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Dossiers-Conseils > Fonctionnement d'une auto > Rapport entre cylindrée et puissance 25/06/2015

Rapport entre cylindrée et puissance


C'est le genre de sujet qui risque de faire débat, mais je vais pourtant essayer de m'y attaquer (avec votre aide je l'espère du côté des commentaires) ... Donc la question est la suivante : la puissance est-elle uniquement liée à la cylindrée d'un moteur ? Je ne parlerai pas ici du couple, qui est une des variables de la puissance (ceux qui souhaitent en savoir plus sur la différence entre couple et puissance doivent aller ici. L'article sur la différence entre diesel et essence pourra aussi intéresser ..).

Variable cruciale ? Oui et non ...

Si l'on prend les choses de manière frontale, il reste logique qu'un gros moteur soit plus puissant et généreux qu'un petit moteur (de même conception évidemment), jusque là c'est de la logique bête et méchante. Toutefois, cette affirmation a tendance à bien trop simplifier les choses, et l'actualité automobile de ces dernières années vous aura certainement mis la puce à l'oreille, je parle bien du donwsizing.

Un moteur, ce n'est pas qu'une cylindrée !

Comme le sauront plus particulièrement les amateurs de mécanique, la puissance d'un moteur, ou plutôt son efficience, est liée à tout un tas de paramètres dont voici ci-dessous les principaux (si certains manquent rappelez-le en bas de page).



Facteurs et variables qui déterminent la puissance d'un moteur :

  • La cylindrée (donc ...). Plus la chambre de combustion est grande, plus on pourra faire une grosse "explosion" (combustion en réalité), car on pourra y mettre plus d'air et de carburant
  • La suralimentation : turbo ou compresseur, voire les deux en même temps. Plus le turbo envoie de pression (puissance du compresseur liée aux flux de l'échappement ainsi qu'à la taille du turbo), mieux c'est !
  • Topologie de l'admission d'air : le "type d'air" qui entre dans le moteur sera décisif afin d'augmenter la puissance développée d'un moteur. En effet, cela dépendra du volume d'air qui peut entrer (d'où l'importance de la conception de l'admission, du filtre à air, mais aussi du turbo qui peut enfourner beaucoup d'air d'un coup : il sera alors compressé) en un temps donné mais aussi la température de cet air (intercooler qui permet de le refroidir)
  • Le nombre de cylindres : un moteur de 2.0 litres de 4 cylindres sera moins performant qu'un V8 de même cylindrée. Les Formule 1 en sont un parfait exemple ! Aujourd'hui il s'agit de V6 de 1.6 litres de cylindrée (2.4 litres quand il s'agissait de V8 et 3.0 litres en V10 : les puissances dépassant les 700 ch)
  • L'injection : l'accroissement de la pression délivrée à l'injection permet d'envoyer plus de carburant pour un cycle (les fameux 4 temps). On parlera plutôt de carburateur sur les anciennes voitures (double corps étant plus généreux en carburant offert aux cylindres que les simples corps). Bref, plus d'air et plus de carburant provoque une plus grosse combustion, ça ne va pas plus loin que ça
  • Le qualité du mélange air/carburant qui est dosée par l'électronique (grâce à la perception des capteurs qui sondent l'air environnant)
  • Le réglage/calage de l'allumage (essence) ou même de la pompe à injection
  • Arbre à cames/nombre de soupapes : avec deux arbres à cames en tête, on multiplie par deux le nombre de soupapes par cylindre, ce qui permet de faire "respirer" le moteur d'autant plus fort ("inspiration" par les soupapes d'admission et "expiration" par les soupapes d'échappement)
  • L'échappement est aussi très important ... Car plus les gaz d'échappement pourront être expédiés facilement, plus le moteur sera en forme. Les catalyseurs et FAP n'aident pas vraiment à cela au passage ...
  • La cartographie moteur qui n'est en fait que le réglages des différents éléments : turbo (par le wastegate) ou injection (pression/débit) par exemple. D'où le succès des puces de puissance ou même des reprogrammations de calculateur moteur
  • La compression du moteur sera aussi une des variables, la segmentation étant l'un de ses facteurs par exemple
  • La conception même du moteur qui pourra améliorer le rendement via la limitation des frictions internes diverses, tout comme la réduction des masses en mouvements à l'intérieur (pistons, bielles, vilebrequin ...). Sans oublier l'aérodynamisme dans les chambres de combustion, qui dépendra de la forme des pistons voire même du type d'injection (directe ou indirecte, voire les deux en même temps). Il y a aussi un travail qui peut être fait sur les soupapes et la culasse

