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Fonctionnement de l'automobile

Cette page décrit le fonctionnement général d'une automobile, 2006, ainsi que des différents organes et éléments constitutifs de celle-ci.

Une automobile est constituée des éléments suivants :

  • Les roues supportent et permettent la mobilité du véhicule ;
  • Le châssis (Un châssis est un cadre rigide ou mobile fait d'une matière résistante, destiné à entourer ou supporter quelque chose.) et la carrosserie (La carrosserie est l'enveloppe rigide d'une machine, destinée à protéger les organes situé à l'intérieur. La carrosserie d'un véhicule protège les personnes et les éléments mécaniques des intempéries. Elle...) constituent un habitacle muni de sièges ;
  • Les suspensions : réalisent la liaison élastique entre le châssis et les roues ;
  • Le système de freinage ou freins assure le ralentissement (Le signal de ralentissement (de type SNCF) annonce une aiguille (ou plusieurs) en position déviée qui ne peut être franchie à la vitesse normale de la ligne.) et l'arrêt du véhicule ;
  • Le moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) à combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique (c’est-à-dire accompagnée d’une production d'énergie sous forme de chaleur ).) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable...) et / ou les moteurs électriques propulsent le véhicule ;
  • Les organes de transmission transmettent le couple du moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une...) aux roues ;
  • Les instruments de commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) (volant, pédales, compteurs, régulateur de vitesse (Le régulateur de vitesse est un système qui équipe les véhicules et qui est destiné à stabiliser une vitesse automatiquement et/ou à fixer une vitesse maximale limite (on parle alors de limitateur de vitesse). Le conducteur fixe la...)...) permettent la conduite de l'automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de...) en question ;
  • Le réservoir d'énergie : réservoir de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) et / ou batterie donnent une certaine autonomie au véhicule ;
  • Les éléments de confort et de sécurité sont des accessoires en nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) toujours croissant.

Fonctionnement

Moteur...

La fonction du moteur est de produire une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) capable de mettre en mouvement le véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.). Voir : Les articles de fond sur les moteurs.

... thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant...)

  • Le moteur à combustion interne (appelé aussi à tort en langage courant " moteur à explosion ") consomme un carburant qui est mélangé avec de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est...) et rejette des gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de...) résidus de la combustion. Son rendement bien qu'allant en s'améliorant est toujours bien faible - de l'ordre de 15 à 20 %.
  • Il produit également beaucoup de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !), qui est évacuée dans l'air extérieur au travers d'échangeurs air/eau, air/huile appelés radiateurs.
  • Un pot d'échappement est utilisé pour réduire le niveau sonore du moteur ainsi que les émissions polluantes (gaz et particules) à un niveau conforme aux normes en vigueur.
  • Le carburant liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) est amené du réservoir dans le moteur par une pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) électrique au travers d'une canalisation et d'un filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.). Quand le carburant est du gaz, celui-ci arrive au moteur à travers un détendeur.
  • Le moteur entraîne, entre autres accessoires, un alternateur chargé de la production d'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les phénomènes électriques et leurs...) basse tension (Les normes européennes définissent le domaine de la basse tension (abréviation BT) comme les tensions comprises entre :). Celui-ci alimente tous les accessoires électriques du véhicule, il recharge en parallèle une batterie, fournissant l'énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail : déplacer une charge, fournir de la lumière, calculer. Ce travail est proportionnel à la quantité d'électricité.) lors de l'arrêt du moteur.
  • Il génère un mouvement circulaire ou couple sur son arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une structure rigide composée d'un...) de sortie.

...électrique

Le ou les moteurs électriques puisent leur énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) dans des accumulateurs spéciaux pour traction montés en batterie.

  • Pendant les phases d'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une grandeur vectorielle qui indique la modification...) les moteurs transforment l'énergie électrique en travail et, pendant les freinages transforment la force d'inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (se déplaçant sur une droite à vitesse constante)...) du véhicule en énergie électrique rechargeant les batteries . Un système de régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) bi-directionnel connecte les moteurs aux batteries.
  • Des variantes en cours de développement utilisent un système de pile à combustible (Une pile à combustible est une pile où la fabrication de l'électricité se fait grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple l'hydrogène) couplée à la réduction sur...) pour fournir l'énergie électrique. Ces montages permettent en principe un fonctionnement silencieux, moins polluant et assez souple pour remplacer à terme les moteurs à explosions.

