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VOITURE | |
| COUPLE ET PUISSANCE | mN,ch DIN,travail,force |
Pour qualifier un moteur, les constructeurs établissent des courbes de puissance et de couple. Ces deux données définissent comment le moteur réagit en fonction de sa vitesse de rotation.
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En général,
plus la cylindrée du moteur est grande et plus le moteur a du couple.
Un couple élevé permet une accélération plus
forte : la sensation d'être plaqué au siège est plus
grande. D'autre part, un couple élevée permet de faire déplacer
un poids plus important, c'est pour cela que les véhicules diesels
sont souvent utilisés pour tracter une caravane, une remorque ou
une grosse charge.
Sur les moteurs diesel,
le couple s'obtient à bas régime (entre 1300 et 2400 tr/mn
selon les véhicules, les moteurs modernes se rapprochant de 1300
tr/mn). La force transmise aux roues est la plus grande à ce moment
là. Un fort couple entraîne une bonne reprise (il n'est pas
nécessaire de rétrograder) et une bonne accélération.
La formule du couple est
une force en fonction d'une distance.
On
peut comparer le couple a un haltérophile : il soulève un
poids énorme jusqu'à la hauteur de sa tête. Plus le
poids soulevé est énorme, plus l'haltérophile a de
la force.
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Ici, la force est exprimée en Newton, la distance en mètre.
La courbe de couple ayant
son maximum dans la zone basse du compte-tour, elle décroit rapidement
dans la zone haute du compte-tour. Un autre paramètre prend alors
le relais...
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La puissance est un travail effectué dans un certain temps. Elle dépend donc du couple mais aussi de la vitesse de rotation du moteur. Plus le moteur tourne vite, plus la puissance augmente... jusqu'à une limite qui, sur les moteurs diesels, commence entre 4000 et 4500 tr/mn. La puissance du moteur influe sur la vitesse du véhicule.
On trouve la puissance en
multipliant le couple par vitesse du moteur.
On
peut comparer la puissance avec deux sportifs : le premier soulève
120 kg en 1 minute. Le second soulève 120 kg en 30 secondes. En
une minute, le second athlète aura soulevé 240 kg, il est
donc plus puissant.
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ou PUISSANCE=FORCExVITESSE |
La puissance est exprimée
en Watt (W) ou en chevaux DIN (ch) pour l'automobile. Le couple est en mètre
par Newton et la vitesse en radians par seconde.
Pour information, 1 ch DIN = 735.5
W.
En fait, le cheval DIN (Deutsh
Industrie Normen) est une unité allemande qui prend en compte les accessoires
(démarreur, ventilateur, etc. : DIN 70020) et correspond à la
puissance disponible à la jante. La puissance SAE J1995 est une norme
américaine qui prend la puissance brute du moteur (c'est à dire
un moteur nu sur un banc et sans accessoires). Il existe également la
puissance exprimé en BHP (British Horse Power) dont l'équivalent
est 1.0139 ch DIN.
Enfin, la normalisation sur la mesure de puissance nette est ISO 1585 (quasiment
équivalente à SAE J 1349 ou ECE 80.1269).
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Le graphique ci-dessus montre la vitesse en fonction du régime moteur et du rapport de boite : en 2nde à 3000 tr/mn la voiture va aussi vite qu'en 3ème à 1800 tr/mn (50 km/h) toutefois, il vaut mieux être en 3ème pour continuer à accélérer. en effet, 1800 tr/mn correspond à la zone ou le couple est maximum (sur un HDI. Ce paramètre varie en fonction du type de véhicule).
En bleu, les lignes horizontales représentent les plages d'utilisation optimales du moteur pour chaque rapport.
En
sous-régime le moteur consomme peu mais ne peut pas fournir
l'effort demandé : il vibre, grogne et même en appuyant à
fond sur la pédale d'accélérateur, l'aiguille du compte-tour
ne monte pas. En général, c'est que le couple ou la puissance
ne sont pas suffisants.
En
sur-régime, le moteur consomme beaucoup plus qu'il n'a réellement
besoin et s'use plus rapidement : il faut passer le rpport de vitesse supérieur
ou ralentir (en général, au dessus de 3500 tr/mn en 5ème
les véhicules diesel de tourisme roulent à plus de 140 km/h).
La zone 3500 à 4000
tr/mn devrait être considérée sur un diesel comme zone
de réserve (lors d'un dépassement par exemple).
Pour mieux comprendre le
sous-régime et sur-régime, voici les courbes de couple et
de puissance de trois moteurs, tel que données dans certaines documentations
des constructeurs (ici les moteurs 1.6 litres essence de 110ch et 1.9 litres
dTi de 100ch du constructeur Renault ainsi que les courbes du moteur HDI
2.0 110ch de PSA).
Les moteurs diesel donnent
plus de puissance jusqu'à 4200 tr/mn puis c'est la chute. Leurs
couples ne sont plus intéressant dès 3500 tr/mn.
Le moteur essence donne
une puissance plus linéaire mais surtout jusqu'à 5500 tr/mn
(les courbes ne sont pas tout à fait juste), cela fait tout de même
1000 tr/mn de plus que le diesel. Le couple n'est pas intéressant
en dessous de 2000 tr/mn, contrairement au moteur diesel qui permet une
reprise meilleure à bas régime...
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Pour un moteur diesel en
période de rodage, il est conseillé de rouler dans la plage
de 1800 à 3000 tr/mn : les moteurs actuels étant usinés
au 100ième de microns, il n'y a plus de rodage obligatoire mais
cette précaution permet aux différentes pièces en
mouvements de "trouver" leur place...
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