4 en ligne peut faire le travail beaucoup mieux à moindre coût et avec un raffinement plus élevé.

Cela dit, Hondas a utilisé les V4 sur sa gamme VFR avec beaucoup de succès.

Edit: Lancia a utilisé des V4 sur le Fulvia sur lequel les stratos sont basées, avec beaucoup de succès en rallye.

tl; dr: Ils l'ont fait. Ils s'appellent Subarus.

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 de nombreux problèmes d'équilibrage rencontrés par des 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 spatial: les moteurs sont longitudinalement plus courts mais beaucoup plus larges que les moteurs en ligne.

Il y a aussi 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 d'échappement nécessite deux collecteurs longs. Ce routage d'échappement peut également compliquer la plomberie du turbocompresseur. 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 requise dans un inline-4.

À la suite 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). Tout conducteur Subaru vous reconnaîtra comme un membre de la famille sans même lever les yeux.

Outre les raisons mentionnées par Anarach, l'une des principales raisons pour lesquelles le V4 n'a pas décollé est intrinsèquement, le V4 à 60 ° est un moteur qui tourne mal, en particulier à bas régime (ralenti et hors ralenti). C'est très difficile à équilibrer. Les moteurs V6 et V8 sont beaucoup plus faciles à équilibrer, surtout si l'on considère que la plupart d'entre eux sont des moteurs à 90 ° V. Les moteurs qui sont V4 @ 90 ° sont beaucoup plus faciles à équilibrer, mais manquent de considérations d'espace. Lorsqu'un moteur tourne mal, il est difficile non seulement pour lui-même, mais aussi pour tous les autres composants d'un véhicule. Il ne 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 pour accomplir. Cela irait à l'encontre de l'objectif. Une configuration I4 fait très bien 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 de plus faible spécification où le prix est un facteur. Un V4 à 16 soupapes nécessiterait quatre arbres à cames, plus d'espace pour le compartiment moteur et produira moins de couple qu'un équivalent en ligne 4.

La seule raison pour laquelle les moteurs 6 cylindres et plus sont en configuration 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 en ligne 6. Plus particulièrement les BMW 135i, 135iM, 335i et M3 (je pense qu'ils sont toujours I-6).

I4 a besoin d'arbres d'équilibrage pour les rendre acceptables en matière de NVH sur le marché moderne, ils les ont tous maintenant. La complexité supplémentaire et le vol de puissance méritaient les compromis de tous les constructeurs automobiles du monde. Les I4 dans les voitures sont inévitablement sous carré pour maintenir la longueur, de gros 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 grand public. Alors que dans le passé, les deux dernières décennies disent, un fabricant aurait pu adopter un V4 à course courte et le vendre comme un modèle performant. Maintenant avec l'omniprésence des turbos, pour l'efficacité et la performance mpg. un régime élevé n'est pas nécessaire pour des performances élevées, de sorte que la fenêtre sur les V4 dans les voitures qui a été fermée a été 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 haute performance des V4 par rapport aux I4.

Juste une correction, un V4 à 90 degrés est plus raffiné qu'un 4 en ligne. Il a un équilibre primaire parfait. Et même si je conviens qu'un V4 transversal n'a pas beaucoup de sens, un longitudinal fait certainement car il met moins de poids sur l'essieu avant.

Bien que le coût soit certainement supérieur à celui d'une I4, je suis surpris que les fabricants de luxe dotés de plates-formes RWD, qui fabriquent des V8, ne les utilisent pas. Ils seraient plus fluides (luxueux), ils n'ont généralement qu'à couper le V8 en deux pour que les coûts ne soient pas aussi mauvais et l'équilibre du 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 qui fonctionne bien et nécessite un arbre d'équilibrage.