Les caractéristiques des moteurs modernes ont
considérablement évolué. Actuellement, le couple reste généralement élevé à un
régime de rotation très bas.
On constate des plages de régime à couple constant ou bien à puissance constante beaucoup plus étendues.
La plage d’utilisation du moteur, située entre le régime de couple maximal et le régime de puissance maximale offre une plus grande superficie. Le moteur est susceptible d’être utilisé à des régimes de rotation beaucoup plus bas qu’auparavant.
La connaissance des courbes caractéristiques revêt une plus grande importance dans la mesure où l’on désire travailler à des consommations raisonnées.
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| Parfois le calculateur du moteur possède, en mémoire, plusieurs régimes de ralenti qui permettent de l’augmenter automatiquement lorsque, par exemple, la climatisation est activée, en cas d’utilisation d’un équipement hydraulique… |
Dans cet exemple, le régime maximal à vide est fixé à 2400 tr·min-1. Le couple ne varie que de 1,5 daN·m entre 1140 tr.min-1 et 1850 tr·min-1 . La plage de couple constant s’étend donc sur 710 tr·min-1.La plage d’utilisation du moteur est comprise entre 1140 tr·min-1 et 2010 tr·min-1 soit 870 tr·min-1.
À partir du régime nominal, la
consommation spécifique augmente dans des proportions très importantes. Il est
donc fortement déconseillé d’utiliser le moteur dans cette zone.
Les consommations spécifiques minimales se situent entre 1140 tr·min-1 et 1340 tr·min-1. Le moteur développe dans cette plage une puissance comprise entre 55 et 65 chevaux pour un potentiel maximal de 90 chevaux.
Les progrès en matière d'électronique embarquée, ont permis de mieux maitriser l'allure des courbes caractéristiques. Le rendement des moteurs s'est amélioré bien qu'il ait été fortement pénalisé par la mise en œuvre des normes antipollution.
Ce qui n'a pas changé c'est le fait que les moteurs
thermiques ont un rendement d'autant plus important que leur charge est élevée.
C'est-à-dire qu'ils doivent être utilisés dans une zone de régime de rotation
qui corresponde au couple maximal disponible.
L'apparition de
moteurs qui possèdent des courbes dotées de plages d'utilisation à couple
constant ou bien à puissance constante déconcerte les utilisateurs.
La tentation de rétrograder lorsque le régime de rotation diminue est grande, c'est pourtant une erreur de conduite. Elle se traduit par une augmentation de la consommation, puisque lorsque la fréquence de rotation s'accroit le rendement diminue.
Le premier conseil que l'on peut prodiguer à un futur acheteur consiste à lui suggérer d'étudier minutieusement les caractéristiques techniques du moteur.
Pour des travaux nécessitant de la puissance, il peut être intéressant de privilégier un moteur qui possède une plage de puissance constante relativement étendue.
L'important est d'attendre d'avoisiner le régime de
rotation à partir duquel la puissance diminue avant de rétrograder. Une telle
conduite suppose que l'on connaisse l'allure des courbes du moteur que l'on
utilise.
En matière de conduite, les sensations, surtout auditives, sont mauvaises conseillères.
A puissance égale, il ne faut pas changer de rapport si le
régime de rotation du moteur diminue. En effet, rétrograder n'apporte rien en
ce qui concerne la vitesse d'avancement mais pénalise la consommation.
Nombre d'agriculteurs réclament à leur concessionnaire le
passage au banc de leur tracteur pensant qu'il manque de puissance, pour une
simple question de ressenti.
Une boîte de vitesses est intimement liée à un moteur, la conception et l'étagement de la boîte est directement dépendante des courbes caractéristiques du moteur. Plus le régime de couple maximal est à un régime de rotation bas et plus la plage d'utilisation du moteur est étendue.
La plage d'utilisation d'un moteur :
Bon nombre de compte rendus d'essais font état d'interprétations pour le moins fantaisistes. Les repères qui permettent d'analyser les courbes caractéristiques des moteurs sont observés dans l'ordre qui doit être celui du déroulement de l'essai.
