La consommation dépend beaucoup du rapport de la boite de vitesse. En fonction de la vitesse, quelle rapport est optimal ? Comment réduire sa consommation en choisissant la 5ème dès que possible ?
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 consommation au 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 ?
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 :
Puissance des frottements aérodynamiques 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 dès que possible.
Réduire sa consommation en choisissant le régime moteur le plus faible
Bonjour,
« si la quantité de carburant injectée à chaque cycle est invariante »: cette partie n’est pas fondée. À régime moteur identique, la quantité de carburant (et de comburant) injecté sera plus important en 5ème qu’en 3ème, justement pour compenser les frottements plus grands et fournir la puissance nécessaire.
Après réflexion, je me suis rendu compte qu’il me manquait une information sur le moteur : est ce que chaque cylindre fournit de l’énergie à l’arbre central qui ensuite le transmet aux roues à travers la boîte de vitesse ? Ou est-ce que chaque mouvement de cylindre produit un mouvement élémentaire comme un tour de pédale ?
Bonjour,
Je me posais la question aujourd’hui sur la consommation des véhicules : si la quantité de carburant injectée à chaque cycle est invariante, alors la consommation ne dépend que du régime… donc passer à la vitesse supérieure ne peut que diminuer la consommation
Mais ça me paraît vraiment absurde qu’entre une voiture qui tourne à x tours par minute en vitesse 3 à vitesse stabilisée consomme exactement autant PAR SECONDE que la même voiture à x tours par minute mais en 5ème alors que sa vitesse est beaucoup plus élevée dans le second cas et la puissance fournie est bien plus grande.
Si on fait le bilan, on a 2 moteurs qui tourneraient exactement à la même vitesse au départ, à l’un on branche une boîte de vitesse en vitesse 5 et à l’autre une boîte de vitesse en vitesse 3
le moteur en lui même a autant de puissance et sera soumis aux mêmes frottements dans les deux cas vu qu’il tourne à la même vitesse
Et pourtant il fournit une puissance plus grande avec la vitesse 5
où part la puissance en trop avec la vitesse 3 ?
Bon je vais y réfléchir cette nuit parce que je suis vraiment perturbé là, je me disais simplement que aux vitesses élevées on devait fournir plus de puissance à chaque cycle pour compenser un rapport plus difficile, exactement comme au vélo !!
Tu dis en somme que le moteur de voiture fonctionne totalement différemment des jambes du cycliste, que par nature il produit trop de puissance…
niveau emission co2 a 30km/h pour un moteur essence et un moteur dieseldiesel
Bonjour, le frein moteur correspond à la puissance nécessaire pour maintenir le moteur à un certain régime quand on n’accélère pas. C’est donc le véhicule qui entraîne le moteur. Le moteur tend à ralentir le véhicule (plus le régime est élevé, plus le frein moteur sera élevé). En première approximation, la puissance du frein moteur est proportionnelle au régime, d’où l’intéret de rétrograder si freinage nécessaire (descente de montagne, feu rouge, etc). Cordialement
https://www.astuces-pratiques.fr/auto-moto/la-puissance-du-frein-moteur
Bonjour, je ne comprend pas ce que c’est le frein moteur ? D’où provient-il ? Et comment le définir précisément svp
Bonjour, il n’y a pas de moyen simple, mais concernant l’aérodynamisme, c’est le produit S.Cx qui compte. On ne le trouve pas facilement pour tous les modèles d’ailleurs. Concernant la consommation d’essence, l’aérodynamisme n’a pas d’importance sous 50km/h environ avec la plupart des voitures alors qu’au delà de 100km/h, il est prépondérant. Ce sont là des ordres de grandeur. https://www.astuces-pratiques.fr/auto-moto/puissance-des-forces-de-frottement-en-voiture-exemple Cordialement
bonjour il y a t’il un moyen de mettre en relation l’essence et l’aérodynamisme d’un véhicule?
bonjour il y a t’il un moyen de mettre en relation d’essece et l’zérodynamisme d’un véhicule?
