Saviez-vous que...?

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Aérodynamique

    La K1 est encore aujourd'hui (en 2008) une des motos de série les plus aérodynamiques du monde. Il est d'ailleurs fort probable qu'elle ne sera jamais complètement dépassée. Les sacrifices en termes de design sur l'autel de l'aérodynamique condamneraient n'importe quelle concurrente à des ventes confidentielles... Un peu comme la K1. C'est grâce à son aérodynamique que les consommations de la K1 peuvent être exceptionnellement basses (comparées à celles d'une autre moto dans les mêmes conditions).

    Contribuent à l'excellente aérodynamique:
- le carénage de la roue AV: cela permet également de combattre efficacement le délestage du train avant à très haute vitesse et confère à la moto une tenue de cap impeccable jusqu' à sa vitesse de pointe. A ce titre, il est intéressant de voir l'évolution de la forme du garde-boue entre la R1100 RT et la R1150 RT: la quote-part des performances aérodynamiques a largement chuté au profit de celle du design.
- le carénage intégrale qui "cache" bien les jambes du pilote (et permet leur cuisson à point)
- le sabot moteur très long
- l'habillage latéral de la roue AR
- le capot / dosseret de selle
- la forme de la lèvre supérieure du mini pare-brise d'origine



    L'énergie et donc la puissance que doit fournir un véhicule pour vaincre la résistance de l'air est proportionelle au carré de la vitesse relative entre le véhicule et l'air (vent de face ou dans le dos change la donne), à la densité de l'air et à l'aérodynamique. Le terme "aérodynamique" est une grandeur sans dimension qui traduit  la faculté du véhicule à plus moins bien "pénétrer l'air". Il inclut la surface frontale du véhicule qu'on appellera S. C'est la surface qui serait noircit par l'ombre projetée d'un véhicule sur un mur vertical si on l'éclairait par derrière. Pour une moto ce chiffre se situe entre 0.55 et 0.75 m². Reste l'autre coefficient, le fameux Cx (le x traduit simplement l'axe concerné; il existe ainsi un Cy et un Cz qui sera plutôt interessant en aviation). Ce Cx est difficilement calculable avec précision. Il faut toujours le mesurer pour en avoir une valeur précise.

    Ce n'est donc pas tant le Cx qui est interessant mais bien le produit S•Cx. Malheureusement, les fabricants ne vantent souvent que le Cx, plus flatteur. Les deux recordmen du genre étant la Renault 25 TS (avec ses pneus de 165 mm de large) et son Cx de 0.28 et l'Opel Calibra avec son étonnant Cx de 0.26. Mais les automobiles ont des surfaces frontales de l'ordre de 1.5 à 2 m².

S•Cx de divers véhicules (surtout du début des années 90):
BMW K1 (1989): pilote droit 0.38, pilote couché 0.34
BMW K1200 RS (1996): pilote droit 0.42, pilote couché 0.38
Suzuki GSXR 1100 (1988): pilote couché 0.35
Suzuki Hayabusa 1300 GSXR (1998): pilote couché 0.31!
Grosse moto GT Pan European, Kawa 1400 GTR (2008): pilote droit 0.60 à 0.70
Yamaha FZ 750 (1988): pilote droit 0.52, pilote couché 0.35
VW Golf II: 0.64


Brevets

    L'homme qui coucha le moteur K sur le côté et qui eu l'idée (de génie: à mon humble avis, concernant l'accessibilité mécanique extraordinaire jamais égalée de ce moteur; songez que tout peut se déposer moteur en place sauf le carter-cylindres) de l'architecture générale de la série K s'appelait Josef Fritzenwenger. On peut le voir sur cette photo (le second) de la page curiosités. Il est donc aussi logiquement cité comme l'inventeur dans le brevet qui fixa les grandes lignes du groupe motopropulseur de la série K. Ce brevet est accessible librement pour le public, par exemple sur le site de l'office des brevets allemands. Il faut le consulter page par page. Je l'ai reconstitué en un seul document car il est ainsi plus facile à lire. Oui c'est de l'allemand, mais sur le même site on le trouvera aussi en anglais (le numéro du brevet correspondant commence alors par "US").

