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Comment fonctionne le moteur d’une voiture ?

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Le moteur est l’organe principal et central de la voiture. Pour résumer, il est comme le cœur du véhicule : il produit l’énergie nécessaire à son fonctionnement. Voici quelques notions pour mieux comprendre le fonctionnement du moteur d’une voiture. On dissocie le moteur thermique et électrique.

Retrouvez tous les cours sur la mécanique de la voiture juste ici.

Fonctionnement du moteur thermique d’une voiture

Dans le cas d’un moteur thermique de voiture, le fonctionnement est basé sur la transformation d’une combustion, dégageant énormément de chaleur, en énergie mécanique. On parle aussi de moteur à combustion ou à explosion.

Un fonctionnement en quatre temps

Le moteur thermique d’une voiture fonctionne en quatre étapes. On dit donc qu’il s’agit d’un moteur à quatre temps.

Dans le moteur sont creusés des cylindres et à l’intérieur de chaque cylindre se trouve un piston.

  1. Les pistons descendent, aspirant du carburant et de l’air.
  2. En remontant, tout ce mélange est comprimé dans les cylindres.
  3. Arrivé en butée haute, il se produit une combustion de ce mélange grâce à une étincelle. Cette explosion renvoie alors les pistons vers le bas.
  4. Les pistons remonteront à nouveau pour pousser les gaz d’échappement vers l’extérieur du moteur. Le cycle recommencera alors de zéro.

Ce mouvement de va et vient fait tourner un axe qui sort du moteur pour aller jusqu’aux roues. Voici donc comment le moteur thermique d’une voiture permet son fonctionnement.

fonctionnement du moteur de voiture : le moteur thermique
Les quatre temps du cycle de fonctionnement d’un moteur thermique.

Le fonctionnement du moteur commandé par la pédale d’accélérateur

La pédale d’accélérateur est la commande du moteur. Elle est située sous le volant à droite et doit être actionnée avec le pied droit. Cela permet au conducteur de réguler le fonctionnement du moteur de la voiture, en accélérant plus ou moins le mouvement des pistons.

Pour transmettre l’énergie produite par le moteur aux roues, le conducteur doit aussi agir sur l’embrayage de la voiture et la boîte de vitesses. N’hésitez pas à lire les articles concernés pour plus de détails.

La vitesse de fonctionnement du moteur : le régime moteur

La vitesse du moteur est appelée “régime moteur”, calculé en tours par minute.

Un moteur thermique de voiture a un fonctionnement “idéal”, c’est-à-dire une vitesse à laquelle il fournit une puissance suffisante au véhicule, tout en limitant son usure.

Le régime moteur idéal dépend du type de véhicule (cylindrée, puissance, carburant…) et de la situation (montée, descente…). On parle de sous-régime lorsque le moteur de la voiture tourne en-dessous de son régime idéal et de surrégime lorsqu’il tourne au-dessus de son régime idéal.

fonctionnement du moteur de voiture : le compteur du régime moteur
Lorsque le fonctionnement du moteur de la voiture est thermique, le régime du moteur s’affiche sur le compteur à droite du tableau de bord, sur, en tours par minute.

Fonctionnement du moteur électrique d’une voiture

Le fonctionnement du moteur d’une voiture électrique est basé sur l’exploitation de la force électromagnétique pour générer du mouvement.

La force électromagnétique

Le moteur électrique est constitué entre autres d’un cylindre aimanté qui englobe une bobine de cuivre, le tout autour d’un axe central.  Le principe appliqué au moteur électrique d’une voiture pour son fonctionnement est un principe physique.

La batterie de la voiture fournit un courant qui permet de générer un champ électromagnétique, grâce à la présence de la partie aimanté du moteur. Ce champ électromagnétique créé alors une force sur la bobine et la fait tourner. Cela entraîne le mouvement de l’axe et donc des roues du véhicule.

Le moteur électrique d’une voiture et sa commande

Contrairement à un moteur thermique, le fonctionnement du moteur d’une voiture électrique ne nécessite pas qu’il soit toujours en mouvement. Il n’y a donc pas besoin d’embrayage ni de boîte de vitesse pour réguler le fonctionnement du moteur dans une voiture électrique.

La seule commande est la pédale d’accélérateur, qu’il suffit de presser pour que la batterie délivre son courant au moteur. On a donc en quelque sorte un moteur directement relié aux roues.

Le moteur thermique et électrique : des usages différents

Selon que le fonctionnement du moteur de la voiture soit thermique ou électrique, le rendement n’est pas le même. Dans le cas d’un moteur thermique, la majeure partie de l’énergie que contient le carburant est perdue sous forme de chaleur. En comparaison, le moteur électrique à un rendement en moyenne trois fois supérieur. De plus, la voiture électrique n’utilisant pas de carburant fossile, elle dégage beaucoup moins de CO2 que le fonctionnement d’un moteur thermique, ce qui réduit son impact écologique.  

En revanche, l’autonomie de fonctionnement du moteur d’une voiture électrique est beaucoup plus faible. La batterie, électrique également, doit être rechargée à l’arrêt sur prise fixe. C’est pourquoi l’usage de ces voitures est souvent limité à un usage urbain.

Enfin, l’usure d’un moteur thermique ou électrique diffère. Un moteur électrique de voiture a un fonctionnement où la transmission d’énergie se fait sans contact : c’est la force magnétique (force de l’aimant) qui génère le mouvement des roues. L’usure liée aux frottements est donc très limitée par rapport à un moteur thermique.

Moteur thermique ou électrique en voiture, son fonctionnement permet en tout cas d’avancer ! L’usage que vous souhaitez faire de votre véhicule influencera le choix du type de moteur. Si vous conduisez une voiture à moteur thermique, découvrez alors nos conseils pour  démarrer, s’arrêter et changer les vitesses.

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