Quelques comparaisons de moteurs de même cylindrée

Certaines comparaisons feront peut-être bondir certains, mais je ne me borne ici qu'à une seule chose : la cylindrée !

Dodge Journey 2.4 litres 4 cylindres pour 170 ch F1 V8 2.4 litres pour 750 ch
PSA 2.0 HDI 90 ch PSA 2.0 HDI 180 ch
BMW 525i (3.0 litres)  E60 de 190 ch BMW M4 3.0 litres de 431 ch

Conclusion ?

Et bien on peut facilement conclure que la cylindrée d'un moteur n'est qu'un des nombreux paramètres dans la conception d'un moteur, elle n'est donc pas seule à déterminer la puissance que délivrera ce dernier. Et si elle reste tout de même très importante (surtout si on compare deux moteurs de conception identique), une réduction de la cylindrée peut être compensée par tout un tas d'artifices (les fameux moteurs downsizés dont on parle tant depuis qu'ils envahissent le marché) même si cela nuit généralement à l'agrément : moteur moins souple et rond (3 cylindres principalement), avec parfois un comportement plus heurtés : à-coups (en raison de la suralimentation et souvent même en raison d'une injection trop "nerveuse").


N'hésitez surtout pas à donner votre point de vue en bas de page, il serait intéressant d'amener d'autres réflexions au débat ! Merci à tous.

Tous les commentaires et réactions

Dernier commentaire posté

Par Anonymo (Date : 2017-06-09 11:45:36)

Bonjour,
Ne connaissant pas grd chose, je veux savoir comment est-on passé de moteurs à moins de ch (ex: 16ch 120km/h) à ceux à centaine de ch (ex:130ch) alors que la vitesse ne suit pas cette demultiplication càd la pointe vers 160km/h.




Il y a 1 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Christian (2017-06-09 17:04:39) : J'aurais une question.

    Qu'est ce qui différencie le moteur VW TSFI 1.8 du 2.0 TSFI de même année et certainement montés sur la même chaîne de montage.

    Sauf erreur j'avais lu quelque part qu'à la base c'est le même moteur.

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Derniers commentaires postés (ordre décroissant):


Par jpro (Date : 2017-04-11 08:14:42)

Bonjour
La puissance d'un moteur thermique dépend de tas de paramètres, car il y en a un qui me vient à l'esprit, la puissance du moteur de moto de kawasaki ninja H2r est de 326ch avec air forcé mais une cylindrée qui reste anecdotique; imaginer 998cc soit presque 1 litre vraiment c'est très étonnant
je me demande comment est-ce que le constructeur japonais a fait(technologie)pour obtenir une telle puissance époustouflante
c'est inimaginable pourtant ce n'est pas de la fiction c'est une réalité Svp un peu d'éclaircissement là dessus


Il y a 2 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2017-04-11 08:55:52) : En effet, ce petit moteur est plutôt du genre costaud. Sachez toutefois qu'il a 4 cylindres, ce qui permet de décupler la puissance. Une Formule 1 a une cylindrée de seulement 1.6 litres, l'équivalent d'une simple clio RS. Plus on divise ce volume en nombre de cylindres plus on a de puissance.
    De plus, la légèreté de ce genre de moteur (et donc des parties mobiles) permet d'obtenir des régimes très élevés, ce qui permet aussi d'aller chercher un peu plus de puissance.
    Enfin, certains amateurs de japonaises arrivent à tirer plus de 1000 ch de leur petit 4 cylindres tournant aux alentours des 2.0.
  • Par Hondiste convaincu TOP CONTRIBUTEUR (2017-04-11 22:12:54) : En effet le moteur de série de la S2000 est un 2L atmosphérique de 240ch! et peut monter à 9000tr/min et aussi 240km/h en pointe, alors vous imaginez ce que ça peut donner si certains petits malins rajoutent (car il y a largement la place sous le long capot) un compresseur pour avoir plus de couple en bas régimes ou encore un turbo, de la folie je vous dis! (usage réservé au circuit bien sûr).

