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L’automobile, présente à chaque seconde dans notre vie, est malgré tout un domaine technologique mystérieux et opaque. Pour comprendre son fonctionnement, Ooreka vous dévoile ici quelques-uns des éléments-clés.

Groupe motopropulseur : les caractéristiques du moteur

Le moteur est l'élément fondamental du véhicule. Ses caractéristiques principales de fonctionnement sont définies par :

  • sa puissance, exprimée en kilowatts (kW) ou en chevaux (Ch). La puissance est maximale aux alentours du régime moteur maximum et engendre alors une consommation de carburant importante ;
  • le couple moteur en newtons-mètres (N.m). Il est en général lié à une combustion optimum et est maximal entre un tiers et la moitié du régime maximum ; il est alors synonyme de rendement maximum, donc de consommation de carburant réduite.
  • le rendement moteur : comme dit précédemment, il est optimal lorsque le couple est maximal. C'est le rapport entre l'énergie potentielle du carburant injecté dans le moteur et l'énergie effective transformée en énergie mécanique pour mouvoir le véhicule. Il est de plus ou moins 30 % (sur 10 litres d'essence injectée dans le moteur, seuls trois litres servent à faire avancer la voiture, le reste étant dissipé en chaleur ou en gaz d'échappement).

Différence entre moteur thermique et électrique

Il existe 2 sources d'énergie permettant de faire fonctionner un moteur :

  • l'énergie thermique concerne la majorité des moteurs des véhicules actuels en circulation. Ce système transforme l'énergie chimique (oxygène de l’air + carburant) en énergie calorifique (combustion dans le moteur), elle-même transformée en force pressante pour mouvoir le piston moteur, qui transmet le mouvement jusqu’aux roues.
  • l'énergie électrique : c’est l’avenir de l’automobile ; aujourd'hui, plusieurs technologies sont étudiées pour fournir cette énergie qui alimente le moteur électrique de la voiture : hydrogène, supercondensateurs, et actuellement la plus aboutie, l’alimentation électrique par batteries. Ces batteries se déchargent en phase d'accélération et se rechargent lors de phases de freinage, permettant de transformer l’énergie cinétique de la voiture en énergie électrique.
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Transmission de la voiture : les types de boîtes de vitesse

La boîte de vitesses :

  • présente sur les véhicules thermiques, c’est un organe de transmission nécessaire à cause de la plage utile limitée du régime moteur.
  • est associée à un embrayage qui permet l'accouplement progressif du moteur et et de l’arbre d’entrée (arbre primaire) de la boîte de vitesses, afin de transmettre le couple et la vitesse de rotation des roues nécessaires à la mise en mouvement du véhicule.

Il existe 4 types de boîtes de vitesses :

Les différents types de boîtes de vitesse
Boîte de vitesses manuelle Les rapports de couple et de vitesse, ainsi que la marche arrière sont sélectionnés par le levier de vitesses actionné par le conducteur qui doit en même temps débrayer.
Boîte de vitesses automatique

Elle ne nécessite pas l'intervention du conducteur, le changement de rapports étant effectué par un système automatisé hydraulique.

Boîte robotisée
  • dispositif qui peut être soit commandé par le conducteur, soit géré par un boîtier de gestion électronique.
  • en mode automatique, ce dernier commande les actionneurs d’embrayage et de passage de vitesses pour auto-adapter les rapports suivant les conditions de circulation.
Boîte de vitesses à variation continue (CVT)
  • Constituée de 2 poulies reliées par une courroie, elle est gérée par un calculateur électronique.
  • Elle offre au conducteur la possibilité d'être utilisée en mode automatique ou en mode manuel.

Les organes de freinage

Chaque véhicule est constitué d'un système de freinage permettant de stopper et d'immobiliser le véhicule. On distingue différents éléments :

LE SYSTÈME DE FREINAGE D'UNE VOITURE
Frein de service

c’est un système hydraulique : actionné par la pédale de frein, il reçoit une pression sur une pompe de frein (maître-cylindre) qui active les récepteurs aux roues ; deux systèmes différents peuvent équiper celles-ci : 

  • Les systèmes à tambours : dispositif composé de mâchoires munies de garnitures qui se compriment sur la partie interne d’un tambour par roue pour freiner le véhicule.
  • Les disques – plaquettes : ce système remplaçant progressivement les tambours, les plaquettes pressent de chaque côté les disques pour freiner le véhicule (transformer l’énergie cinétique de la voiture en énergie calorifique).
Frein de stationnement
  • Utilisé pour immobiliser le véhicule lorsqu'il est hors circulation ou pour des démarrages en côte.
  • Conçu pour bloquer les roues du véhicule à l'arrêt.
  • Actionné par le conducteur à l'aide d'une poignée généralement située entre les 2 sièges avant. C’est un système mécanique (généralement par câbles), même s’il peut être assisté électriquement.
  L'AIDE AU FREINAGE
Antiblocage de roues (ABS)
  • Système de sécurité active à gestion électronique, qui en cas de freinage d’urgence, empêche le blocage des roues, et donc permet de conserver la maîtrise directionnelle du véhicule.
  • Il agit par des actions de freinage en impulsions successives.

Direction du véhicule : assistée, électrique, hydraulique...

La direction d'un véhicule est assurée par un ensemble d'organes. Pour diriger le véhicule aisément, celui-ci est équipé d'un volant commandé par le conducteur. Autrefois en prise directe avec les roues, l’effort pour diriger les roues et manœuvrer est aujourd’hui réduit grâce à la direction assistée.

Il existe plusieurs types de directions :

  • direction hydraulique : composée d’une pompe hydraulique entraînée par le moteur, et d’un vérin d’assistance, elle réduit l’effort du conducteur ;
  • direction électrique : gérée par un moteur électrique, qui commande la barre de direction ;
  • direction électrohydraulique : un moteur électrique entraîne la pompe hydraulique, qui agit sur le vérin d’assistance ;
  • direction variable : peut être à la fois hydraulique et électrique, suivant les modèles des véhicules.

Les trains roulants : les éléments de suspension

Les suspensions sont situées à l'extrémité des essieux. Elles permettent de réduire les vibrations dues aux imperfections de la chaussée, augmenter le confort et la tenue de route.

Il existe différents types de suspensions.

Suspensions : les deux types
À ressorts

Il s'agit de ressorts hélicoïdaux, les suspensions les plus courantes étant les suspensions MacPherson

Barre de torsion

Se présente sous forme d'une barre d'acier reliée à ses extrémités au châssis et aux bras de suspension ; l’élasticité est assurée par le vrillage ou torsion de la barre métallique

À suspensions pneumatiques Un gaz (air ou azote) est associé un liquide sous pression pour assurer l’élasticité du système  (utilisé sur les modèles haut de gamme de Citroën et des grosses limousines de luxe).
 À lames

À ressorts à lames constitués de plusieurs lames superposées et de longueurs différentes (utilisées surtout pour les véhicules utilitaires)

Il existe trois types de ressorts à lames :

  • les lames à extrémités paraboliques,
  • les lames droites,
  • les lames trapézoïdales
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Pièces mécaniques

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Moteur et courroies

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