Moteur hors-bord

Un moteur hors-bord est un système de propulsion pour bateaux , constitué d'une unité autonome comprenant un moteur, une boîte de vitesses et une hélice ou un propulseur à réaction , conçu pour être fixé à l'extérieur du tableau arrière . Il s'agit de la méthode motorisée la plus courante pour propulser les petites embarcations. En plus d'assurer la propulsion, les moteurs hors-bord assurent le contrôle de la direction, car ils sont conçus pour pivoter sur leurs supports et ainsi contrôler la direction de la poussée. La dérive fait également office de gouvernail lorsque le moteur ne tourne pas. Contrairement aux moteurs in-bord , les moteurs hors-bord peuvent être facilement retirés pour le stockage ou les réparations.

Afin d'éliminer les risques de toucher le fond avec un moteur hors-bord, le moteur peut être incliné vers le haut jusqu'à une position élevée, soit électroniquement, soit manuellement. Cela est utile lorsque vous naviguez dans des eaux peu profondes où il peut y avoir des débris qui pourraient potentiellement endommager le moteur ainsi que l' hélice . Si le moteur électrique nécessaire pour déplacer les pistons qui soulèvent ou abaissent le moteur ne fonctionne pas correctement, chaque moteur hors-bord est équipé d'un dispositif de déverrouillage manuel du piston qui permettra à l'opérateur de ramener le moteur à son réglage le plus bas.

Les grands navires, bateaux et yachts sont inévitablement équipés de moteurs in-bord. Les navires de taille moyenne peuvent être équipés de moteurs in-bord ou hors-bord, et les petits navires sont rarement équipés de moteurs in-bord. Si l'on a le choix, il faut tenir compte des facteurs suivants :

• Les moteurs in-bord sont presque toujours diesel, ce qui permet robustesse, fiabilité et économie de carburant. Les rares hors-bords diesel ont tendance à être de gros objets lourds, adaptés aux bateaux de travail et aux très gros semi-rigides . Les hors-bords diesel sont rarement présents sur les bateaux de plaisance.
• Les moteurs hors-bord peuvent être facilement retirés du bateau pour être conservés et entretenus. Ils sont également vulnérables au vol (un risque rarement rencontré par les moteurs in-bord).
• Les moteurs hors-bord sont moins chers et plus légers que les moteurs in-bord. Ils équipent souvent les yachts de croisière . Les catamarans de croisière jusqu'à environ 10 mètres de longueur hors-bord sont souvent équipés d'un moteur à essence à arbre long avec une hélice plus grande et à rotation plus lente que les autres types.
• Les catamarans qui ont un moteur pour chaque coque (pour faciliter la manœuvrabilité) ont tendance à avoir deux moteurs in-bord, car deux moteurs hors-bord peuvent interférer avec la disposition des gouvernails.
• Alors que les moteurs inboard peuvent être montés dans une position optimale pour l'équilibre, les moteurs hors-bord doivent être montés sur (ou juste devant) le tableau arrière. Cela signifie qu'un poids important se trouve à l'arrière du bateau, et cela doit être pris en considération.

Les gros moteurs hors-bord sont fixés au tableau arrière à l'aide de pinces et sont soit dirigés par la barre franche, soit contrôlés depuis la barre. En général, les moteurs de 100 ch et plus sont reliés aux commandes de la barre. Ils vont des modèles à 2, 3 et 4 cylindres générant de 15 à 135 chevaux (11 à 101 kW) adaptés aux coques jusqu'à 17 pieds (5,2 m) de longueur aux puissants blocs-cylindres V6 et V8 d'une puissance maximale de 627 ch (468 kW)., avec une puissance suffisante pour être utilisée sur des bateaux de 37 pieds (11 m) ou plus.

