Consommation d'essence en fonction de vitesse et rapport

Consommation d'essence en fonction de vitesse et rapport

Le rapport de la boite de vitesse influence beaucoup la consommation de carburant d'une voiture. Sur terrain plat et à vitesse stabilisée, on a toujours intérêt à avoir le régime moteur le plus faible. Des mesures expérimentales sur une Laguna 1 2.0 essence figurent ci dessous :

Consommation d'essence en fonction de la vitesse et du rapport

Consommation d'essence en 1ère

En 1ère, la consommation varie (15.2L/100km à 16.8L/100km) peu parce les frottements sont très faibles face aux frottements et pertes internes du moteur. Plus de 90% de l'essence consommée sert à maintenir le moteur en rotation ! Avec un rendement énergétique de 30% (sans doute le meilleur rendement possible sur ce moteur), la consommation serait de 1.8L/100km. Ce résultat se déduit des frottements solides, de la densité énergétique du carburant et du rendement supposé.

Consommation d'essence en 2ème

L'allure de la consommation est proche. La consommation minimale (14km/h, 850 tours/min) est de 9.2L/100km et atteint 11.5L/100km à 70km/h (4200 tours/min environ). L'augmentation de consommation est faible malgré l'importance des frottements aérodynamiques. Par ailleurs, les frottements dans le moteur augmentent certainement quelque peu à haut régime, faisant ainsi chuter le rendement. Ici encore, une grande partie de l'essence consommée sert à maintenir le moteur en rotation !

Consommation d'essence en 3ème

Etant donné qu'on peut atteindre 110km/h en 3ème, les frottements aérodynamiques prennent de l'importance. L'augmentation de consommation à 110km/h en 3ème est liée à cela alors qu'à faible vitesse, la majeure partie de l'essence consommée sert encore à maintenir le moteur en rotation (18km/h, 6.7L/100km)

Consommation d'essence en 4ème et 5ème

Sur ces deux derniers rapports, les frottements aérodynamiques prennent une grande importance au delà de 100km/h. L'augmentation de consommation est due à la lutte contre ces frottements. Le rendement du moteur augmente donc parce que la fraction de carburant consommée pour maintenir le moteur en rotation diminue par rapport à la puissance mécanique à fournir pour vaincre les frottements aérodynamiques.

On peut supposer qu'à 160km/h, la consommation est voisine de 12L/100km et qu'à vitesse maximale, cette consommation atteint 18 à 19 L/100km...

Au fond, comme sur de nombreuses voitures, il manque une 6ème !

Consommation d'essence en fonction du rapport et comparée à celle du ralenti

Quelle est la consommation de carburant si le moteur n'avait aucun couple à fournir ? De combien la consommation est-elle augmentée pour faire avancer la voiture ?

http://www.astuces-pratiques.fr/auto-moto/economie-d-essence-en-5eme

Frottements aérodynamiques et solides

Pour une Laguna 1 2.0 (1300kg, SCx=0.648m²), on obtient l'allure suivante pour les frottements (solides et aérodynamiques) :

La force totale de frottement se déduit en additionnant les valeurs des deux frottements :

Pour calculer les frottements, vous pouvez vous pencher sur cet article :

http://www.astuces-pratiques.fr/auto-moto/puissance-des-frottements-aerodynamiques-en-voiture

Si le rendement du moteur était constant, la consommation d'essence en L/100km serait proportionnelle au total des frottements. En effet, dans les deux cas, il s'agit du travail des frottements sur une distance de 100km.

Frottements aérodynamiques modélisés

Conclusion sur le choix du rapport

La consommation d'essence dépend ainsi beaucoup du rapport parce qu'à faible vitesse (50km/h et moins), la plupart de l'essence consommée sert à maintenir le moteur en rotation, c'est-à-dire compenser le frein moteur. Il est naturel de favoriser les régimes les plus faibles en préférant la 5ème ou la 6ème.