Bonjour, la consommation de carburant est une question complexe et nécessite de comprendre deux choses : la puissance mécanique à fournir et le rendement du moteur à son point de fonctionnement correspondant. De façon générale, plus le régime moteur est faible, plus faible sera la consommation. En effet, en ajoutant une 6ème, la consommation devrait diminuer quelque peu. La limitation de vitesse à 80km/h n’a pas pour but de diminuer la consommation (même si elle diminuera d’environ 0.3 – 0.5L/100km sur terrain plat à vitesse stabilisée pour la plupart des véhicules). Cependant si le véhicule demande à rétrograder pour rouler à 80 (moteur qui vibre trop par exemple), la consommation sera plus élevée à 80 (en 4ème ou en 5ème) qu’à 90 (en 5ème ou en 6ème). Quant aux boites automatiques, les changements sont paramétrés en fonction de nombreux facteurs dont aussi le confort de conduite. Cordialement
Bonjour, je vois qu’à 90 en 5ièm on consomme autant qu’à 40 en 4ième.- Comment s’écrit l’algorithme qui relate la consommation ?- Concernant la limitation de vitesse à 80Km/h n’aurait-il pas mieux fallu rajouter une sixième vitesse quitte à la brider dans les hauts tours ? (c’est la question qui m’amène)- Qu’en est-il des voitures automatiques, leurs changements de rapports sont-ils paramétrés en fonction de la consommation, du couple, ou autre ?
Bonjour, je n’ai malheureusement pas eu d’autres méthodes que des mesures répétées des valeurs affichées par l’ordinateur de bord. Pour les valeurs correspondant à une vitesse inférieure à 30km/h, l’ordinateur de bord n’affiche pas les consommations instantanées. Il m’a fallu mettre la moyenne à 0 et rouler pendant au moins 1km pour avoir quelque chose de stable. En tenant un calepin et en mettant la moyenne à 0 dans les bouchons, on peut faire des statistiques intéressantes. L’horizontalité de la route est de première importance pour les grandes vitesses, ainsi que le vent (un vent de 10km/h n’est pas beaucoup dans l’absolu, mais à 100km/h va faire une vitesse relative de 110km/h ou 90km/h ce qui fait varier de 20% environ les frottements aéro et donc de 10% environ la conso à 100km/h !). Les mesures ont été faites sur l’aller et sur le retour d’un trajet quotidien (annulation de la variation d’altitude : ca « monte » à l’aller, ca « descend » au retour, on fait la moyenne sachant que la variation d’altitude est de moins de 5m pour 10km d’après carte IGN 1:25000 sur geoportail ou visorando). Pour les petites vitesses, la consommation est quasiment en 1/v. Après remise à 0 de la moyenne, au bout d’un certain temps (le temps où on a pu rouler de façon stationnaire le plus longtemps possible), faire défiler l’affichage de la conso moyenne et de la vitesse moyenne. La température ambiante joue aussi, mais dans une moindre mesure. La pluie aussi, ainsi que le froid fait surconsommer : choisir un jour sec. A vue de nez, je dirais que l’erreur est de 5 à 10% environ. Le but pédagogique est de montrer la variation de rendement du moteur thermique en fonction du point de fonctionnement. Au ralenti, le rendement est de 0% (essence brûlée pour produire aucune puissance utile). En 1ère, c’est environ 94% de l’essence qui sert à faire tourner le moteur et 6% seulement à faire avancer la voiture. En 5ème, c’est plutôt 20 – 30%. Morale de l’histoire : rouler de façon générale au régime moteur le plus faible. Vous pouvez utiliser tous les graphiques du site. Vous pouvez consulter cet article : https://www.astuces-pratiques.fr/auto-moto/economie-de-carburant-choisir-regime-et-rapport-1
Quel protocole a-t-il été utilisé pour mesurer ces consommations au différentes vitesses ? Quelle est la source (l’auteur, un organisme, Renault, …) ? A-t-on une idée de l’erreur de mesure ?En tous les cas merci. Puis-je utiliser ce graphique pour un enseignement (université publique) ?
Bonjour, non, la quantité varie en fonction de l’accélération qu’on souhaite donner. Elle est nulle en frein moteur, faible au ralenti (l’explosion sert juste à compenser le frein moteur et maintenir le moteur en rotation) et maximale si on accélère à fond.
Je voudrais poser la question suivante : dans un moteur à essence atmosphérique , la quantité de mélange carburant est elle constante pour une cylindrée donnée ? La quantité de mélange peut elle varier et la puissance d’explosion dans chaque cylindre peut elle varier par tour moteur ?
Par avance , merci de votre bonne attention à la présente .