Les petits moteurs hors-bord, jusqu'à 15 chevaux (11 kW) environ, sont facilement transportables. Ils sont fixés au bateau par des pinces et peuvent donc être facilement déplacés d'un bateau à l'autre. Ces moteurs utilisent généralement un système de démarrage manuel, avec des commandes d'accélérateur et de changement de vitesse montées sur le corps du moteur, et une barre franche pour la direction. Les plus petits d'entre eux pèsent à peine 12 kilogrammes (26 lb), disposent de réservoirs de carburant intégrés et fournissent suffisamment de puissance pour déplacer un petit canot à environ 8 nœuds (15 km/h ; 9,2 mph). Ce type de moteur est généralement utilisé :

• pour propulser de petites embarcations telles que des bateaux Jon , des canots , des canoës , etc.
• pour fournir une énergie auxiliaire aux voiliers
• pour la pêche à la traîne à bord de bateaux plus gros, car les petits moteurs hors-bord sont généralement plus efficaces à des vitesses de pêche à la traîne. Dans cette application, le moteur est souvent installé sur le tableau arrière à côté et connecté au moteur hors-bord principal pour permettre la direction à la barre. De plus, de nombreux fabricants de petits moteurs ont commencé à proposer des variantes avec des fonctions de trim/inclinaison électrique et de démarrage électrique afin qu'ils puissent être entièrement contrôlés à distance

Les moteurs hors-bord électriques sont des unités de propulsion autonomes pour bateaux , inventées pour la première fois en 1973 par Morton Ray de Ray Electric Outboards. Il ne faut pas les confondre avec les moteurs de pêche à la traîne , qui ne sont pas conçus comme source d'énergie principale. La plupart des moteurs hors-bord électriques ont des moteurs électriques à courant continu (CC) de 0,5 à 4 kilowatts , fonctionnant entre 12 et 60 volts CC. Les moteurs hors-bord récemment développés sont alimentés par un moteur électrique à courant alternatif (CA) ou à courant continu dans la tête motrice comme un moteur à essence classique . Avec cette configuration, un moteur peut produire 10 kW de sortie ou plus et est capable de remplacer un moteur à essence de 15 CV ou plus. L'avantage du moteur à induction ou asynchrone est le transfert de puissance au rotor au moyen d' une induction électromagnétique . Comme ces moteurs n'utilisent pas d'aimants permanents , ils nécessitent moins d'entretien et développent plus de couple à des vitesses d'hélice plus faibles.

La propulsion par jet-pompe est disponible en option sur la plupart des moteurs hors-bord. Bien que moins efficace qu'une hélice ouverte, elle est particulièrement utile dans les applications où la capacité à fonctionner dans des eaux très peu profondes est importante. Elle élimine également les risques de lacération d'une hélice ouverte.

Les moteurs hors-bord au propane sont disponibles auprès de plusieurs fabricants. Ces produits présentent plusieurs avantages tels que des émissions plus faibles, l'absence de problèmes liés à l'éthanol et l'absence de besoin de starter une fois le système sous pression. Lehr est considéré comme le premier fabricant à avoir mis sur le marché un moteur hors-bord au propane par Popular Mechanics et d'autres publications nautiques.

Le premier moteur hors-bord connu était un petit moteur électrique de 5 kg (11 livres) conçu vers 1870 par Gustave Trouvé et breveté en mai 1880 (brevet n° 136 560). Plus tard, environ 25 moteurs hors-bord à essence ont peut-être été produits en 1896 par American Motors Co — mais aucun de ces deux efforts pionniers ne semble avoir eu beaucoup d'impact.

Le moteur hors-bord Waterman semble être le premier hors-bord à essence proposé à la vente en nombre significatif. Il a été développé à partir de 1903 à Grosse Ile, Michigan, avec une demande de brevet déposée en 1905 À partir de 1906, la société a continué à fabriquer des milliers de ses unités « Porto-Motor » , revendiquant 25 000 ventes en 1914. La ​​société de moteurs de bateaux in-bord Caille Motor Company de Detroit a joué un rôle déterminant dans la fabrication du cylindre et des moteurs.

