Le V8 est un moteur doté de 8 cylindres en V. Dans ce type de conception, les cylindres ne sont pas alignés, mais disposés en deux rangées qui forment l'angle d'un V. Chaque rangée comporte quatre cylindres pour un moteur V8. La plupart des moteurs de plus de quatre cylindres sont conçus en V. Ceci présente plusieurs avantages. Le premier est d'économiser beaucoup d'espace. Cela permet ainsi de loger des moteurs puissants dans un petit espace. En second lieu, le moteur en V offre un confort sonore supérieur. Cela s'explique par un vilebrequin significativement plus court. Les vibrations désagréables et néfastes pour le moteur sont ainsi réduites. La transmission de la puissance sur le vilebrequin est beaucoup plus régulière dans un moteur en V.
L'angle d'ouverture des cylindres d'un moteur en V se situe généralement entre 45 et 90 degrés. En théorie, des angles d'ouverture de jusqu'à 180 degrés sont possibles. Le degré de l'angle dépend invariablement de l'espace ou est installé le moteur. Les rangées de cylindres sont toujours légèrement décalées l'une de l'autre, afin de laisser un espace suffisant pour les coussinets de bielle. Un intervalle d'allumage régulier est un critère important pour améliorer le confort sonore. Dans un V8 ayant un angle d'inclinaison de 90 degrés, l'intervalle d'allumage est également de 90 degrés. C'est pourquoi le V8 a un fonctionnement aussi régulier. Comme dans le moteur quatre-temps l'allumage se produit lors du second cycle du piston, on calcule un intervalle optimal de 720 degrés divisé par le nombre de cylindres.
La construction d'un moteur en V est beaucoup plus complexe. Pour chaque rangée de cylindres, un arbre à cames distinct est nécessaire. L’inconvénient majeur des moteurs en V réside dans le fait que les conduits d'échappement sont de par leur conception très proches des soupapes d'admission. Cela peut entrainer une augmentation importante de la température de l'air au niveau de la soupape d'admission.
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