Crank vs Wheel

Quand il s’agit de décrire la puissance et le couple d’une voiture, il y a deux séries de chiffres qui reviennent toujours ; la puissance/couple du crank (souvent appelé moteur ou volant) et la puissance/couple de la roue. Ces deux séries de chiffres sont souvent source de confusion. Le but de cet écrit est d’aider à expliquer les différences et le lien entre les chiffres de manivelle et de roue.

Puissance et couple de manivelle

Les chiffres de puissance et de couple que les constructeurs automobiles annoncent pour leurs véhicules sont toujours des chiffres de manivelle. Les nombres de vilebrequin sont les valeurs de HP et de couple telles que mesurées au niveau du moteur. Pour voir ces valeurs, un moteur doit être connecté à un dynamomètre (en abrégé : dyno). Tous les accessoires alimentés par le moteur, tels que le compresseur de climatisation, la direction assistée, l’alternateur et parfois même la pompe à eau, sont retirés du moteur pour être testés. Les bancs d’essai sont généralement installés dans des environnements contrôlés afin de limiter les variables qui affectent les performances du moteur. Le moteur est amené à la température de fonctionnement et tourne sur toute la plage de régime, le banc moteur appliquant une force résistive à la rotation de la manivelle. Cette force est appelée charge et simule l’accélération du moteur dans la voiture dans laquelle il sera installé. En utilisant la charge, le taux d’accélération et quelques autres variables, le banc d’essai mesure la puissance produite. Les bancs d’essai moteur sont des outils très utiles pour concevoir et tester les équipements et les calibrations des équipementiers. Une fois que le moteur est installé dans un véhicule, il ne peut plus être testé avec un banc d’essai moteur.

Puissance et couple aux roues

Mesurer la puissance et le couple avec un moteur installé dans un véhicule se fait avec un banc à rouleaux. C’est de là que provient la deuxième série de chiffres, la puissance et le couple des roues. La roue, dans le terme “puissance et couple de roue”, vient du fait qu’il s’agit de valeurs mesurées au niveau des roues d’un véhicule. Dans le monde de l’après-vente automobile, les gains de puissance et de couple obtenus grâce au réglage et à la mise à niveau des pièces sont généralement mesurés par des tests sur banc d’essai. Un test sur banc à rouleaux nécessite que le véhicule entier soit attaché au sommet de “rouleaux” de sorte que les roues tournent sur les rouleaux comme si le véhicule roulait. Il existe plusieurs types de bancs à rouleaux. Les bancs Dynojet sont équipés de gros rouleaux très lourds, tandis que d’autres, comme ceux de Mustang et Dyno Dynamics, sont basés sur des charges et ont de petits rouleaux. Dynapack, un autre banc d’essai de châssis commun basé sur la charge, est unique en ce sens que, au lieu de rouleaux, les modules du banc d’essai sont boulonnés directement aux moyeux de roue.

Types de bancs d’essai

Les bancs d’essai Dynojet mesurent la puissance en étant précisément calibrés à la masse et à l’inertie du ou des rouleaux. Les dynos basés sur la charge, d’autre part, fonctionnent de manière similaire à un dyno moteur. Une charge est appliquée à de petits rouleaux pour rendre plus difficile la rotation des roues. En général, ces valeurs de charge peuvent être et sont modifiées pour correspondre aux spécifications du véhicule testé afin que le banc soit une meilleure simulation de la conduite sur route. Pour contrôler la charge sur un banc Dynojet, Dynojet propose des mises à niveau de courant de Foucault pour ses bancs. Les deux types de bancs mesurent l’accélération, le temps, le régime du moteur, les conditions atmosphériques et la vitesse du rouleau pour générer les résultats des tests. Malgré les similitudes, les résultats de différents dynos varient assez fréquemment en raison des méthodes de calcul et des conditions, ce qui explique pourquoi il est préférable de s’en tenir à l’utilisation du même dyno et de comparer les résultats avant et après sur la même voiture au lieu de différentes voitures sur différents dynos.