Le moteur hors-bord le plus performant a été créé par l'inventeur norvégien-américain Ole Evinrude en 1909. Historiquement, la majorité des moteurs hors-bord étaient des moteurs à deux temps équipés d'un carburateur en raison de la simplicité, de la fiabilité, du faible coût et du poids léger de la conception. Les inconvénients comprennent une pollution accrue, en raison du volume élevé d'essence et d'huile non brûlées dans leur échappement, et un bruit plus fort.

Les moteurs hors-bord à quatre temps sont vendus depuis la fin des années 1920, comme le Roness et le Sharland. En 1962, Homelite a lancé un moteur hors-bord à quatre temps de 55 chevaux (41 kW), basé sur le moteur automobile à quatre cylindres Crosley . Ce moteur hors-bord s'appelait Bearcat et a ensuite été acheté par Fischer-Pierce, les fabricants de Boston Whaler, pour être utilisé dans leurs bateaux en raison de leurs avantages par rapport aux moteurs à deux temps. En 1964, Honda Motor Co. a lancé sa première tête motrice à quatre temps. En 1984, Yamaha a lancé ses premiers moteurs hors-bord à quatre temps, qui n'étaient disponibles que dans la gamme de faible puissance. En 1990, Honda a sorti des modèles à quatre temps de 35 ch et 45 ch. Ils ont continué à être les chefs de file du développement des moteurs à quatre temps tout au long des années 1990, car les réglementations américaines et européennes sur les émissions d'échappement telles que le CARB ( California Air Resources Board ) ont conduit à la prolifération des moteurs hors-bord à quatre temps. Au début, les constructeurs nord-américains comme Mercury et OMC utilisaient la technologie des moteurs de constructeurs japonais comme Yamaha et Suzuki jusqu'à ce qu'ils soient en mesure de développer leur propre moteur à quatre temps. Les avantages inhérents aux moteurs à quatre temps comprenaient : une pollution plus faible (en particulier l'huile dans l'eau), une réduction du bruit, une économie de carburant accrue et un couple accru à bas régime.

Honda Marine Group , Mercury Marine , Mercury Racing, Nissan Marine, Suzuki Marine, Tohatsu Outboards, Yamaha Marine et China Oshen-Hyfong Marine ont tous développé de nouveaux moteurs à quatre temps. Certains sont à carburateur, généralement les plus petits moteurs. Les autres sont à injection électronique de carburant. Selon le fabricant, les moteurs les plus récents bénéficient d'une technologie de pointe comme plusieurs soupapes par cylindre, un calage variable de l'arbre à cames (VTEC de Honda), un couple à bas régime accru (BLAST de Honda), des systèmes de refroidissement à 3 voies et une injection de carburant en boucle fermée. Les moteurs Mercury Verado à quatre temps ont la particularité d'être suralimentés .

Mercury Marine, Mercury Racing, Tohatsu, Yamaha Marine, Nissan et Evinrude ont tous développé des moteurs à deux temps à injection directe contrôlés par ordinateur. Chaque marque possède sa propre méthode d'injection directe.

L'économie de carburant sur les moteurs hors-bord à injection directe et à quatre temps est mesurée entre 10 et 80 pour cent d'amélioration par rapport aux moteurs à deux temps conventionnels.

Cependant, l'écart entre la consommation de carburant des moteurs hors-bord à deux temps et à quatre temps commence à se réduire. Les fabricants de moteurs hors-bord à deux temps ont récemment introduit des technologies qui contribuent à améliorer la consommation de carburant des moteurs à deux temps.

En 2012, Lehr inc. a lancé quelques petits moteurs hors-bord (< 5 ch) basés sur des moteurs à essence chinois modifiés pour fonctionner au gaz propane . Tohatsu produit également actuellement des modèles alimentés au propane, tous d'une puissance nominale de 5 ch. La conversion de moteurs hors-bord plus gros pour fonctionner au gaz de pétrole liquéfié (GPL) est considérée comme inhabituelle et exotique, bien que certains amateurs continuent d'expérimenter.

Il est important de sélectionner un moteur adapté à la coque en termes de puissance et de longueur d'arbre.