DE 29 03 742 B1: le plus intéressant pour nous aujourd'hui est bien sûr le schéma. Josef songeait d'abord a un 3 cylindres. On sait aujourd'hui que le quatrième cylindre fut ajouté en cours de developpement parce qu'on manquait cruellement de puissance et sous la pression du service marketing. L'alimentation était à carburateurs. La distribution utilisait un arbre à cames en tête et central qui actionnait des culbuteurs. Cette solution est celle qui permet d'obtenir la culasse la moins haute possible et donc de réduire la largeur totale du moteur. Notez également les formes semblables du couvre-culasse et du couvercle de carter-cylindres. Il semble qu'à l'époque on voulait absolument donner à la moto une allure la plus symétrique possible. L'appellation commerciale que reçu cette architecture fut le "Compact Drive".



    Josef est aussi l'inventeur de quelques autres bricoles

DE 31 12 202 C2: fixe les grandes lignes du thermostat tel qu'utilisé sur la série K

DE 30 44 253 A1: décrit le combiné pompe à eau / pompe à huile de la série K. Encore un trait de génie d'un gars qui visiblement avait "mécaniqué" lui-même sur ses bécanes. Les pompes utilisent un arbre commun mais surtout elles sont regroupées en un module extérieur au moteur, facilement accessible et donc réparable sans avoir besoin de "tomber" la moitié du moteur.

    En fouillant sur le site, on verra que Josef avait aussi eu une idée de réglage du jeu aux soupapes. Idée que je trouve fort pertinente (car encore une fois elle tente de simplifier au maximum l'intervention visant à régler ce jeu) mais qui pourtant n'aura jamais trouvée d'application industrielle. Serez-vous capable de trouver ce brevet sur le site?

    Pour finir, tous ces brevets ont plus de 20 ans. Ils sont ainsi tombés dans le domaine public. Vous pouvez donc vous lancer dans la refabrication industrielle de la série K (ou une variante améliorée reprenant ses grands principes) sans devoir le moindre Euro à personne. Des volontaires? S'il y en a, gardez-moi une ch'tite place au BE et j'arrive de suite!


Pistons

    Afin d'éviter les vilaines fumées bleues au démarrage, les segments des pistons des moteurs K sont bloqués en rotation par un petit pion de calage planté dans la gorge depuis les modèles 1989. De cette façon, la coupe ne peut jamais se retrouver en bas (le pion est dans la moitié supérieure de la jupe du piston) et laisser passer de l'huile dans la chambre, moteur à l'arrêt et/ou moto sur la latérale. Si quelqu'un avait une photo de piston montrant ce détail (photo de meilleure qualité que celle ci-dessous), qu'il me l'envoie. Je soupçonne ce montage de participer à la consommation d'huile.



Arbres à cames

    Les arbres à cames des moteurs K sont creux. Ce détail, normal aujourd'hui, était assez rare en 1983. Les corps longs, fins et creux sont difficiles à obtenir en fonderie. BMW les a donc percé après obtention à la fonderie. En plus de réduire le poids, l'arbre à cames est utilisé pour acheminer l'huile à ses paliers. L'huile lui est envoyée sous pression par le palier le plus avant et est redistribuée aux 4 autres. Bien sûr l'arbre est bouchonné, sinon bonjour la chute de pression dans tout le circuit.



    Les arbres à cames de la K1 (ci-dessus celui d'admission) étaient très "méchants". Ils portent le doux nom de "284°" (ce qui signifie que sur 2 tours moteur, soit 720°, les soupapes sont ouvertes pendant 284°). C'était sans doute un moyen aisé d'obtenir 100 CV. Mais qui dit puissance à haut régime, dit manque de couple à bas régime. Pour avoir malgré tout un peu de couple, les conduits d'admission étaient très longs (voir coupe transversal du moteur ci-dessous).

    L'évolution suivante exigeait plus de couple, la limite de puissance légale (et de la maison Béhème) étant atteinte. Comment faire alors? Le moteur K589 ne devait jamais dépasser le litre à l'origine mais les concepteurs sont malgré tout allés chercher une dose supplémentaire de couple en augmentant la cylindrée. Sur la K1100, l'alésage est passé de 67 à 70.5 mm. Le hic c'est que comme il fallait garder le même entraxe de cylindres (à cause de toute la ligne de fabrication) l'épaisseur de paroi entre cylindres a dû être diminuée de 3.5 mm, rendant ainsi le moteur plus fragile en cas de surchauffe (certains théoriciens prétendent même que ces parois plus fines se déforment tant à chaud que cela serait l'origine d'une surconsommation d'huile des K1100 par rapport aux K100). En échange, des arbres à cames plus "doux" (des 256°) ont pû être installés ce qui se repercuta encore de façon positive sur le couple.

