Moteur à pistons opposés deux cylindres 1 200 cm3 (refroidi par air/eau) sur la BMW R 1200 GS.

La cylindrée reste inchangée à 1 170 cm3. Le rapport alésage/course de 101 à 73 millimètres a également été conservé. Comme pour le modèle précédent, les arbres à cames ont été disposés horizontalement. Tandis que des arbres à cames d'admission/échappement combinés étaient requis par le passé, le changement du flux des gaz qui passe désormais dans le sens vertical au lieu d'horizontal a entraîné des arbres à cames d'admission et d'échappement dédiés.

Les deux arbres à cames de chaque côté sont toujours entraînés par la chaîne logée dans le puits derrière les cylindres (à partir de l'arbre d'équilibrage sur le côté droit du moteur et à partir du vilebrequin sur le côté gauche). La chaîne de commande entraîne un arbre intermédiaire, logé entre l'arbre à cames d'admission et celui d'échappement et relié à ces arbres via des trains de pignons à denture droite. Un dispositif de décompression centrifuge est logé sur chaque arbre à cames d'échappement, ce qui facilite le démarrage et a permis un gain de poids sur le démarreur et la batterie.

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Vu l'architecture d'ensemble hautement efficace du groupe motopropulseur, il a été possible de renoncer à la disposition radiale des soupapes. Les quatre soupapes forment désormais un angle de dégagement étroit de 8 degrés du côté admission et de 8 et 10 degrés du côté échappement, ce qui a permis de réaliser une chambre de combustion compacte, idéale pour une combustion optimale. La reconfiguration de la chambre de combustion et l'optimisation de la forme et de la conduite des canaux se traduisent aussi par une augmentation du rapport volumétrique qui est passé de 12,0/1 sur le modèle précédant à 12,5/1 sur le nouveau moteur. En perfectionnant la combustion et les angles d'allumage, les motoristes ont aussi réussi à renoncer à un régulateur anti-cliquetis, tout en exploitant le potentiel du moteur en termes de couple. Le moteur étant toujours conçu pour fonctionner avec un carburant d'un indice d'octane RON de 95.

La mise en œuvre d'un système dit de turbulence (alimentation en air par une conduite de dérivation) assure une combustion optimale qui permet de renoncer à un double allumage complexe. Le vilebrequin a également fait l'objet d'une refonte totale. Pour réduire l'effet de freinage, le diamètre des paliers de vilebrequin du nouveau moteur a été ramené de 60 à 55 millimètres. Il présente aussi des manetons moins larges, mais avec des diamètres plus grands de 50 millimètres au lieu de 48 auparavant, ainsi que des paliers de vilebrequin et des paliers de guidage également moins larges. D'où un vilebrequin plus léger et plus compact et pourtant nettement plus rigide.

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Comme pour le bicylindre, le nouveau groupe motopropulseur possède un arbre d'équilibrage tournant à la même vitesse que le vilebrequin avec des masselottes redéfinies pour éliminer les vibrations indésirables. L'arbre d’équilibrage est un arbre intermédiaire creux à l'intérieur duquel se déplace simultanément l'arbre d'embrayage. Ainsi, le nouveau moteur, qui affiche un niveau de régimes sensiblement accru, fait preuve d'un grand agrément sur toute la plage des régimes et produit, surtout à régime élevé, sensiblement moins de vibrations, sans pour autant perdre le naturel vigoureux propre au bicylindre.
Le diamètre du disque de soupape a également été redéfini pour plus de puissance et de couple. Il a gagné 1,0 millimètre et est désormais de 40 millimètres sur les soupapes côté admission et de 34 millimètres sur celles côté échappement. Le diamètre de la queue des soupapes est resté à 5,5 millimètres. Le niveau de vitesse accru avec un effet de freinage défini de manière optimale signifie que des ressorts de soupape nettement plus courts sont nécessaires.
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