Comparé à d'autres technologies que nous utilisons tous les jours, il semble que les moteurs de voiture n'aient pas vraiment beaucoup changé. Le moteur d'une vieille Ford Model T a beaucoup en commun avec le moteur d'une Ford Fusion 2011, mais il est peu probable qu'Alexander Graham Bell sache quoi faire avec un iPhone. Alors que la technologie des communications a radicalement changé, les moteurs de voiture utilisent le même principe de base :la combustion de l'air et du carburant pour créer une force de rotation et déplacer une voiture.
Mais alors que les mêmes principes de base qui ont piloté les premiers moteurs de voiture sont encore utilisés aujourd'hui, les moteurs de voiture modernes ont évolué pour répondre aux besoins de puissance et d'efficacité des conducteurs d'aujourd'hui. Considérez les moteurs de voitures plus anciens comme des loups et les moteurs de voitures modernes comme des chiens. Ils partagent le même héritage et ont des caractéristiques similaires, mais l'un se débrouille très bien dans les situations modernes de tous les jours, tandis que l'autre ne peut tout simplement pas s'adapter à la vie en ville ou en banlieue.
Avant de parler de la différence entre les moteurs de voitures modernes et les anciens, vous devez comprendre les bases du fonctionnement d'un moteur de voiture. Fondamentalement, l'essence et l'air sont enflammés dans une chambre appelée cylindre. Dans le cylindre se trouve un piston qui est déplacé de haut en bas par l'explosion d'essence/d'air. Le piston est fixé au vilebrequin. Lorsque le piston monte et descend, il fait tourner le vilebrequin. Le vilebrequin va à la transmission, qui transmet cette puissance aux roues de la voiture. Cela semble simple, non ? Avec les moteurs modernes, les bases s'appliquent toujours, mais il y a beaucoup plus à penser.
ContenuVotre moteur de voiture à essence de base n'est pas si efficace. De toute l'énergie chimique contenue dans l'essence, seulement 15 % environ sont convertis en énergie mécanique qui fait réellement bouger la voiture. Selon l'EPA, plus de 17 % de l'énergie est perdue lorsque le moteur tourne au ralenti, et 62 % sont perdus dans le moteur en raison de la chaleur et de la friction.
Les moteurs modernes ont mis en place un certain nombre de technologies pour les rendre plus efficaces. Par exemple, la technologie d'injection directe, qui mélange le carburant et l'air avant qu'ils ne soient mis dans le cylindre, peut améliorer l'efficacité du moteur de 12 % car le carburant brûle plus efficacement [source :U.S. Department of Energy]. Les turbocompresseurs, qui utilisent l'air comprimé du système d'échappement de la voiture, compriment l'air utilisé dans le cycle de combustion. L'air comprimé conduit à une combustion plus efficace. Le calage variable des soupapes et la désactivation des cylindres sont des technologies qui permettent au moteur de n'utiliser que le carburant dont il a besoin, ce qui augmente son efficacité.
Il y a une idée fausse commune selon laquelle les moteurs efficaces sont des moteurs sous-alimentés. Continuez à lire pour savoir comment les moteurs modernes surpassent leurs homologues plus anciens.
Les gens sont plus préoccupés par l'économie de carburant maintenant que lorsque les voitures étaient neuves, mais ils sont également plus préoccupés par la puissance du moteur. Après tout, les premières voitures n'avaient que des chevaux à suivre. Désormais, les voitures circulent sur les autoroutes. Les voitures modernes sont également beaucoup plus lourdes que les voitures anciennes, car elles sont bourrées de dispositifs de sécurité et d'accessoires. Les moteurs des voitures d'aujourd'hui ont beaucoup plus de travail à faire. Ils transportent des charges plus lourdes à des vitesses plus rapides.
Même avec leur efficacité accrue, les moteurs d'aujourd'hui sont plus puissants que leurs prédécesseurs - même par rapport à des moteurs qui n'ont que quelques années. En 1983, la Chevrolet Malibu avait un moteur V6 de 3,8 litres développant 110 chevaux. En 2005, il avait un quatre cylindres en ligne de 2,2 litres développant 144 chevaux. La Malibu 2011 a un quatre cylindres de base de 2,4 litres développant 169 chevaux. Les acheteurs peuvent également obtenir un V6 de 3,6 litres développant 252 chevaux. Même si le V-6 de la Malibu 2011 est plus petit que le V-6 offert sur le modèle 1983, il produit 146 chevaux de plus. Même le moteur quatre cylindres actuel de la Malibu développe 59 chevaux de plus que le V6 du modèle de 1983.
Étant donné que les moteurs modernes produisent plus de puissance que les moteurs plus anciens, vous vous attendez à ce qu'ils soient plus gros. Mais si vous regardez l'exemple de la Chevrolet Malibu que nous avons utilisé à la page précédente, vous remarquerez que tandis que la puissance du moteur augmentait, la taille du moteur diminuait.