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Les points de fonctionnement caractéristiques permettent de déterminer la surface à l'intérieur de laquelle il convient d'utiliser le moteur. |
Les régimes de rotation caractéristiques :
Le régime maximal à vide : en l'absence de couple, le moteur, à ce régime, ne délivre aucune puissance.
Le régime nominal ou de puissance maximale : c'est le premier point de puissance maximale qui apparaît lorsque l'on applique un couple résistant.
Le régime de couple maximal : c'est le point culminant de la courbe avant qu'elle ne s'infléchisse vers le régime de ralenti.
Le régime de ralenti : contrairement au moteur électrique, un moteur thermique ne délivre pas de couple en l'absence de régime de rotation. Le ralenti est donc nécessaire comme point de départ pour animer le déplacement d'un engin et continuer d’entraîner certains équipements. Le régime de ralenti se caractérise, comme le régime maximal à vide, par un très mauvais rendement.
La surface d'utilisation
Les limites théoriques qui fixent la plage d'utilisation d'un moteur sont constituées par le régime du couple maximal et par le régime de puissance maximale.
Le moteur travaille à l'intérieur
de cette surface.
En dessous du régime de couple maximal, le moteur risque de
caler si le couple résistant augmente. Dans cette plage de fréquence de
rotation le rendement du moteur se dégrade et la consommation spécifique
augmente fortement.
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Un moteur est souvent utilisé à charge partielle, en fonction du régime de rotation, le point d’utilisation du moteur se situe dans ce cas, à l’intérieur de la surface bleue. |
Au-dessus du régime nominal (ou de puissance maximale) on se situe dans la zone de régulation de la pompe d'injection où, d'une part la puissance diminue, et d'autre part la consommation augmente dans des proportions prohibitives.
Dans cette surface, il ne peut pas y avoir de point de repère comme il est parfois abusivement mentionné. Dans cette zone, on constate aisément qu'il est déraisonnable d'utiliser le moteur. Son rendement diminue fortement. Il est impératif de préférer, à puissance équivalente, un régime moins élevé.
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Les moteurs actuels possèdent des courbes aux caractéristiques moins marquées qu'au paravent. En effet, les plages de couple constant et de puissance constante gomment les repères. La courbe de consommation spécifique permet de se situer sans ambiguïté car elle révèle clairement les balises nécessaires à l'utilisateur. |
Des repères pour l'utilisateur
Si l'on souhaite
privilégier la consommation, la boîte de vitesses doit permettre de travailler
dans une zone de régime de rotation qui autorise un couple élevé.
A puissance équivalente, le moteur fonctionne dans des
zones ou la consommation spécifique est très différente. Il est nécessaire de
veiller à ce que le moteur soit utilisé dans une plage de rendement optimal.
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À charge partielle, la même puissance peut être obtenue à des régimes de rotation distincts. Quel que soit le travail effectué, il est possible d’utiliser le moteur dans une plage de consommation raisonnée. |
Placer des repères entre le régime nominal et le régime maximal à vide comme on peut parfois le constater n'a pas de sens puisque cette surface de travail est absolument à éviter en raison du très mauvais rendement du moteur.
La réserve de couple a longtemps servi de caractéristique
pour commenter les performances d'un moteur.
Il se trouve qu'une réserve de couple importante induit
souvent une courbe de consommation spécifique qui reflète un mauvais rendement
du moteur, ce qui est loin d'être un avantage.
Les moteurs qui ont une large plage de fonctionnement à
couple constant ont théoriquement une réserve de couple très faible, ils sont
pourtant plus performants.
Pour être
en mesure d'annoncer une réserve de couple importante on voit apparaître des
calculs pour le moins hasardeux effectués à partir de points pris dans la zone
de régulation, ce qui ne présente aucun intérêt, si ce n'est celui de brouiller
le message envoyé à l'utilisateur.
