C’est partout. C’est affiché sur les publicités télévisées, crié lors des rassemblements automobiles et même giflé sur le côté d’une tondeuse à gazon. puissance. C’est le numéro que tout le monde poursuit. Mais savez-vous vraiment ce que cela signifie ? Si vous demandez quelle puissance génère un vrai cheval, vous constaterez que la réponse est loin de ce que vous imaginez.
James Watt et l’héritage de la machine à vapeur
Ce terme n’est pas sorti de nulle part. Le nom vient de James Watt, un ingénieur écossais qui a vécu de 1736 à 1819. Même si vous connaissez peut-être son nom grâce à vos ampoules (les ampoules de 60 watts étaient un article domestique standard), sa véritable renommée était d’améliorer l’efficacité des machines à vapeur. Il lui fallait un moyen de vendre ses meilleurs moteurs. Angle marketing ? Comparez-les à la seule chose, la seule chose que les humains peuvent comprendre.
Calcul de 33 000 pi-lb
Alors, quelle est la puissance d’un cheval ? Techniquement, une puissance équivaut à 33 000 pieds-livres de travail par minute. C’est la définition officielle. Mais d’où vient ce chiffre étrange ?
Watt observait des poneys travaillant dans les mines. Ce ne sont pas des chevaux de course. C’étaient des poneys de travail. Il a calculé qu’un cheval de trait pouvait soulever 22 000 pieds-livres par minute. C’est un travail solide. Cependant, s’il vendait des moteurs à cette cote, les gens pourraient penser que le moteur est faible par rapport à l’animal.
Alors il l’a augmenté. Il a ajouté 50 pour cent.
22 000 fois 1,5 fait 33 000.
C’est ainsi que la référence a été fixée. Il ne s’agit pas d’une mesure scientifique de la puissance maximale d’un cheval. Il s’agissait d’une stratégie marketing visant à donner à la machine à vapeur une apparence puissante. Les vrais chevaux peuvent produire beaucoup plus de puissance en peu de temps. Mais qu’en est-il du travail soutenu sur une journée ? Les chiffres de Watt sont une valeur sûre.
Pourquoi les passionnés sont obsédés par le nombre
Les automobilistes adorent cette statistique car elle est quantifiable. C’est le nombre qui promet de la rapidité. Mais ce n’est pas tout. Le couple est important. Les rapports de démultiplication comptent. Le poids est important. Mais la puissance reste toujours la vedette. Il s’agit d’une métrique simple. Il s’agit d’un autocollant sur la tondeuse à gazon.
Est-ce que cela vous dit tout sur la conduite de votre voiture ? Non, mais cela vous indique à quel point le moteur travaille dur. Dans un monde régi par les spécifications, cela suffit.
“La puissance est une unité de puissance égale à 33 000 pieds-livres par minute.”
L’origine est claire. Le calcul est simple. Le reste n’est que du bruit. Ou est-ce ?
Cette unité de mesure arbitraire existe depuis des siècles. Tout a commencé avec une machine à vapeur. Maintenant, c’est dans votre voiture. Également dans votre tondeuse à gazon. Parfois même un aspirateur.
Les machines à vapeur appartiennent pratiquement au passé. cependant, les lois de la physique ne le sont pas. Ceux-ci fonctionnent sur tous les moteurs de la planète. En raison de cette cohérence, la puissance reste une mesure utile.
Considérez l’image originale. Les chevaux de trait extraient le charbon de la mine. Un cheval-vapeur signifie qu’un cheval lève une jambe et 33 000 livres par minute. Ou 33 livres par 1 000 pieds par minute. Ou 1 000 livres 33 pieds en une minute. Il s’agit d’un taux de travail fixe.
La puissance peut être facilement convertie en d’autres unités.
1 cheval-vapeur équivaut à 746 watts. Imaginez un cheval sur un tapis roulant. Il fait fonctionner un générateur. La puissance est constante de 746 watts.
Une puissance équivaut à 2 545 BTU par heure. Unité thermique britannique. Le radiateur électrique fonctionne à 746 watts pendant 60 minutes. Vous obtenez 2 545 BTU. Un BTU chauffe 1 livre d’eau de 1 degré Fahrenheit.
1 BTU équivaut à 1 055 joules. Soit 252 grammes-calories. Soit 0,252 calories alimentaires. Si un cheval fonctionnait à 100 % d’efficacité, il brûle 641 calories par heure.
Certains pays utilisent la puissance métrique. C’est un peu différent. C’est la force nécessaire pour soulever un objet pesant 75 kg à une hauteur de 1 mètre en une seconde. Une puissance métrique équivaut à environ 98,6 % de la puissance standard.
Mesurer la puissance avec un dynamomètre
Les ingénieurs doivent mesurer cette puissance. Ils utilisent un dynamomètre. L’appareil charge le moteur. Il mesure la puissance produite par le moteur face à cette charge.
En théorie, cela fonctionne comme ça. Démarrez le moteur de la voiture. Mettez-le au neutre. Mettez l’accélérateur au sol. Le moteur tourne trop vite. Il a explosé. Les résultats n’étaient pas bons.
Le dynamomètre empêche l’explosion. Il applique une charge à un moteur au sol. Mesurez la charge supportée par le moteur à différentes vitesses.
Accrochez un moteur à un banc d’essai. Planchez-le. Cette machine offre suffisamment de résistance pour maintenir le moteur en rotation à 7 000 tr/min. Enregistrez la charge.
