Qu'est-ce que le rendement d'un moteur ?
Vous vous demandez quel est le rendement d’un moteur ? Grâce au carburant, le moteur d’une voiture transforme l’énergie chimique en énergie mécanique pour permettre au véhicule d’avancer. Cette transformation varie selon le type de moteur : thermique ou électrique. Découvrez sur Aramisauto, toutes les spécificités du rendement d’un moteur.
Sommaire :
- Qu’est-ce que le rendement d’un moteur thermique ?
- Le rendement des moteurs diesel
- Le rendement des moteurs à essence
- Qu’est-ce que le rendement d’un moteur électrique
- Le moteur électrique synchrone
- Le moteur électrique asynchrone
Qu’est-ce que le rendement d’un moteur thermique ?
La définition du rendement
Le moteur permet de transformer l’énergie chimique, reçue grâce au carburant, en énergie mécanique. Le rendement d’un moteur, c’est l’efficacité de la conversion en énergie mécanique. Pour le calculer : le rendement est égal à la puissance utile, divisée par la puissance absorbée. C’est donc le rapport de la puissance sortante sur la puissance entrante. La perte obtenue correspond au rendement. Évidemment, plus cette perte est faible, plus le rendement est efficace.
Le rendement des moteurs à essence
Durant le cycle moteur, à quatre temps pour les motorisations essence, les gaz vont agir sur le piston. Une énergie mécanique est ainsi échangée entre le piston du moteur et les gaz. Or, toute la chaleur fournie par la combustion n’est pas transformée en puissance mécanique. Pour pouvoir procurer cette énergie, une partie de la chaleur liée à la combustion est transférée dans l’atmosphère. Ces pertes sont inévitables dans le fonctionnement d’un moteur thermique. Le rapport entre la puissance chimique présente dans le carburant et la puissance effective donnent le rendement effectif.
Actuellement, le rendement d’un véhicule essence est à environ 37, 38 % maximum.
Le rendement des moteurs diesel
Lors de la fin du cycle de compression, ce n’est pas le contrôle précis de la masse d’air qui pénètre dans le cylindre, mais c’est la quantité de gazole injectée qui règle la puissance des moteurs diesel. Pour une motorisation diesel, le rendement des véhicules est entre 42 et 43 %.
Comment améliorer le rendement des voitures thermiques ?
Nous constatons, cette dernière décennie, une tendance chez les constructeurs automobiles. Il s’agit de réduire la cylindrée des moteurs, grâce à, entre autres, des turbocompresseurs. Cela a un nom : le downsizing. Cela permet d’améliorer le rendement, tout en baissant la consommation. Les boîtes de vitesses automatiques à plus de sept rapports contribuent également à obtenir de meilleurs résultats, tout comme l’allègement de la charge des voitures. Une autre technique utilisée est l’emploi de matériaux de très bonne qualité. Il faut également diminuer les frottements des différentes pièces du véhicule. Idéalement, les constructeurs devraient pouvoir arriver à un résultat de 60 %.
Qu’est-ce que le rendement d’un moteur électrique
La notion de rendement pour les véhicules électriques
D’un point de vue mathématique, en divisant la quantité d’énergie utile par la quantité d’énergie consommée au départ, nous obtenons le rendement des moteurs électriques.
Dans les faits, différents critères sont ajoutés par les constructeurs. Un test est effectué sur les conditions de charge des batteries, ainsi que sur leur efficacité, pour comprendre combien d’énergie est injectée dans la voiture. Ensuite, l’automobile est évaluée sur sa vitesse moyenne et sa récupération. Enfin, elle roule sur des trajets similaires à ceux effectués quotidiennement. Ainsi, avec les résultats obtenus, les ingénieurs peuvent savoir combien de kilomètres il est possible de parcourir avec une seule recharge.
Encore une fois, le but est d’augmenter le rendement pour éviter au maximum les pertes d’énergie. À puissance égale, le rendement des voitures électriques est 3 à 4 fois supérieur à celui des voitures thermiques.
Le moteur électrique synchrone
Pour procurer de la puissance électrique au moteur, et faire avancer une voiture électrique, le courant délivré par la batterie se transforme en un champ électromagnétique. Quand il tourne, ce champ entraîne dans son mouvement un rotor. Ce dernier entraîne la traction. Deux types de technologie produisent ce champ électromagnétique : les moteurs synchrones et asynchrones.
Pour le moteur synchrone, l’électricité produite par la batterie va traverser le stator. Cette pièce statique a pour effet de la transformer en champ électromagnétique. Grâce à ce champ, le rotor va se mettre à tourner sur lui-même. La vitesse de rotation et la fréquence du courant électrique seront proportionnelles. C’est le système le plus fréquent sur les voitures actuelles.
Le moteur électrique asynchrone
Ici, il n’y a pas de proportionnalité entre le fonctionnement du rotor et celui du stator. Ce dernier attire le rotor en mouvement avec un petit décalage. La vitesse du champ magnétique qui tourne sera toujours plus élevée que celle du rotor. Son rendement est donc environ 10 % inférieur au moteur électrique synchrone.
Vous l’aurez compris, le rendement du moteur peut être un excellent critère pour vous aider à choisir votre prochaine voiture. Sur Aramisauto, vous trouverez une sélection de voitures électriques et hybrides. Ces deux types de véhicules ont les meilleurs taux de rendement sur le marché de l’automobile !