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Par SUZY (Date : 2017-01-12 17:11:13)

Je n'y connais pas grand chose à la mécanique et je souhaiterais un avis éclairé sur mon problème. J'ai une Ford Ecosport Trend 1.0(c'est la cylindrée je suppose) 125CH que j'ai acheté en Septembre 2015. J'ai dû la faire remorquer à la concession 05 fois pour cause de rupture du cardan. Actuellement elle est encore une fois à la concession pour le même problème. Or cette panne se produit toujours au même endroit c'est à dire à l'entree de mon domicile. Précision importante : Dès la première fois ou j'ai franchi mon entrée avec ce véhicule il patinait énormément. L'entrée de ma maison est située dans une pente et je dois prendre un virage à 45° disons que mon entrée est totalement perpendiculaire et elle monte ; Apparemment le train avant est extrêmement sollicité à cette occasion. Mais de la à casser un cardan tous les 02 mois... Qu'en pensez-vous ? Le véhicule manque-t'il de puissance ? Normalement non. Est le modèle qui a un train avant trop fragile ?
Je me pose énormément de questions.


Il y a 8 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2017-01-12 17:31:31) : Je pense pour ma part à une conception légère du train avant, et que votre entrée représente une combinaison parfaite pour faire tout casser ... Le seul moyen serait de tester avec un autre Ecosport. Les roues tournées suivies d'une pente raide peuvent en effet tirer un peu sur les cardans. Comment sont-ils cassés ? Au niveau de la barre ou des rotules / engrenages ?
  • Par Suzy (2017-01-12 18:06:13) : Malheureusement je ne sais pas a quel niveau il se casse. Disons qu ils sont tres avares en explications. Je dois constamment questionner pout chercher a comprendre et en savoir plus.
    J ai pensé comme vous essayer avec un autre ecosport mais il faudrait que la concession m en passe un.
  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2017-01-12 18:23:34) : La plus grosse pression que vous ayez sur le cardan, c'est au niveau de la tête, derrière la roue, il faudrait effectivement savoir où il s'est cassé !
  • Par Hondiste convaincu TOP CONTRIBUTEUR (2017-01-12 19:41:48) : Il est vrai que vous êtes dans la pire des situations, celle où les cardans souffrent le plus: angle de bracage extrême, pente ascendante qui déleste les roues avant en entraînant un patinage intempestif, on a beau essayer de doser...
    Je pense que le garage est peut-être avare d'explications car il n'a pas vraiment de solution à vous proposer, autre que celle de réparer à chaque fois, pour moi le problème n'est de toute façon pas un vice caché (sinon la réparation tiendrait depuis longtemps) mais plutôt un défaut de conception de la pièce sur ce modèle de véhicule (en conditions extrêmes mise au point pas assez testée avant le lancement du modèle? ça arrive). Auquel cas je ne vois malheureusement pas d'autre solution que de remplacer cette Ford par un autre modèle que cette Ecosport Trend, en espérant qu'il soit assez solide pour encaisser.
    Aviez-vous d'autres véhicules empruntant le même accès? Si oui avec les mêmes problèmes?
  • Par Suzy (2017-01-13 00:15:39) : Bien sur j ai eu une Golf 4 et jamais eu de cardan cassé. D ailleurs elle ne patinait pas. Et meme quelque soit la petite voiture(twingo - peugeot 107 etc.) Elles passent mon entrée sans aucun probleme.
  • Par Hondiste convaincu TOP CONTRIBUTEUR (2017-01-13 02:17:51) : Donc c'est bien la Ford qui est fragile de ses roues motrices, il n'y a pas de vrai solution à moins de trouver des cardans plus robustes adaptables, essayez de vous renseigner.
  • Par Hondiste convaincu TOP CONTRIBUTEUR (2017-01-13 10:14:52) : Dernières idées: puisque vous patinez le différentiel et les pneus souffrent, quel est l'état des pneus et de la chaussée? Le différentiel aurait-il une défaut? (c'est rare mais tout s'use).
  • Par Suzy (2017-01-13 13:53:06) : Exactement. Les pneus avant se sont usés tres rapidement. Je les ai deja changés a 7000 km. Le garage a d ailleurs acceptéde les prendre en charge. Je vois les traces noires des pneus sur la route