Ajoutez une charge. Réduisez la vitesse à 6 500 tr/min. Enregistrez la charge.
Réduisez à 6000 tr/min. Enregistrez-le.
Vous pouvez commencer avec une petite somme. 500 tr/min. 1000 tr/min. Progressez. Cela donne le profil de puissance total du moteur.
Un dynamomètre mesure en fait le couple en livres-pieds. Pour obtenir de la puissance, multipliez le couple par le régime et divisez par 5 252.
Graphique de la puissance
Tracez la puissance moyenne et le régime. Une courbe se forme. C’est la courbe de puissance de ce moteur
Les moteurs de performance sont différents. Prenons par exemple le moteur biturbo Mitsubishi 3000GT. Le moteur de 300 chevaux présente une courbe unique.
Ce diagramme décrit une histoire simple. Tous les moteurs ont un plafond. A une certaine vitesse, la puissance atteint son maximum. Avant cela, ça grimpe. Après, ça tombe. Il existe également une valeur de couple maximale, située à un régime différent.
Les passionnés d’automobile le voient tout le temps dans les brochures et les critiques de magazines. Prenons par exemple la Shelby Series 1 de 1999. Les spécifications indiquent “320 ch à 6 500 tr/min, 290 lb-pi de couple à 5 000 tr/min”. Les chiffres sont différents. Différents points sur la courbe.
Quand quelqu’un fait l’éloge d’un moteur pour avoir « beaucoup de couple à bas régime », il parle de l’endroit où se produit le pic. Lorsque le couple maximal est généré à bas régime, comme par exemple 2 000 ou 3 000 tr/min, vous pouvez sentir la réaction du moteur à l’arrêt. Vous n’avez pas besoin de crier pour bouger.
Changer de vitesse pour augmenter la vitesse
Regardons à nouveau la courbe de puissance. Le point culminant est celui où le moteur produit le plus de puissance. Si vous souhaitez accélérer fort, vous devez maintenir le moteur proche de son maximum.
C’est la raison mécanique du rétrogradage. Lorsque vous rétrogradez, le régime moteur augmente. Déplacez le pointeur vers la droite sur l’échelle RPM. Idéalement, atterrissez à proximité de la puissance maximale. Il ne s’agit pas seulement du bruit. Placez le moteur de manière à ce que la puissance maximale soit transmise aux roues.
Définir le virage
En termes simples, le couple est une force de rotation. La visualisation est plus facile avec des outils qu’avec des mathématiques.
Pensez à une clé à douille avec une poignée de 2 pieds. Si vous abaissez la tête avec une force de 50 livres, le boulon sera serré à 100 lb-pi. (50 fois 2 font 100).
Vous pouvez obtenir la même rotation de 100 livres par pied d’une autre manière. Utilisez-vous une poignée de 10 pieds ? Vous n’avez besoin que de 10 livres de force. Utiliser une poignée à un pied ? Vous devez pousser avec 100 livres. Le résultat est le même. Les efforts changent. La distance change. Le produit reste le même.
Des machines à vapeur aux voitures performantes
La voiture peut mériter le label « haute performance » non seulement pour sa puissance élevée, mais aussi pour son faible poids. La physique est simple. Une masse plus importante nécessite plus de force pour la déplacer. Si la puissance est fixe, la seule façon de maximiser l’accélération est de réduire le poids.
Voir les détails. Les chiffres ne mentent pas.
| Modèle | HP pic | Poids (lbs) | Rapport puissance/poids | 0-60 mph (s) | Prix |
|---|---|---|---|---|---|
| Dodge Vipère | 450 | 3 320 | 0,136 | 4.1 | |
| Ferrari 355 F1 | 375 | 2 975 | 0,126 | 4.6 | |
| Shelby Série 1 | 320 | 2 650 | 0,121 | 4.4 | 4.4 |
| Lotus Esprit V8 | 350 | 3 045 | 0,115 | 4.4 | 4.4 |
| Chevrolet Corvette | 345 | 3 245 | 0,106 | 4.8 | |
| Porsche Carrera | 300 | 2 900 | 0,103 | 5.0 | |
| Mitsubishi 3000GT TT | 320 | 3 740 | 0,086 | 5.8 | |
| Ford Escort (faible performance) | 110 | 2 470 | 0,045 | 10.9 | 10.9 |
La corrélation entre le rapport puissance/poids et le temps de 0 à 60 mph est très claire. Généralement, un ratio plus élevé signifie une voiture plus rapide. Envie d’aller vite ? Gardez la puissance élevée et le poids faible. Commencez par vider le coffre.
Comment mesurer et définir la puissance du moteur
D’où vient ce mot ? James Watt a inventé le terme pour désigner la vente de machines à vapeur. Il voyait des poneys transporter du charbon dans les mines et voulait des indicateurs pertinents. En quoi la puissance d’un poney diffère-t-elle de celle d’une machine à vapeur ?
Vous avez besoin d’un dynamomètre pour le calculer. C’est l’appareil qui charge le moteur. Il mesure avec précision la puissance qu’un moteur peut produire face à sa résistance.
Selon l’estimation originale de Watt, une puissance en chevaux équivalait à 33 000 pieds-livres de travail par minute. La puissance du moteur évalue spécifiquement les performances du moteur à combustion interne d’une voiture. Pourquoi est-ce important ? Parce que les voitures hautes performances reposent sur cette mesure spécifique. Plus de puissance avec un poids minimal pour une accélération maximale.