Le moteur incroyablement rétrécissant des voitures d'aujourd'hui peut être attribué à une efficacité améliorée. Les constructeurs automobiles ont appris qu'il n'est pas nécessaire d'agrandir le moteur pour répondre aux besoins du consommateur d'énergie. Il suffit de faire fonctionner le moteur plus intelligemment. La même technologie qui aide les moteurs modernes à fonctionner plus efficacement signifie également que les moteurs modernes peuvent produire plus de puissance sans avoir besoin d'un ensemble plus volumineux.
Le meilleur exemple en est les camions Ford F-Series. Longtemps le camion le plus vendu (et souvent le véhicule le plus vendu, période) en Amérique, le Ford F-150 2011 est un exemple classique d'un moteur plus petit faisant le même travail qu'un plus gros. Le F-150 2011 est équipé d'un moteur V6 de 3,5 litres en option développant 365 chevaux. Le V8 de 5,0 litres disponible produit 360 chevaux. En règle générale, un plus gros moteur produira toujours plus de puissance qu'un plus petit. Le F-150 a un V-8 de 6,2 litres disponible qui développe 411 chevaux, ce qui fait pratiquement sauter le V-6 de 3,5 litres hors de l'eau. Mais le fait qu'un moteur V-6 puisse rivaliser avec un V-8 plus petit en termes de puissance est assez impressionnant. Alors que les consommateurs réclament une meilleure économie de carburant, attendez-vous à voir des moteurs plus petits faire le travail qui était autrefois réservé aux monstres V-8.
Une différence majeure entre les moteurs de voitures modernes et les moteurs de voitures plus anciennes est que les moteurs de voitures modernes ne fonctionnent pas aussi dur. Dans un vieux moteur V-8, les huit cylindres tournaient, peu importe si la voiture tournait au ralenti ou accélérait aussi vite qu'elle le pouvait. De plus, les huit cylindres recevaient la même quantité de carburant, quel que soit le travail effectué par le moteur à ce moment-là.
Les moteurs d'aujourd'hui disposent d'une technologie qui les rend plus intelligents. La désactivation des cylindres est un système qui permet à certains cylindres d'un moteur de s'arrêter lorsqu'ils ne sont pas nécessaires, comme lorsque la voiture est au ralenti ou en croisière. Lorsque plus de puissance est nécessaire, ces cylindres "se réveillent" et aident. La désactivation des cylindres aide les moteurs à fonctionner plus efficacement, car cela signifie que le moteur utilise uniquement le carburant dont il a besoin et ne prolonge que l'effort requis pour le travail à accomplir.
Le calage et la levée variables des soupapes sont une autre technologie qui aide les moteurs modernes à fonctionner plus intelligemment. Sans ce système, les soupapes du moteur s'ouvrent pendant la même durée et sur la même distance, quelle que soit la force de travail du moteur. Cela gaspille du carburant. Avec le calage et la levée variables des soupapes, les ouvertures des soupapes sont optimisées pour le type de travail effectué par le moteur. Cela permet au moteur de consommer moins de carburant et de travailler plus intelligemment.
Les moteurs modernes disposent de nombreuses technologies qui permettent de consommer moins de carburant tout en produisant plus de puissance que les moteurs plus anciens, mais ils ont une dernière chose que les moteurs plus anciens n'avaient tout simplement pas :des partenaires.
Les moteurs de voiture d'aujourd'hui ne sont pas seulement des réalisations technologiques sophistiquées, ils sont associés à d'autres composants de haute technologie qui les aident à mieux faire leur travail. Une transmission à quatre ou cinq vitesses était autrefois à la fine pointe, mais les moteurs d'aujourd'hui sont associés à des transmissions à sept et même huit vitesses. Plus une transmission a de vitesses, mieux elle est en mesure de s'adapter à la puissance du moteur, ce qui permet à l'ensemble de la transmission de fonctionner plus efficacement. Ou, si huit vitesses ne suffisent pas, les moteurs modernes sont associés à des transmissions à variation continue (CVT). Les CVT ont un nombre infini de rapports de démultiplication, ce qui leur permet de transmettre la puissance du moteur aux roues de la manière la plus efficace possible.
Dans les voitures hybrides, les moteurs modernes sont aidés par des moteurs électriques alimentés par des batteries. Bien que le moteur électrique puisse alimenter la voiture à des vitesses lentes ou faire fonctionner des accessoires lorsque la voiture est arrêtée, il peut également se déclencher pour générer de la puissance supplémentaire lorsque cela est nécessaire, comme lorsqu'une voiture accélère fortement. Avoir un moteur électrique en secours signifie que le moteur de la voiture peut être un peu plus petit et moins puissant, ce qui permet d'économiser du carburant. Dans certains cas, cependant, les constructeurs automobiles associent des moteurs électriques à de gros moteurs puissants pour une meilleure performance.
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