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Par yug (Date : 2017-01-04 15:41:59)

Bonjour
la tendence actuelle a diminuer la cylindré pour diminué les couts de fabricatin et les emission de poluent pour rentré dans les normes en vigueurs nous amaine à avoir sur le marché des moteurs dont la fiabilité et la longevité est ramené à la baisse (baize) ET CELA NE DERANGE PAS LES LEGISLATEUR ET LE BON AUTOMOBILISTE PAYE TOUJOURS + CHER SA VOITURE POUR UNE CALITE A LA BAISSE
(cela reste mon poin de vu que bon nombre de technicien de l'automobile partage)

alor qui a une idée pour inversser la tendence pour une foi a l'avantage de l'utilisateur ?????


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  • Par Hondiste convaincu TOP CONTRIBUTEUR (2017-01-04 16:05:38) : Vous auriez pu poser votre question dans la rubrique spéciale "Downsizing et fiabilité" à laquelle je vous conseille de vous reporter, vous y trouverez mon avis à savoir que tous les constructeurs n'ont pas encore franchi le pas, Mazda en particulier qui continue à faire des 4 cylindres atmo et en allégeant les caisses.

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Par Gandhi (Date : 2016-10-09 14:51:49)

Bonjour,

Merci pour ce poste super intéressant. Etant absolument LARGUÉ par tous ce concept, j'aimerai avoir une précision : Quand on parle d'une voiture (Par exemple, désolé si cela n'existe pas) 1,6L 110ch. Quel est l'impact des "ch" sur la voiture ? De plus, existe-t-il un lien entre ces "ch" et le cylindré ?

Merci beaucoup :D


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  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2016-10-09 15:39:29) : Simple, plus vous montez en CV plus vous montez en Nm, donc plus de puissance, idem pour les CV et la cylindrée !

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Par Cljerichko (Date : 2016-01-21 15:39:25)

Bonjour si je ne dis pas de bêtises, selon moi un moteur de plus grosse cylindrée sera toujours plus pêchu qu'un moteur de petite cylindrée a puissance équivalente. Car il y'a aura l'augementation du taux mélange air/carburant qui entretra en compte, il y aura roujours une réserve de ouissance et de couple, la taille des pièces qui seront plus grosse et résistantes, le type de matériaux uitlisée, l'architecture du moteur lui-même, et ce n'est pas que le nombre de soupapes qui est important! Ilya aussi le poids de l'auto, le couple, bref... Alors que dans une petite cylindrée les pièces seront pas trop adaptées et seront poussées à bout la plupart du temps, d'ailleurs c pour sa que les moteurs récents (downsizés) sont moins robustes que ceux d'avant. Exemples: le 2.0 HDI 110 de PSA qui pouvait atteindre +/-300000km sans gros soucis majeurs, croyez-vous que le 1.6 HDI 110 pourrait atteindre cela? Oui bien sur mais à quel prix? La plupart sont arrivés en <> à 100000km déjà au moins. Et comment Expliquez-vous aussi qu'un petit 1.6 Hdi 90 peut être poussé à 110 voir 120ch en plus? Et le 2.0 HDI 90/110 ils ont meme pas touché, ben sa pourrait monté beaucoup plus non? Et les constructeurs français(mais pas spécialement), plzins d'autre suivent la tendance partent de tout petites cylindrée de 0.9=>1.0 à peine ou 1.4 et les poussent à au moins 200ch!!! Je pense que les constructeurs japonais sont plus réalistes et se soucient bcp plus des produits qui'ils vendent au clients, exemple: 1.4 D4D de Toyota 75 à 90ch pas plus en changeant turbo et culasse en ADAPTANT, et tant d'autres...Donc je m'explique les japonais font de petits moteurs avec des puissances raisonnables/légers/fiable:1.0 VVTI 69ch et non pas 1.0 pour 160ch, et fabriquent en plus ,de plus gros moteurs pour avoir une plus bonne puissance/fiabilité exmplaire:2.0 141ch/192ch VVTI (Toyta Celica). Et ne font pas d'économie en bout de chandelles comme Renault/PSA...ni de réutilisation de vieux moteur pour les empiffrer de chevaux!!! Ils innovent. Quand je vois que Renault utilisé des 1.5 dCi K9K vieux de 15 ans pour les lettres sous les news:Clio, Capture, new Mégane...
Sur ce, merci d'avoir lu mon grand
texte.