    Les arbres à cames de la K1 n'ont pourtant pas fini aux oubliettes puisqu'on les a ressorti sur la ... K1200 RS. Et oui, plus de place côté alésage (bien que le bloc 1200 ait été modifié aussi de ce côté à cause des parois trop fines du 1100; fait confortant la thèse des théoriciens de ci-dessus), alors on a augmenté la course, la passant de 70 à 75 mm. Là encore le couple prend une grosse augmentation, au point d'en avoir trop avec les conduits d'admission longs. Pourvu des arbres à cames de K1 et de conduits d'admission raccourcis, on sort à présent 130 CV dans la version débridée! Le hic, c'est qu'à cause de l'augmentation de la course, le moteur est plus large. Pour pouvoir prendre encore autant d'angle, il faut à présent le remonter un peu dans le cadre. Et comme le cahier des charges prévoyait une prise d'angle de 50° (contre 46° pour les K1 et K1100 RS), les concepteurs se sont retrouvés à devoir rehausser le moteur d'un total de 3 cm, ce qui est vraiment beaucoup. La nouvelle partie-cycle Télélever de la K1200 RS arrivera malgré tout encore à amener aussi une nette augmentation de la tenue de route en dépit d'un centre de gravité (trop) haut perché.



Chaîne de distribution usée

    Toutes les chaînes de distribution à rouleaux des motos BMW (au moins à partir de la série K) sont dites "pre-stretched". Hu, quid? Le parfait réglage d'un moteur dépend aussi de la précision du calage de sa distribution. Tout le monde connait intuitivement la courbe d'usure de bien des produits mécaniques. D'abord cette usure est rapide et brève. C'est la période de rôdage. Ensuite cette usure est quasi linéaire pendant presque toute la durée de vie de la pièce. Il n'y a qu'à la fin que l'usure s'accélère exponentiellement jusqu'à la rupture ou la disparition de la pièce, etc.

    Le but du "pre-stretching" est de fournir une chaîne qui est déjà rôdée et donc dans sa période d'usure linéaire (usure extrêmement lente dans ce cas précis) tout en étant conforme du point de vue dimensionnelle. On s'affranchit ainsi d'un allongement inévitable de la chaîne pendant ses premières heures de service. Le calage de la distribution fait en usine sera donc extrêmement stable même pendant le rôdage du moteur. Pas bête, non?


Poids du moteur K

    Le poids du moteur d'une BMW K100 de 1983 est égal à celui d'une Yamaha FZ 750 de 1988 (la quote-part du poids de la boîte de la Yam a été prise en compte pour cette comparaison). La différence provient essentiellement des chemises en fonte du moteur japonais et de ses très nombreux (et très longs) goujons et vis. Le moteur K a des chemises non rapportées directement réalisées dans l'alliage du carter cylindre et il se passe de nombreux éléments d'assemblage, de nombreuses "fonctions" étant toutes réalisées par cette unique pièce de fonderie. Si on rapporte à présent le poids à la cylindrée sans oublier l'importante fonction porteuse des moteurs Béhème, on voit le net avantage de l'architecture du moteur K. M'enfin la FZ 750 devait déjà frôlée les 115 CV en version libre en 1988...

    Et dire que le moteur de la K100 rend encore environ 1 kg à celui de la K1 (principalement à cause du vilebrequin allégé de 1.3 kg)...


Cadre

    En acier et de conception fort simple (la plupart des morceaux de tube utilisés sont droits), il présente pourtant avec le moteur en place une très grande rigidité à la flexion et à la torsion. D'après mes renseignements concernant celui des K100-2V (et avec un pifomètre bien étalonné), son poids doit se situer entre 12 et 12.5 kg.



Les goûts et les couleurs: à quoi on n'a pas eu droit...

    Avant que Chris Bangle et surtout David Robb n'arrivent chez BMW, on avait déjà exploré beaucoup de voies côté "déco".





Encore une question d'embonpoint...