Vilebrequin vs roue

Bien que liés, les numéros de manivelle et les numéros de roue sont assez différents. La différence provient de ce que l’on appelle les “pertes de transmission”. Pour faire simple, une partie de la puissance des moteurs est utilisée pour faire fonctionner la transmission, faire tourner le ou les arbres de transmission, faire tourner les différentiels et faire tourner les essieux/disques de frein/roues. La puissance du moteur utilisée pour déplacer tous les composants énumérés varie en fonction du type de transmission (automatique, manuelle, DCT, MCT, etc.), du type de conduite (RWD, FWD, AWD) et du poids et des dimensions générales de tous les composants. Bien souvent, les gens essaient de mettre un pourcentage simple à la perte du groupe motopropulseur.

C’est à cause des pertes du groupe motopropulseur qu’une C63 AMG Black Series 2012 avec une puissance annoncée de 510 CV mesure généralement autour de 400 CV aux roues sur un banc d’essai Dynojet.

Ceci entraîne fréquemment une confusion et des questions telles que :

“Mercedes dit qu’elle fait 510 CV, qu’est-ce qui ne va pas avec ma voiture ?”

“Elle fait 510 CV en stock, pourquoi le dyno dit qu’elle ne fait que 470 CV après que j’ai installé des collecteurs à long tube et que j’ai fait régler l’ECU, pourquoi a-t-elle perdu de la puissance ?”

À l’inverse, certains des nouveaux modèles Turbo et BiTurbo AMG mesurent aux roues, des chiffres de puissance assez proches des chiffres de manivelle annoncés ajoutant encore à la confusion. Les pertes du groupe motopropulseur sont toujours présentes et largement inchangées par rapport aux modèles précédents. L’écart réduit entre les chiffres du moteur et ceux de la roue sur ces véhicules est le résultat d’une pratique connue sous le nom de “sous-évaluation”. Cette pratique remonte à la guerre des voitures musclées où les constructeurs annonçaient des chiffres plus bas pour aider à lutter contre la hausse des taux d’assurance pour les véhicules à forte puissance.

Dans la plupart des cas, la vérité est que tout va bien si un banc d’essai montre que le véhicule fait un chiffre inférieur à ce qui est évalué par le fabricant ou si vos chiffres de banc d’essai sont significativement différents de ceux d’un véhicule similaire testé sur un banc d’essai différent. Les pertes du groupe motopropulseur sont un aspect naturel et inévitable des automobiles. Au fil du temps, grâce à l’utilisation de matériaux plus légers et de composants plus efficaces de la transmission/du groupe motopropulseur, les pertes du groupe motopropulseur ont été améliorées jusqu’au point où elles se trouvent actuellement. Pendant longtemps, Dynojet a été la norme industrielle pour mesurer la puissance aux roues. Certains schémas sont devenus apparents avec les bancs Dynojet, ce qui a conduit aux règles communes de 15 % (2WD) et 25 % (AWD) de perte de transmission. Ces règles sont généralement appliquées aux véhicules à transmission manuelle, car les véhicules à transmission automatique sont sujets à davantage de pertes en raison des convertisseurs de couple et des composants internes plus complexes. Toutefois, ces règles ne sont pas absolues ou précises à 100 %. Le type de transmission, la taille des roues et des pneus, le poids de l’arbre de transmission, les rotors de frein, etc. influencent tous les pertes de la chaîne cinématique. Il est préférable de comprendre que les règles communes sont purement des estimations et que la meilleure utilisation des essais sur banc est de mesurer les résultats avant et après sur un véhicule spécifique sur le même banc.

