La puissance (1)


Comment décrire la puissance ? peut être par comparaison avec ce que l'on appel " le couple "

On pourrait définir la puissance comme ce qui donne la vitesse maximum à la moto
(plus une moto est puissante, plus elle pourra allez vite)
alors que le couple serait plutot ce qui donne la capacité d'accélération d'une moto
(plus une moto est coupleuse, plus elle pourra accélérer "fort")

On va regarder maintenant comment la calculer :
" la puissance est calculée à partir de la mesure du couple "

(a) en effet, Puissance = couple x régime moteur
Mais avec les unités suivante : (Kw) = (mN) x (rad/s)

Si on veut utiliser pour le calcul le régime moteur en "Tours par minutes" (tr/min) qui est une unité plus utilisée
dans les magasines moto, il faut effectuer la conversion suivante :
1 tour = 360° et 360° = 2 pi radian
on a donc 2 pi radian qui est égale à 1 tour.

1 tour / minute (ou 60secondes) = (2 pi)/60 = pi / 30 radians/seconde La formule (a) devient alors :
Puissance = Couple x n(pi / 30)
avec n étant le nombre de tour/minute.

 

Mais ça c'est pour la pratique, qu'est ce vraiment que la puissance d'un moteur ?

Pour le savoir il faut calculer ce que l'on appel "un bilan energétique du moteur".
C'est à dire que l'on va suivre chaque phase d'un cycle moteur et calculer l'apport en energie (l'apport energétique) et les pertes.

Il faut répondre a des questions du type :
Quelle est la puissance apportée par le carburant ?
Quelle est la puissance perdue par la filtration ?
Quelle est la puissance perdue par l'aspiration ?
Quelle est la puissance apportée par la compression ?
Quelle est la puissance apportée par la combustion ?
Quelle est la puissance perdue par les frottements ?
Quelle est la puissance perdue par l'echappement ?
etc...
Remarque : il faut évidement que l'apport energétique soit supérieur aux pertes pour que le moteur fonctionne,
sinon il bloquerait. (exemple d'un serrage moteur ou les pertes par frottements sont supérieures
à l'energie dégagée par l'explosion nécessaire à faire descendre le piston).
Au final, on obtiendrait la puissance réelle du moteur. MAIS malheureusement certaines caractéristiques ne sont pas calculables.
On obtient qu'une estimation qui est quand même très utile pour étudier les effets d'une des phases par rapport aux autres (conception et reglages moteur).

Note : Il ne faut pas oublier que tous les "accéssoires" du moteur (pompe à eau, pompe à huile, à injection, alternateur, etc...)
utilisent la puissance. Ce qui diminue la puissance disponible pour faire avancer l'auto.

 

Mesure de la puissance effective

La mesure de la puissance effective d'un moteur (avant la boite de vitesse)
est basée sur la mesure du couple pris sur le vilebrequin.
Pour cela, il faut placer le moteur sur un bati et le freiner avec un système monté directement sur le vilebrequin.
On mesurera alors l'effort que l'on à dû appliquer sur le frein pour ralentir le moteur.
Les système de freins sont :

les forces aérodynamiques (montage d'une hélice)
les forces de frottement mécanique (montage de deux patins sur une poulie)
les forces de frottement hydraulique (montage d'une roue de pompe dans de l'eau)
les courants de foucault
la dynamo-frein
les forces de viscosités (montage d'un disque tournant dans un bain d'huile)


Le couple est mesuré par un dispositif de balance qui va donner une force à l'extrémité d'un bras de levier.
On trace une courbe à partir de ces mesures pour obtenir la "courbe de couple"

Par calcul, on peut dessiner la courbe de puissance en multipliant la courbe de couple par le régime moteur


Les bancs de mesure à rouleaux prennent le couple à la roue par le principe d'inertie.
Mais c'est par calcul des pertes estimées que la machine donnera le couple et la puissance au vilebrequin.

Augmenter la puissance d'un moteur ...


Particularités de l'overboost (sur certaines de nos motorisations Diesel)

La norme d'homologation d'une puissance se fait sur une vitesse stabilisée. A vitesse stabilisée, La Focus développe bien 115 ch. Mais lorsque vous accélérez, ce véhicule a la capacité de faire jouer un système d'overboost qui n'est autre qu'un lien entre le turbo à géométrie variable et un module électronique. Un apport de gasoil supplémentaire et hop! La puissance gagne jusqu'à 20 ch et le couple près de 30 Nm.
En fonction de l’enfoncement de la pédale de gaz, de la charge du véhicule et de la vitesse enclenchée, le calculateur moteur déclenche ou non l’Overboost, ce qui peut surprendre le conducteur.
Autant dire que pour les dépassements nécessitant une accélération franche, la Focus 1,8 L TDCi 115 n'est pas prête à vous faire avoir des frayeurs.
Au-delà de cette spécificité, ce nouveau moteur TDCi est un plaisir de souplesse grâce notamment aux 1850 bars que la pression peut atteindre à l'entrée des injecteurs. Couple maxi 250 Nm à 1850 tr/min "overboosté" à 280 Nm.

 

On peu augmenter la puissance d'un moteur en intervenant sur l'un ou plusieurs des points suivant :

augmenter la cylindrée
augmenter la vitesse moyenne du piston
augmenter le nombre de cylindre
augmenter le rendement (rapport volumétrique de compression / qualité du carburant / qualité de la conception,
construction, fabrication / qualité de la lubrification / limiter les temps d'utilisation des accessoires..)
améliorer l'allumage du mélange gazeux
améliorer la postion et le nombre de bougies
améliorer ou optimiser le reglage de l'avance à l'allumage

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