5 différences entre les moteurs de voitures modernes et les moteurs de voitures plus anciennes | Comment les choses fonctionnent

Galerie d'images de moteurs de voiture La plupart des moteurs de voiture utilisent le même principe de base : la combustion de l'air et du carburant crée une force de rotation qui est utilisée pour déplacer une voiture.  Voir plus de photos de moteurs de voiture.

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’un vieux Ford Model T a beaucoup en commun avec le moteur d’une Ford Fusion 2011, mais il est douteux qu’Alexander Graham Bell sache quoi faire avec un iPhone. Bien que les technologies de communication aient 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 alimentaient les premiers moteurs de voiture sont toujours utilisés, 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, comprenez les bases du fonctionnement d’un moteur de voiture. Fondamentalement, l’essence et l’air sont enflammés dans une chambre appelée cylindre. À l’intérieur du cylindre se trouve un piston qui est déplacé de haut en bas par l’explosion essence/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 transfère 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.

5 : Les moteurs modernes sont plus efficaces

Les moteurs modernes disposent d'un certain nombre de technologies pour les rendre plus efficaces.

Votre moteur à essence standard n’est pas aussi efficace. De toute l’énergie chimique contenue dans l’essence, seulement 15 % environ sont convertis en énergie mécanique qui fait réellement bouger la voiture. L’EPA indique que plus de 17 % de l’énergie est perdue lorsque le moteur tourne au ralenti, et jusqu’à 62 % est perdue dans le moteur en raison de la chaleur et de la friction.

Les moteurs modernes disposent d’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 de les mettre 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 l’arrêt 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.

4 : Les moteurs modernes sont plus puissants

Même avec leur efficacité accrue, les moteurs d'aujourd'hui sont plus puissants que leurs prédécesseurs.

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 premières voitures car elles sont équipées 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 élevées.

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 qui produisait 110 chevaux. En 2005, il avait un quatre cylindres en ligne de 2,2 litres qui produisait 144 chevaux. La Malibu 2011 a un quatre cylindres de base de 2,4 litres qui produit 169 chevaux. Les acheteurs peuvent également obtenir un V6 de 3,6 litres développant 252 chevaux. Bien que le V6 de la Malibu 2011 soit plus petit que le V6 offert sur le modèle de 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.

3 : Les moteurs modernes sont plus petits

Les constructeurs automobiles ont appris qu'il n'est pas nécessaire d'agrandir le moteur pour répondre aux besoins du consommateur d'énergie.

Étant donné que les moteurs modernes fournissent plus de puissance que les moteurs plus anciens, on s’attendrait 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 qu’à mesure que la puissance du moteur augmentait, la puissance 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. Vous avez juste besoin 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 fournir plus de puissance sans avoir besoin d’un ensemble plus gros.

Le meilleur exemple en est les camions Ford de la série F. 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 qui produit 365 chevaux. Le V8 de 5,0 litres livrable développe 360 ​​chevaux. En règle générale, un plus gros moteur produira toujours plus de puissance qu’un plus petit. Le F-150 dispose d’un V-8 de 6,2 litres disponible qui développe 411 chevaux, ce qui souffle à peu près 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 puissance est assez impressionnant. Alors que les consommateurs exigent une meilleure économie de carburant, attendez-vous à ce que des moteurs plus petits fassent le travail autrefois réservé aux monstrueux V-8.

2 : Les moteurs modernes fonctionnent plus intelligemment

La désactivation des cylindres est un système qui permet à certains cylindres d'un moteur d'être désactivés lorsqu'ils ne sont pas nécessaires, par exemple lorsque la voiture est au ralenti ou en croisière.

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 s’allumaient, que la voiture tourne au ralenti ou accélère aussi vite que possible. De plus, les huit cylindres ont reçu la même quantité de carburant, quelle que soit la quantité de travail que le moteur faisait 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 d’être désactivés lorsqu’ils ne sont pas nécessaires, par exemple 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 la tâche 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’ouvriront pendant la même durée et la même distance, quelle que soit la force de travail du moteur. Cela économise 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 aide le moteur à consommer moins de carburant et à travailler plus intelligemment.

1 : Les moteurs modernes ont des partenaires

Dans les voitures hybrides, les moteurs modernes sont assistés par des moteurs électriques alimentés par des batteries.

Les moteurs modernes ont beaucoup de technologie qui aide à utiliser moins de carburant et à produire 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 avancées, ils fonctionnent également avec d’autres composants de haute technologie pour les aider à mieux faire leur travail. Une transmission à quatre ou cinq vitesses était à la fine pointe de la technologie, mais les moteurs d’aujourd’hui sont couplés à des transmissions à sept et même à huit vitesses. Plus une transmission a de vitesses, mieux elle est en mesure de correspondre à la puissance du moteur, ce qui rend l’ensemble de la transmission plus efficace. Ou, si huit vitesses ne suffisent pas, les moteurs modernes sont jumelés à des transmissions à variation continue (CVT). Les CVT ont un nombre infini de rapports de démultiplication, ce qui leur permet de transférer la puissance du moteur aux roues de la manière la plus efficace.

Dans les voitures hybrides, les moteurs modernes sont assistés par des moteurs électriques alimentés par des batteries. Alors que le moteur électrique peut propulser la voiture à basse vitesse ou faire tourner des accessoires lorsque la voiture est à l’arrêt, il peut également intervenir pour générer de la puissance supplémentaire en cas de besoin, par exemple lorsqu’une voiture accélère fortement. Avec un moteur électrique en secours, 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 combinent des moteurs électriques avec de gros moteurs puissants pour améliorer les performances.

Suivez les liens sur la page suivante pour en savoir plus sur les moteurs de voitures modernes et d’autres sujets connexes.

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sources

  • Moteurs généraux. “Archives multimédia Chevrolet Malibu.” (1er juin 2011) http://archives.media.gm.com/division/2003_prodinfo/03_chevrolet/03_malibu/index.html
  • La Barre, Katie. « Essai du Ford F-150 2011. » Voitures de nouvelles américaines. (1er juin 2011) http://usnews.rankingsandreviews.com/cars-trucks/Ford_F-150/
  • Département de l’énergie des États-Unis. “Technologies économes en énergie.” (1er juin 2011) http://www.fueleconomy.gov/feg/tech_adv.shtml