Variations de la puissance

Les gains annoncés sont des estimations de CV et de couple “au moteur” calculées à partir des gains mesurés sur un dynamomètre dans des conditions idéales et montrent généralement le plus grand changement possible. Les gains réels dépendent des éléments suivants :

• Modèle – Les fabricants utilisent le même moteur dans plusieurs modèles de véhicules. Souvent, ils sont dans un état de réglage différent, par exemple : une C63 2008 et une CLK 2008 série noire. Les deux ont le même moteur, mais la C63 a été livrée avec 451 ch tandis que la CLK63 a été livrée avec 507 ch. Naturellement, la C63 montrera plus de gains car elle commence à un niveau de puissance inférieur.
• Année du modèle – Comme ci-dessus, au fur et à mesure que le temps avance, les constructeurs ont tendance à augmenter légèrement la puissance via le logiciel d’une année à l’autre ou à offrir des “packs de performance” avec une puissance accrue. Les moteurs restent en grande partie inchangés. Par conséquent, la puissance finale réglée reste la même, tandis que les gains sont plus faibles car le point de départ est maintenant plus élevé.
• Carburant – La qualité du carburant est HAUTEMENT importante avec les véhicules de performance. Un carburant de mauvaise qualité et/ou à faible indice d’octane aura un impact considérable sur la puissance du moteur et potentiellement même sur sa santé. Les carburants premium de marque de premier rang doivent toujours être utilisés pour obtenir les meilleurs résultats possibles.
• Météo/Conditions – La température, l’humidité, l’altitude et la densité de l’air ont toutes un impact sur les performances du moteur. La chaleur, l’humidité élevée et l’air raréfié contribueront tous à réduire le rendement du moteur, car les moteurs à combustion réagissent différemment à différentes quantités de densité de l’air.
• Santé du moteur – Des kilomètres plus élevés ont tendance à entraîner une accumulation accrue et une compression plus faible, ce qui peut avoir et aura un impact sur le rendement du moteur. Les moteurs correctement entretenus auront de meilleures performances que les moteurs abusés ou négligés.
• Mises à niveau de soutien – Pour qu’un moteur produise une puissance maximale à partir de n’importe quel produit Weistec, il est nécessaire d’avoir des mises à niveau de soutien en place. Un filtre à air sale ou des bougies d’origine à fort kilométrage deviennent rapidement des maillons faibles.

Dyno de Weistec Engineering

Weistec Engineering possède un dyno Dynojet 424xLC Linx. Il s’agit d’un banc d’essai 4WD lié avec le module de courant de Foucault de contrôle de charge.

Nous avons choisi d’opter pour un banc d’essai Dynojet 424xLC Linx pour les raisons suivantes :

• Les quatre roues motrices étaient indispensables car de nombreux modèles Mercedes AMG ne sont disponibles que sous forme de véhicules à transmission intégrale 4Matic.
• L’option Linx relie les rouleaux avant et arrière avec une énorme courroie trapézoïdale industrielle. Ceci est crucial pour de nombreux véhicules Mercedes car un banc non relié peut endommager la transmission sur les véhicules à traction intégrale, car le différentiel central/boîte de transfert serait alors chargé de maintenir les deux rouleaux très lourds à des vitesses égales.
• Le module de courants de Foucault permet à nos ingénieurs de calibration d’appliquer une charge pour mieux simuler la conduite sur route et de développer des réglages qui offrent de grands gains avec la maniabilité OEM.
• Dynojet est le dynamomètre de châssis le plus populaire sur le marché et beaucoup de gens préfèrent voir les chiffres d’un Dynojet par rapport à d’autres modèles de dynamomètre.
• Les autres dynamomètres sont souvent recalibrés ou autrement ajustés pour “lire comme un Dynojet” et finissent donc par lire des chiffres entièrement différents de ceux d’un autre dynamomètre de la même marque et du même modèle.
• Etant un dynamomètre basé sur l’inertie, il n’y a pas de moyens simples pour manipuler les résultats, ce qui aide à garder les résultats cohérents si des comparaisons doivent être faites avec les résultats d’un autre dynamomètre Dynojet. Les variables d’inertie ne peuvent être modifiées que par Dynojet eux-mêmes, et ce n’est pas quelque chose qu’ils font pour tout le monde.
• Le logiciel Dynojet offre une poignée de facteurs de correction (SAE, DIN, JIS, EEC et non corrigés) pour compenser uniquement les conditions atmosphériques telles que la température, la pression et l’humidité.