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  • Par Cljerichko (2016-01-21 22:21:18) : Et encore!! Si ses DCi à Renault étaient fiables, mais en faite pas tant que sa!! :/

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Par Polo (Date : 2016-01-16 20:09:08)

Merci pour l'article mais de nos jours, je pense qu'il vaudrait mieux résonner en terme de rendement et non de puissance. CDLT.


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  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2016-01-17 09:17:50) : Merci pour votre remarque. Le but ici était de voir que l'on peut tirer une grande amplitude de puissances avec une même cylindrée.

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Par (Date : 2015-09-19 11:23:36)

S.v.p expliquer nous le rapport entre la puissance et le nombre de cylindre toute en gardant la même cylindre


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  • Par Wanu1966 TOP CONTRIBUTEUR / MECANO (2015-09-19 13:29:53) : Plus vous avez de cylindres et plus vous avez de compression, et plus vous avez de puissance, après en entrant dans la technique, plus on élargit le diamètre de la chemise et plus le couple sera élevé, cdt.

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Par choco (Date : 2015-08-26 01:14:23)

Article aurait été très intéressant s'il ne manquait pas de plus de précision et détail. Je ne doute pas de vos efforts. Au revoir et merci.


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  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2015-08-26 09:50:32) : Si il manque des choses et que vous les maitrisez, n'hésitez pas à les indiquer ...
  • Par HDD (2016-10-10 13:57:37) : Pour choco -->> L'ADMINISTRATEUR l'a signalé à la fin de son article.Lire ci-dessous !

    "N'hésitez surtout pas à donner votre point de vue en bas de page, il serait intéressant d'amener d'autres réflexions au débat ! Merci à tous."
    Reste à vous, de nous communiquer ce qui manque et sera bienvenu.

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Par yoyox TOP CONTRIBUTEUR (Date : 2015-06-26 21:21:13)

souvent même en raison d'une injection trop "nerveuse"

qu'entend tu par injection trop nerveuse ?

La boite de vitesse ne joue pas aussi un rôle sur les accoup ?


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  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2015-06-27 10:53:04) : La puissance peut arriver un peu trop brutalement par l'injection et donc provoquer un à-coup à la remise des gaz, un peu comme le faisaient si bien les injecteurs pompe du groupe Volkswagen (pompe intégrée à chaque injecteur au lieu d'avoir une pompe commune à tous).
    La boîte de vitesses peut évidemment être la cause d'à-coups, mais c'est plutôt au niveau du système qui relie la boîte au moteur que le soucis est réellement présent (embrayage, convertisseur de couple ...).
  • Par guillaumed (2016-01-30 12:28:46) : Ahh je ne suis pas fou alors !
    Il arrive parfois qu'on ait envi de rouler tranquillement avec des passages de rapports doux. Et bien j'ai mis pratiquement 10000km à y arriver parfaitement avec le 1.2 TSI 105 (sur une polo 6r). Je ne comprenais pas au début, l'habitude à été compliqué à prendre ! (Donc je confirme ces dires :) )
    PS : Merci beaucoup pour tous ces articles pour une petit amateur passionné comme moi !

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