Puissance des forces de frottement en voiture : exemple

Puissance des forces de frottement en voiture : exemple

Cet article illustre de façon numérique la puissance des forces de frottement et leurs importances respectives selon la vitesse.

Données utiles aux calculs

puissance forces frottement voiture exemple 0

Il suffit du poids à vide et du SCx pour déterminer la puissance nécessaire en fonction de la vitesse ! Il s'agit ici d'une Laguna 1 2.0 essence.

Poids à vide : m = 1300kg, SCx = 0.648m²


Expression des puissances (voir article précédent) :

Puissance des frottements aérodynamiques Pa : Pa =  1/2.ρ.S.Cx.v3

Puissance des frottements solides Ps : Ps = m.g.k.v

Unités


vitesse : m/s, puissances Pa et Ps : W.

Conversions : 1CV = 735.5W et 1m/s = 3.6km/h

Exemple à 10 km/h et 25°C :

Pa = 0.5 x 1.186 x 0.648 x (10/3.6)3

Pa = 6.9W

Pour la masse, on ajoute la masse du conducteur (70kg par exemple, d'où 1370kg total) :

Ps = (1300+70) x 9.81 x 0.015 x (10/3.6)

Ps = 560W

La puissance totale vaut la somme :

P = Pa + Ps = 567W

Les frottements solides sont prépondérants à 10 km/h (99% du total).

Exemple à 130 km/h et 25°C :

Pa = 18.1 kW, Ps = 7.28kW et P = 25.4kW (35CV)

En revanche, à 130 km/h, les frottements aérodynamiques sont prépondérants (71% du total). Une puissance de 35CV est nécessaire pour rouler à 130 km/h.

Pour rouler à 10 km/h en terrain plat, 567W sont nécessaires alors que pour maintenir 130 km/h, il faut 25.4 kW ! Cette valeur peut servir de repère pour la plupart des voitures. A titre indicatif, vu le rendement typiques des moteurs (25%), c'est alors une centaine de kW de chaleur dissipés dans l'environnement par le moteur et le déplacement même du véhicule.

Un cycliste développe une puissance d'environ 400W à 40km/h. Ci dessous, on prend conscience de l'ordre de grandeur des puissances dissipées par des appareils courants et une voiture typique à 130 km/h :


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  Puissance des forces de frottement en voiture : exemple, publié par nina67 le 10 Septembre 2009
Nina67
5 COMMENTAIRES
Dan14000

J'ai fait le calcul des 2 puissances en tenant compte des paramètres correspondant à mon véhicule (masse=1160Kg, SCx=0,65). Pour être à la vitesse maxi donnée pour mon véhicule, 190 Km/h, j'aurais besoin de 121 Kw, or ma 208 Peugeot n'en possède que 88. Comment cela se fait-il?

nina67

Bonjour Dan14000, La puissance des frottements aérodynamiques vaut à 190km/h : Pa = 0.5 x 1.186 x 0.65 x (190/3.6)^3 = 56.7kW. La puissance des frottements solides vaut : Ps = (1160+70) x 9.81 x 0.015 x (10/3.6) = 9.6kW. Total : 56.7+9.6 = 66.3kW. Pour convertir en CV, il faut diviser par 0.736. On constate que la puissance du moteur est supérieure à la puissance obtenue par ce calcul. En effet, ce sont les pertes dans la transmission. Bien cordialement.

Dan14000

Merci nina67, j'avais oublié de diviser par 2 la force aéro. J'aurais dû vérifier avant de ronchonner. J'avais déjà ajouté 70 Kg à la masse du véhicule. Toutefois, 21,7 Kw de moins que les données constructeur, ça fait beaucoup.! Personnellement, j'avais une démarche plus longue mais qui m'amenait à 85,3 Kw, mais une vitesse stabilisée demande moins d'effort même si à la vitesse maxi, la réserve de puissance s'évanouit. Je partais de la somme des forces, puis je multipliais par le rayon de la roue pour avoir le couple aux roues. Ensuite je tenais compte de la démultiplication (couple et rapport de BV), de la perte de rendement de la transmission ( 0,9), Il me restait à calculer la puissance par le produit du couple moteur obtenu et du régime en rad/s. Encore merci.

nina67

Bonsoir Dan14000, apparemment, vous possédez une autre méthode de calcul complémentaire de celle présentée ici. Pouvez vous la publier sous la forme d'astuce sur le site ? Vous pourrez aussi insérer quelques images pour illustrer et agrémenter votre écrit. Cordialement

Dan14000

Bonsoir Nina67, c'est fait j'ai publié ma méthode cet après-midi. Par contre, je ne sais pas où c'est arrivé, je ne l'ai pas trouvé dans la liste. Si les réactions sont bonnes, je publierai des exemples en côte, voir avec une accélération.

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