LE COUPLE MOTEUR EN AUTOMOBILE

Définition

Lorsque l'on parle du moteur automobile, le couple correspond au degré d'effort fourni pour pouvoir avancer. Exprimé en newtons mètre (Nm), il traduit la force des roues sur le sol et, par conséquent, la force d'accélération d'une voiture. On parle souvent de disponibilité du couple vis à vis du rapport enclenché dans la boîte de vitesses manuelle. Certains moteurs peuvent délivrer leur couple tôt (en bas régime) ou alors dans un régime plus élevé. Un moteur diesel aura toujours plus de couple qu'un moteur essence, il accélère donc plus fort en bas régime.  

Principe physique du couple

Le couple est le produit d’une force par un bras de levier constitué par la distance entre le point d’application de la force et le point sur lequel est exercé le couple.

Le couple C, en newtons.mètres (N.m), est caractérisé par la combinaison de 2 grandeurs physiques : l’intensité d’une force F en newtons (N) qui est exercé et une distance D en mètres (m). Sa formule est la suivante : C = F x D.

Prenons un écrou de roue pour le desserrer. Une fois la clé de desserrage en place, on applique une force F en bout de cette clé (où l'on place sa main), la distance la plus courte entre le point d’application de la force (emplacement de votre main) et l’écrou de roue représente le D de la formule précédente. 

Bon à savoir: la distance la plus courte représente le segment de droite formant un angle de 90°entre l’écrou et l’axe de direction de la force.

Principe du couple moteur en automobile

Le couple moteur est un couple spécifique appliqué au moteur. C’est lui qui est transmis aux roues pour que la voiture puisse se déplacer.

D'où vient la force F du couple moteur ? 

C’est la force pressante exercée par la combustion sur la tête du piston. Meilleure sera la combustion, meilleur sera le rendement et le couple moteur.

D'où vient la distance D du couple moteur ? 

Elle se trouve dans l’architecture vilebrequin – bielle – piston : l’axe de piston est fixé sur le pied de bielle, l’autre extrémité de la bielle (la tête) est fixée sur le maneton du vilebrequin dont l’axe est décalé du centre du vilebrequin (comme un système de bielle – manivelle).

Ce montage permet de transformer le mouvement linéaire du piston dans le cylindre en mouvement de rotation en bout de vilebrequin. La distance D du couple moteur correspond à la distance entre la fixation de la bielle sur le maneton et l’axe central du vilebrequin. Augmenter cette distance revient donc à augmenter le couple.

Par quoi est influencé le couple moteur ?

Le couple moteur peut être amené à être influencé par certains paramètres. Ce dernier va dépendre de l'intensité de la combustion qui règne dans les cylindres moteurs. Les paramètres peuvent donc être: 

  • La course: plus la course sera importante, plus le bras de levier sera long, augmentant proportionnellement le couple. (Pareillement, si nous prenions l'exemple d'une clé dynamométrique pour desserer un écrou de roue, cette dernière étant plus longue, nous avons alors plus de chance d'appliquer un serrage plus fort).
  • L’alésage: plus la surface du piston sera importante, plus son alésage (ou diamètre) sera élevé et plus la force augmentera.
  • L'effet induit: plus la course sera longue, pour une vitesse linéaire du piston donnée, moins le régime de rotation sera élevé, permettant une combustion de qualité ou les cycles moteurs auront plus de temps pour effectuer une meilleure explosion (combution).


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Tags: article, glossaire, couple, moteur, combustion, physique, alésage, pistons, vilebrequin, intensite, newtons, grandeurs,  CarNews


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