Batterie BMW 12 V-130 A-25 Ah: 8.6 kg
Système ABS I complet (sans les disques et les étriers): 11.1 kg (couronnes, vis, boîtier de gestion, les 2 énormes modulateurs, durites supplémentaires)
Alternateur > 3 kg
Démarreur: 1.646 kg
Béquille centrale: 1.836 kg
K1 en ordre de marche: 258 kg (sans doute la version sans ABS, un journal de l'époque l'ayant vérifié à 281 kg)
Trousse à outils: 1.316 kg
Kit Tubeless: 259 g
Masses non suspendues
Disque de frein AVG (ABS): 2.013 kg
Disque de frein AVD: 1.799 kg
Disque de frein AR: 2.4 kg

    On se prend à rêver d'une K1 moderne (tout en conservant l'architecture du moteur K) avec seulement 3 cylindres, 100 CV, 6 vitesses et tout ce qu'on a amélioré depuis, ne serait-ce que sur des accessoires tels ABS 3 fois plus léger, roues plus légères, batterie au gel 2 fois plus légère, alternateur à très haut rendement 1.5 fois plus léger.

    Ôtons à une K1 sans ABS (258 kg) sa béquille centrale, ses trousses de bord et remplaçons batterie, alternateur par leurs équivalents actuels

258-1.836-1.316-.259-(8.6-5)-(3-2)=250 kg.

    Déjà plus de 8 kg! Dire qu'il reste des détails comme l'amortisseur de direction ou les masselottes d'embout de guidon (près d'un kilogramme!) qui pourraient être supprimés par une meilleure géométrie de la partie-cycle. On se dit qu'il restait encore beaucoup de potentiel à la série K si on était parti du principe qu'il n'y a pas besoin de plus de 100 CV sur une moto. Ce sont principalement les conduits d'admission qui font 2 fois 90° (NDR: 1 seule fois sur les K1200 RS/LT; les "trompettes" d'admission sont verticales sur ces motos et le réservoir dissymétrique) qui limitent la puissance maximum théorique d'un "K". Le K1200 RS sans doute en bout de developpement fait 130 CV en version libre alors que  le K1200 S (moteur face à la route) sort 167 CV pour la première mouture!



Sécurité passive

    Jusque dans les années 80, il y avait chez BMW moto un furieux de la sécurité. Je tacherai de retrouver son nom pour le placer ici lors d'une future mise à jour. C'est par exemple à lui qu'on doit la pente très forte des repose-genoux de la K1. En cas de choc frontal, le pilote est censé être projeté par dessus la moto (et l'obstacle dans le cas fort probable d'une rencontre avec un autre véhicule) par cette sorte de tremplin. Au lieu de s'écraser dans un choc violent et mortel, on espère qu'il dissipera l'énergie du choc en plusieurs roulades au sol, un peu comme en grand prix (à condition de ne pas rencontrer d'autre obstacle). ROULEZ EQUIPE DE PROTECTIONS ADEQUATES!



    Idem le fameux habillage à deux balles du té supérieur de fourche, notre ami "impact pad". Son boulot est d'éviter les blessures (au casque?) dues à tous les composants qui en dépassent un peu.



Gros, moche, brut de décoffrage, mais...

    Sûrement vous êtes-vous déjà dit en votre for intérieur "qu'est-ce qu'elles sont moches les poignées! Et les repose-pieds! Pourquoi Béhème les a t-il faits aussi mastoc?"



    Une des idées force de la vieille garde chez Béhème a toujours été la préservation du pilote, lui épargner la fatigue, permettre de longues étapes sans arriver "liquide" au bout. Les éléments ci-dessus ne sont là que pour filtrer un maximum de vibrations et préserver les membres du pilote de l'endormissement. Voilà la raison de la présence de ces épaisses et relativement molles nervures. On pourrait appeler cela la fonction avant le design. A quoi me sert une jolie poignée ou un filigrane de repose-pied ultra léger si 30 minutes après mon départ je ne sens plus mes avant-bras? En plus, une fois sur la moto ni les autres, ni moi ne voyons encore ces appendices.

    Chaque fois que ce genre de détail disparait sur une Béhème "nouvelle vague", c'est un peu de tradition qui s'en va, le prix de revient qui diminue et un grand pas vers la nouvelle image que veut se donner la firme. Tant mieux pour les ventes...