Que vous utilisiez un bateau à déplacement ou à planage, il faut choisir un niveau de puissance approprié ; trop de puissance est un gaspillage (ajout de poids inutile) et peut souvent être dangereux. Les bateaux construits aux États-Unis ont des plaques d'identification de la Garde côtière , qui précisent les puissances maximales recommandées du moteur pour les coques. Au Royaume-Uni, les bateaux ont des plaques CE sur les tableaux arrière qui précisent la puissance maximale du moteur, la longueur de l'arbre, le poids maximal du moteur et le nombre maximal de personnes ou la charge maximale.

Les longueurs d'arbre des moteurs hors-bord sont normalisées pour s'adapter aux tableaux arrière de 15, 20 et 25 pouces (38, 51 et 64 centimètres) . Si l'arbre est trop long, il s'enfoncera plus que nécessaire dans l'eau, créant une traînée qui nuira aux performances et à l'économie de carburant. Si l'arbre est trop court, le moteur sera sujet à la ventilation. Pire encore, si les orifices d'admission d'eau de l'unité inférieure ne sont pas suffisamment immergés, une surchauffe du moteur est probable, ce qui peut entraîner de graves dommages.

Les différentes marques de moteurs hors-bord nécessitent des dimensions et des tailles de tableau arrière différentes. Cela affecte les performances et l'assiette.

La hauteur du moteur sur le tableau arrière est un facteur important pour obtenir des performances optimales. Le moteur doit être aussi haut que possible sans ventilation ni perte de pression d'eau. Cela minimise l'effet de la traînée hydrodynamique en cours de route, ce qui permet une plus grande vitesse. En général, la plaque anti-ventilation doit être à peu près à la même hauteur que la quille, ou jusqu'à deux pouces plus haut que celle -ci , lorsque le moteur est en assiette neutre.

L'assiette correspond à l'angle du moteur par rapport à la coque, comme illustré ci-dessous. L'angle d'assiette idéal est celui dans lequel le bateau est à niveau, avec la majeure partie de la coque à la surface au lieu de labourer l'eau. Si le moteur est trop incliné, la proue sera trop haute dans l'eau. Avec un angle d'assiette trop faible, la proue sera trop basse. Le réglage optimal de l'assiette varie en fonction de nombreux facteurs, notamment la vitesse, la conception de la coque, le poids et l'équilibre et les conditions sur l'eau (vent et vagues). De nombreux gros hors-bords sont équipés d' un trim électrique , un moteur électrique sur le support de montage, avec un interrupteur à la barre qui permet à l'opérateur de régler l'angle d'assiette à la volée. Dans ce cas, le moteur doit être complètement incliné pour démarrer, et incliné (avec un œil sur le tachymètre ) au fur et à mesure que le bateau prend de l'élan, jusqu'à ce qu'il atteigne le point juste avant que la ventilation ne commence ou qu'un réglage supplémentaire de l'assiette entraîne une augmentation du régime moteur sans augmentation de la vitesse de déplacement. Les moteurs non équipés de trim électrique sont réglables manuellement à l'aide d'une goupille appelée verrou d'inclinaison supérieur.

La ventilation est un phénomène qui se produit lorsque l'air de surface ou les gaz d'échappement (dans le cas de moteurs équipés d'un échappement traversant le moyeu) sont aspirés dans les pales de l'hélice en rotation. L'hélice poussant principalement de l'air au lieu de l'eau, la charge sur le moteur est considérablement réduite, ce qui provoque l'emballement du moteur et la rotation de l'hélice suffisamment rapide pour provoquer une cavitation , à partir de laquelle la poussée générée est très faible. La condition continue jusqu'à ce que l'hélice ralentisse suffisamment pour que les bulles d'air remontent à la surface. Les principales causes de ventilation sont : un moteur monté trop haut, un moteur trop compensé, des dommages à la plaque anti-ventilation, des dommages à l'hélice, un corps étranger logé dans la bague du diffuseur.

Si le barreur tombe par-dessus bord, le bateau peut continuer à naviguer sans contrôle, ce qui risque de provoquer des blessures graves, voire mortelles, pour le barreur et les autres personnes se trouvant dans l'eau. Une mesure de sécurité consiste à fixer un « cordon de sécurité » au bateau et au barreur, qui coupe le moteur si le barreur tombe par-dessus bord.

