Bon je me lance dans une petite explication, mais c'est juste théorique car on trouvera toujours des cas particuliers.
Comme je l'ai dit plus haut, la puissance c'est le couple multiplié par le régime de rotation.
Donc pour augmenter la puissance, il faut augmenter le couple ou/et le régime de rotation.
Pour être plus clair, je vais déjà parler des moteurs atmo et je finirais par les turbos.
Il y a plusieurs façon d'augmenter le couple: admission ou/et échappement variables, diagramme de distribution...
Mais la façon la plus simple et la plus radicale d'augmenter le couple et d'augmenter la cylindrée.
Il n'y a que 3 façons d'augmenter la cylindrée: Augmentation de la course (distance entre le point mort haut et le point mort bas), augmenter l'alésage (diamètre du piston) et augmenter le nombre de cylindres
L’augmentation de la course a ces limites, car plus la course est longue, plus la vitesse linéaire du piston sera importante et il y a des limites à ne pas dépasser. Les conséquences sont surtout une augmentation des frottements (perte du rendement, échauffement…) et aussi fragilisation des pièces en mouvement du à la vitesse linéaire importante du piston, les accélérations du piston très importantes… Il y a toujours des solutions pour minimiser ces phénomènes comme par exemple des chemises en céramique pour limiter les frottements (on trouve ça sur des gros twin moto). Un exemple sur les motos ou l’on trouve beaucoup de diversités de moteurs. Un R6 (4 cylindres 600cm3) qui tourne à plus de 14000t tr est moins sollicité qu’un gros Vtwin Harley de 1800cm3 qui ne tourne qu’à 5000 tr car la vitesse linéaire du piston est bien plus faible sur la R6.
L’augmentation de l’alésage a aussi ces limites, plus de frottements car surface en contact plus importante, mauvaise combustion du mélange air/essence car chambre de combustion plus grande…
Donc augmenter la cylindrée unitaire n’est pas l’idéal : augmentation du poids de l’ensemble, augmentation du poids des pièces en mouvement donc grande inertie. Augmentation du prix, de la consommation, mauvaise combustion, plus difficile à dépolluer… et j’en passe pas mal.
Augmentation du nombre de cylindres coute très chère et augmente considérablement le poids, la consommation…
L’autre paramètre pour gagner de la puissance et l’augmentation du régime moteur. Mais c’est incompatible de l’augmentation de la cylindrée comme je l’ai dit plus haut essentiellement pour la vitesse linéaire du piston.
Donc ou on fait des moteurs de très grosse cylindrée avec beaucoup de couple mais avec un régime de rotation moyen, on aura quand même de la puissance. C’est par exemple le cas des gros V8 Américain. Ou on fait des petites cylindrées unitaires en augmentant le nombre de cylindres avec un régime de rotation important, on aura aussi de la puissance mais un couple beaucoup plus haut. C’est le cas des moteurs V12 ou aussi des moteurs 4 cylindres sportifs de motos. Mais pour des motos, c’est acceptable car vu le poids, pas besoin d’avoir beaucoup de couple à bas régime. Dans tous les cas, poids important, consommation importante, moteur polluant…
Aujourd’hui, les paramètres les plus importants sont de réduire la consommation donc aussi les rejets de CO2 (directement proportionnel à la consommation), le poids mais aussi dépolluer le plus facilement possible…
La solution miracle est là : le turbo.
Le turbo permet d’augmenter le couple sans augmenter la cylindrée et donc d’avoir de la puissance sans trop augmenter le régime de rotation. Ca permet de réduire la cylindrée unitaire et aussi le nombre de cylindre donc le poids de l’ensemble, le poids des pièces en mouvement, optimiser au mieux la combustion des gaz, optimiser la pollution, optimiser la conso…
Et ce type de moteur n’est pas plus fragile qu’un gros moteur (même le contraire car pièces en mouvement plus légère, vitesse linéaire plus faible, moins de piston…). Seul point ou se sera moins fiable, c’est le turbo mais c’est normal le turbo d’un moteur atmo ne peut pas tomber en panne puisqu’il n’y en a pas ?
Il n’y a pas de mystère, l’avenir est dans ce genre de moteur. Je pense que dans 15 ou 20 ans ou peut-être plus, une GTI aura un moteur de 1000cm3 (voir 800) maxi en 3 cylindres (voir 2) aidé par un moteur électrique et faisant 250 à 300 ch et dans une voiture faisant 700 kg avec une consommation de 2 L/100.
Pour ce qui est des allemands, ils commencent aussi à réduire la cylindrée, ils ont remplacé les V12 par des V8, les V8 par des 6L, les 6L par des 4L… Mais ils continuent à faire des grosses cylindrées essentiellement pour les US et la Chine, mais ça va vite disparaitre.
La BMW I8 a un 3 cylindres 1.5L de 231ch associé avec u moteur électrique de 131ch. Ils sont mêmes en avance sur ce coup là. C’est l’avenir.
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