CHAPITRE V

PUISSANCE A DONNER AU MOTEUR D'UNE VOITURE. ÉVALUATION DE LA PUISSANCE D'UN MOTEUR EXISTANT.

1° Puissance à donner an moteur.

14$. — Résistances que doit vaincre le moteur d'une voiture en marche. — Supposons que nous ayons fait choix du moteur que nous voulons appliquer à notre automobile : comment allons-nous calculer la puissance qu'il faudra lui donner pour que la voiture soit capable de fournir la marche qu'on veut lui imposer?

La première chose à faire, pour y parvenir, est de calculer l'effort utile que le moteur est appelé à développer aux jantes des roues motrices. Cet effort aura, en cours de route, à vaincre les résistances dues :

1° Au roulement de la voiture sur la chaussée supposée en palier;

2° Au frottement des fusées contre les boîtes d'essieux ;

3° A la pente de la route, dont l'effet s'ajoute à celui du roulement en palier, ou s'en retranche, suivant que la voiture monte ou descend;

4° Aux courbes, dont l'influence doit être inversement proportionnelle à leurs rayons ;

5° A l'action retardatrice de l'air traversé.

Nous allons étudier successivement ces divers facteurs.

149. — 1° et 2°. Résistances provenant du roulement de la voiture sur palier, et du frottement des fusées. — Coefficient de traction. —

La première dépend, cela va sans dire, de la nature du sol sur lequel roule la voiture et des bandages par lesquels elle porte sur

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lui. Elle dépend aussi de l'étendue des surfaces en contact et des déformations qu'elles s'impriment réciproquement, par conséquent de la largeur et de la plasticité des bandages.

11 semble évident qu'une roue de grand diamètre doit franchir un obstacle plus facilement qu'une autre de petit rayon : tandis, en effet, que pour cette dernière le passage de l'obstacle constituera une véritable ascension, la grande roue le dominant de toute sa hauteur roulera sur lui tout naturellement. Les expériences d'Edgeworth, puis de Coulomb ont d'ailleurs prouvé le fait : les dernières reprises par Morin l'ont amené à conclure (peut-être pas très exactement, comme nous le dirons plus tard, § 154), que la résistance au roulement d'un cylindre en bois sur un plan horizontal, en même temps qu'elle était ordinairement proportionnelle à la pression (ici au poids de la roue et de la charge qu'elle supporte), était toujours en raison inverse du rayon.

L'action de la vitesse de la voiture n'est pas non plus négligeable. On comprend, en effet, que la fraction de cette vitesse, absorbée par les chocs que subissent les roues, dépend de sa valeur absolue.

Il va de soi aussi, qu'un choc donné fait perdre une portion plus considérable de sa force vive à une voiture non suspendue qu'à une voiture suspendue, dont toute la masse n'est pas impressionnée par le choc, et dont les ressorts peuvent emmagasiner une partie de la force vive mise en jeu, pour la restituer ultérieurement, au véhicule.

Il y a donc à considérer :

1° L'état de la chaussée;

2° La largeur et la nature des bandages ;

3° Le diamètre des roues ;

4° La vitesse de la voiture;

5° La suspension de la caisse.

Pour ce qui est du frottement des fusées contre leurs boites, il peut être influencé par le rayon de ces fusées et par le coefficient de frottement, dépendant lui-même de la nature des métaux en contact et des conditions du graissage.

Morin a, dans des expériences classiques, étudié ces influences diverses (sauf celle de la nature des bandages, parce qu'à l'époque le fer était exclusivement employé), et il a trouvé que l'effort de traction Rt, appliqué aux jantes des roues, pouvait être exprimé en fonction de ces éléments par la formule suivante :

dans laquelle :

A représente un coefficient dépendant de l'état de la chaussée et de la nature du véhicule ;

fy le coflicient de frottement des fusées contre leurs boîtes, dont la valeur oscille entre 0,030 et 0,054, suivant la nature des métaux en contact (fonte, fer, bronze) et le mode de graissage employé; quand ce dernier est bien assuré, on peut prendre 0,040 comme valeur moyenne;

p, le diamètre des 4 fusées ;

P', P* les charges des essieux d avant et d'arrière;

/>', p" les poids et r', r! les rayons des roues d'avant et d'arrière.

Cette formule met bien en relief l'influence des diamètres des roues, du rayon des fusées et de leur frottement sur les boîtes. Celle de la nature de la chaussée, de la largeur des bandages, de la vitesse de la voiture, de la suspension de la caisse sont implicitement renfermées dans A, dont la valeur varie avec elles. Ces variations sont consignées dans les tableaux par lesquels Morin a résumé les résultats de ses expériences f. On y voit toujours, en regard des chiffres donnés, la nature et l'état de la chaussée à laquelle ils se rapportent.

L'influence de la largeur des bandages, qui étaient toujours en

1. Les principaux, ont été reproduits par MM. Milandre et Bouquet, dans leur ouvrage sur les Voilures automobiles, t. I, p. 05 et suivantes. E. Bernard, Paris, 1898.

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fer, est mise en relief par trois tableaux * : l'examen du premier montre qu'avec une chaussée compressible, en sable ou terre molle, la valeur de A (par suite de l'effort moteur à développer) diminue à mesure qu'augmente la largeur de la jante. Les deux derniers prpuvent, au contraire, qu'avec un sol incompressible, la valeur de A augmente en même temps que la largeur de la jante. Donc, il y a intérêt à faire, dans le premier cas, des bandages larges, dans le second, des bandages étroits. Morin conseille au point de vue de la bonne conservation des routes 0,150 m. pour les terrains mous et compressibles, 0,120 m. à 0,100 m. pour les routes solidement macadamisées et les pavés; ces largeurs sont encore trop fortes pour les automobiles légères, qui du reste étant munies de caoutchouc pleins ou de pneumatiques ne sont pas pour les routes une cause de dégradation.

L'influence de la vitesse est consignée dans un tableau *, qui montre très clairement l'augmentation de la valeur de A avec celle de la vitesse, qu'il s'agisse d'une route pavée ou d'une route empierrée en bon ou mauvais état, mais l'augmentation proportionnelle s'accentue à mesure que diminue le bon entretien de la chaussée, ce qui s'explique fort naturellement par cette considération que l'effet retardateur des chocs augmente avec la fréquence et l'importance des obstacles et des trous.

Un tableau 3 donne les valeurs de 8, coefficient numérique variable avec l'état de la route, qui entre dans l'expression B (V — V), par laquelle peut être représentée l'augmentation que prend la valeur de A, quand la vitesse passe de V à V. Il montre que cette valeur de 8, et par suite de A, est toujours beaucoup moins élevée pour une voiture suspendue que pour un véhicule sans ressorts.

Grâce à un de ces tableaux, on peut déterminer, dans chaque cas, la valeur de A qu'il convient de prendre. A vrai dire, on ne l'y trou-

1. Milandre et Bouquet, Voitures automobiles, t. I, p. 67 et 68.