...mixte ou hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces (croisement...)

Les motorisations hybrides combinent les avantages des moteurs thermiques et ceux des moteurs électriques.

  • Les deux types de moteurs (Un moteur à combustion interne est un moteur dont la combustion (production d'énergie) va se situer au même endroit que la production de travail.) sont montés sur le véhicule, un système informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique...) embarqué allié à une électronique de puissance (L'électronique de puissance est l'une des branches de l'électrotechnique, elle concerne les dispositifs (convertisseurs) permettant de changer la forme de...) gère la complémentarité des moteurs, ainsi que les ressources disponibles en fonction des demandes et des contraintes.
  • Ce type de motorisation tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en étant plus complexe à concevoir et à fabriquer est particulièrement écologique (en théorie) par rapport aux systèmes classique thermique ou électrique. Il permet en particulier un rejet de CO nettement inférieur à celui d'un moteur thermique seul.
  • L'avantage le plus évident est la non pollution par les gaz d'échappement des endroits où ces rejets sont les moins désirables, les villes, puisque le moteur thermique ne fonctionne qu'à partir d'une certaine vitesse (On distingue :), à moins bien sur que les batteries soient déchargées.

Voir : véhicule hybride

Transmission

Boîte de vitesses

La boîte de vitesses est l'organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément...) qui permet de modifier la vitesse d'une voiture même si la vitesse de rotation du moteur est constante et surtout, dans le cas du moteur à explosion (Le moteur à explosion est un type de moteur à combustion interne, il est principalement utilisé pour la propulsion des véhicules de transport (avion à hélice, automobile, moto, camion, bateau), ainsi...), d'adapter le couple moteur disponible aux besoins.

Image:Gearbox diagram.JPG

Une boîte de vitesses est un montage de pignons mobiles et fixes sur des axes, enfermés dans un carter étanche et lubrifié par barbotage (Barbotage en science chimique désigne le passage d'un gaz chimiquement inerte à travers un liquide.), ou sous pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.). Ce système permet de modifier le rapport de démultiplication indispensable entre les roues et le moteur, les moteurs à explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation...) n'ayant pas un couple suffisant disponible à tous les régimes de rotation.

Le rapport de démultiplication désigne la relation entre la vitesse de rotation du moteur et celle des roues motrices
Cette boîte de vitesse (Une boîte de vitesse est le second maillon de la chaîne de transmission du couple d'un moteur au roues d'un véhicule. La boîte de vitesses propose...) peut être manuelle, robotisée, automatique ou à variation continue :

  • La boîte de vitesses manuelle comporte souvent cinq à six rapports en marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un déplacement en appui alternatif sur les jambes, en position debout...) avant, (la mode est à sept), plus une marche arrière.
  • Certains véhicules tout-terrain disposent d'une boîte de vitesses supplémentaire (boite de transfert), offrant une gamme de rapports plus courts destinée aux évolutions en tout-terrain. Ce type de boîte impose une rupture de la traction au changement en rapports courts et longs.
  • Une boîte robotisée est une boîte manuelle actionnée par des moteurs ou actuateurs : hydrauliques ou électrotechniques. Les changements de rapport sont commandés par le conducteur ou gérés par un automate (Un automate est un dispositif se comportant de manière automatique, c'est-à-dire sans intervention d'un humain. Ce comportement peut être figé, le...) électronique.
  • Une boîte automatique offre un confort supplémentaire, elle n'impose pas d'interruption de la traction pour changer de rapport. La gestion est confiée à un automate électronique au service de l'hydraulique (L'hydraulique désigne la branche de la physique qui étudie les liquides. En tant que telle, les champs d'investigation qu'elle propose regroupent plusieurs domaines :).
    • Un convertisseur de couple hydraulique placé entre le moteur à la boîte, augmente le couple disponible à bas régime et filtre les à-coups.
    • Le convertisseur, ainsi que la boîte automatique, entraîne une légère surconsommation pour un confort de conduite non négligeable.
Boîte à variation continue
  • Une boîte à variation continue (CVT) est constituée d'une courroie reliant deux poulies : une côté moteur, une côté différentiel (Un différentiel est un système mécanique qui a pour fonction de distribuer une vitesse de rotation de façon adaptative aux besoins d'un ensemble mécanique.), dont les diamètres varient automatiquement adaptant la demande au couple fournit par le moteur.
    • Elle offre une infinité de rapports sans à-coups, ni rupture de la propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie fournie par le milieu extérieur ou par un moteur.) et une adaptation constante entre le régime de rotation du moteur et sa charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un...) instantanée.
    • Malgré un rendement mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...),...) encore légèrement inférieur (mais en progression) à celui d'une boîte à pignons, la consommation moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous...) de carburant en usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) routier s'approche de celle d'une boîte mécanique avec un confort de conduite incomparable.