Le type de refroidissement le plus courant utilisé sur les hors-bords de toutes les époques utilise une turbine en caoutchouc pour pomper l'eau sous la ligne de flottaison vers le moteur. Cette conception est restée la norme principalement en raison de son efficacité et de sa simplicité. L'un des inconvénients de ce système est que si la turbine fonctionne à sec pendant une longue période (par exemple, en laissant le moteur tourner pour sortir le bateau de l'eau ou, dans certains cas, en inclinant le moteur hors de l'eau pendant qu'il tourne), la turbine risque d'être endommagée au cours du processus.

Certains fabricants produisent actuellement des moteurs hors-bord refroidis par air. Il s'agit généralement de petits moteurs de moins de 5 chevaux (3,7 kW). Les moteurs hors-bord fabriqués par Briggs & Stratton sont refroidis par air.

Les moteurs hors-bord fabriqués par Seven Marine utilisent un système de refroidissement en boucle fermée avec un échangeur de chaleur. Cela signifie que l'eau salée n'est pas pompée à travers le bloc moteur, comme c'est le cas avec la plupart des moteurs hors-bord, mais que le liquide de refroidissement du moteur et l'eau extérieure sont pompés à travers (les côtés opposés) de l'échangeur de chaleur.

Un moteur hors-bord peut caler s'il ne dispose pas des entrées correctes. Les problèmes courants qui conduisent au calage sont des problèmes électriques, une essence de mauvaise qualité ou un filtre à carburant bouché. D'autres problèmes peuvent inclure un interrupteur d'huile de carburateur endommagé.

Au Vietnam et dans d'autres régions d'Asie du Sud-Est, les bateaux à longue queue utilisent des moteurs hors-bord modifiés pour étendre leurs hélices loin du reste du moteur. Au Vietnam, ces hors-bords sont appelés máy đuôi tôm ( moteur à queue de crevette ), qui sont de petits moteurs à essence, diesel ou même automobiles modifiés, refroidis par air ou par eau, boulonnés à un cadre en tube d'acier soudé, avec un autre long tube en acier jusqu'à 3 m de long pour maintenir un arbre de transmission étendu entraînant une hélice conventionnelle. Le cadre qui maintient le moteur a une courte goupille/tube en acier pivotant d'environ 15 cm de long en dessous, à insérer dans un trou correspondant sur le tableau arrière, ou un bloc solide ou du bois spécialement intégré à celui-ci. Cette disposition de montage permet un transfert extrêmement rapide du moteur vers un autre bateau ou pour le stockage - il suffit de le soulever. La conception pivotante permet au moteur hors-bord d'être pivoté par l'opérateur dans presque toutes les directions : latéralement pour la direction, de haut en bas pour changer la ligne de poussée en fonction de la vitesse ou de la portance de l'étrave, s'élever complètement hors de l'eau pour un démarrage facile, placer l'arbre de transmission et l'hélice vers l'avant le long du côté du bateau pour la marche arrière, ou les mettre à l'intérieur du bateau pour le remplacement de l'hélice, ce qui peut être un phénomène courant pour les hélices en aluminium moulé bon marché sur les voies navigables intérieures souvent sujettes aux débris.

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• Cimco Marine AB
• DBD Marine
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• ePropulsion - Hong Kong
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• Jarvis Marine
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• Nissan Marine (maintenant Tohatsu)
• Oshen-Hyfong Marine
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• Propel fait partie du groupe Saietta - Moteurs hors-bord électriques
• Parsun - Chine
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• Zomair
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• Chrysler
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• Moteurs hors-bord Johnson (repliés dans les moteurs hors-bord Evinrude )
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• Evinrude , une division de Bombardier Recreational Products - USA - Jusqu'à 300 ch
• McCulloch
• Seven Marine - USA - 3 modèles développant jusqu'à 627 ch utilisant un moteur V8 suralimenté de General Motors
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