La plupart des gens ont une idée de la puissance d'un moteur, mais ne savent pas exactement ce que représente le couple. En fait, de nombreuses voitures qui se sentent puissantes présentent les effets d'un couple élevé plutôt que d'une puissance de sortie élevée.
Mesurer le couple et la puissance du moteur
Un moteur qui produit beaucoup de couple sur une large plage de régimes moteur sera relaxant à conduire car moins de changements de vitesse sont nécessaires :le couple moteur est souvent suffisant pour accélérer la voiture sans rétrograder. À des vitesses de croisière, un moteur de lorquey n'aura pas besoin de tourner très rapidement car il peut tirer à des vitesses élevées, ce qui permet de faire de bonnes économies.
Les moteurs qui produisent beaucoup de puissance pour leur taille ne produisent généralement pas autant de couple, et le couple qui existe est souvent produit à des régimes moteur plus élevés. Il est également probable que le moteur produira un couple et une puissance utilisables sur une plus petite plage de régimes moteur ; cette "bande de puissance" étroite rend le moteur moins adapté qu'un moteur coupleux ou "paresseux" pour des travaux tels que le remorquage, et la voiture sera moins relaxante à conduire.
Un petit moteur de voiture familiale assez typique produit, disons, 60 ch (puissance au frein) à 5 000 tr/min. Le même moteur peut être réglé ou modifié pour donner 80 ch à 6 000 tr/min. Mais bien que la puissance soit supérieure, le couple maximal peut en fait être inférieur, ainsi que survenir à un régime moteur plus élevé. Il y aura moins de couple à bas et moyen régimes.
En d'autres termes, même si une voiture avec le moteur réglé aurait une vitesse maximale plus élevée, elle n'accélérerait mieux que si la boîte de vitesses était utilisée à fond pour maintenir la vitesse du moteur, en supposant que l'engrenage restait le même.
En pratique, la voiture hautement réglée devrait presque certainement être équipée de vitesses différentes pour rester maniable - les vitesses devraient être plus rapprochées et le rapport global légèrement inférieur.
La procédure habituelle de test du moteur consiste à faire fonctionner l'unité sur un ordynamomètre de "frein" qui mesure le couple sur une large plage de vitesses en déterminant l'effort de freinage nécessaire pour maintenir le moteur à une vitesse constante à plein régime.
Le couple multiplié par le régime moteur donne alors la puissance de sortie, appelée puissance de freinage (ch). La puissance ainsi mesurée, moteur au banc d'essai, est exprimée en puissance au volant.
Il est possible de faire rouler la voiture sur un dynamomètre "route roulante" pour mesurer la puissance de sortie aux roues motrices à la place. C'est moins que la puissance au volant d'inertie en raison des pertes par frottement dans le système de transmission de la voiture, mais cela donne une idée plus réaliste des performances de la voiture car cela montre la quantité de puissance qui atteint la route.
Chaque concepteur de moteur doit garder à l'esprit l'équilibre entre la puissance et le couple. Il pourrait même déplacer un peu l'équilibre de la puissance vers le couple si suffisamment de conducteurs comprenaient l'importance du couple et la généralisation selon laquelle la puissance par rapport à la traînée aérodynamique détermine la vitesse maximale, mais le couple par rapport au poids détermine l'accélération.
Au fur et à mesure que la voiture accélère, des forces autres que le poids, telles que la traînée aérodynamique, la résistance au roulement des pneus et la friction dans le moteur et la transmission, agissent sur elle pour tenter de résister à cette accélération. À une certaine vitesse, ces forces de traînée sont égales à la force motrice ou au couple de la voiture, et il ne reste plus de puissance excédentaire pour une accélération supplémentaire.
Les changements d'engrenage sont importants pour la puissance et le couple, car les engrenages agissent comme des multiplicateurs de couple.
Si la première vitesse a un rapport de 3:1, elle multiplie par trois le couple de sortie du moteur lors de sa transmission à la transmission finale. De même, le rapport de démultiplication final, généralement d'environ 3,5:1, multiplie à nouveau le couple de la boîte de vitesses d'autant.
Ainsi, en première vitesse, le couple délivré aux roues motrices peut être environ dix fois supérieur au couple de sortie du moteur, tandis que la vitesse de rotation aura diminué d'un facteur similaire. Cette démultiplication est nécessaire car l'un des principaux inconvénients d'un moteur à pistons est son faible couple à bas régime.
La quantité de puissance développée par un moteur peut être mesurée sur un dynamomètre et les résultats tracés sur un graphique. Voici les courbes typiques d'un moteur dans ce qu'un syntoniseur de moteur appellerait les états "réglage de la route" et "réglage de la route rapide".
Le réglage de la route (à droite) est le compromis entre puissance/couple et économie de carburant qu'un constructeur automobile intègre dans un moteur de voiture typique lors de sa conception.
Un moteur de réglage rapide de la route (à l'extrême droite) sacrifie une certaine économie de carburant pour une puissance accrue. La quantité de couple est globalement légèrement inférieure et le couple maximal se produit à des régimes plus élevés. Un tel moteur développe plus de puissance haut de gamme, ce qui donnerait une vitesse de pointe plus élevée, mais son couple global réduit nécessite des régimes plus élevés pour la même puissance et plus de changements de vitesse - une conduite moins "paresseuse".