Pont (Un pont est une construction qui permet de franchir une dépression ou un obstacle (cours d'eau, voie de communication, vallée, etc.) en passant par-dessus cette séparation. Le franchissement supporte le passage...), différentiel et cardan

Schéma d'un différentiel

Un pont (souvent dans le même boîtier que la boîte de vitesses sur les tractions avant) permet de transmettre le mouvement aux deux roues d'un même essieu (Dans un véhicule à roues, un essieu est un arbre placé transversalement sous la caisse et supportant par l'intermédiaire des fusées les roues situées à ses extrémités. Un essieu peut être...). Le pont est relié aux roues par deux arbres ou demi transmissions munies de cardans.

Un différentiel est intégré au pont, il permet la différence de vitesse de rotation entre la roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.) gauche et droite dans les courbes. Sans ce dispositif, il serait très difficile de prendre un virage sans rouler au pas. Sur les véhicules destinés au tout terrain un système de blocage du ou des différentiels autorise la traction dans des conditions d'adhérence nulle d'une ou de plusieurs roues.

Traction

Sur une traction, le couple du moteur est transmis aux roues avant.

Propulsion

Sur une propulsion, ce sont les roues arrières qui reçoivent le couple moteur. Si le moteur n'est pas situé à l'arrière, le mouvement est transmis grâce à un arbre de transmission. Le pont est positionné entre les roues arrière.

4x4

Sur un véhicule à transmission intégrale (Une intégrale est le résultat de l'opération mathématique, effectuée sur une fonction, appelé intégration. Une intégrale est donc composée d'un...) les deux systèmes coexistent, afin d'offrir le maximum de motricité surtout en tout terrain. Sur certaines implémentations, un arbre reliant les essieux avant et arrière munis d'un différentiel permet de répartir dynamiquement le couple entre ces essieux.

Freinage

Ralentissement

Il existe trois manières de ralentir une automobile :

  1. L'utilisation du frein moteur qui consiste à changer de rapport sur la boîte de vitesses, de manière à mettre le moteur à un régime où, n'étant plus alimenté en carburant, il offre une résistance certaine ;
  2. Un appui sur la pédale de frein déclenche le fonctionnement des freins ;
  3. Un véhicule peut être immobilisé à l'aide du frein à main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce dernier par le...). Le levier de frein à main tire sur un câble actionnant les freins avant ou plus souvent arrière, par un mécanisme spécifique.

Les freins principaux sont la plupart du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) à commande hydraulique, mais commencent à apparaître les commandes électriques (très rares à ce jour).

Émetteur de freinage et réservoir de liquide de frein
Émetteur de freinage et réservoir de liquide de frein
  • La pédale de frein actionne un amplificateur (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) qui pousse (Pousse est le nom donné à une course automobile illégale à la Réunion.) un piston dans un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane fermée (c), appelée courbe directrice et...) emplit d'une huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se...) spéciale.
  • L'huile sous pression sort du cylindre en direction de deux circuits croisés ; l'un commande la roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.) avant gauche et la roue arrière droite, l'autre commande la roue avant droite et la roue arrière gauche. Ce système préserve un minimum de freinage équilibré en cas de défaillance d'un des deux circuits.
  • Les freins montés sur les roues reçoivent la pression hydraulique et serrent des parties fixes contre les parties mobiles.
  • Les partie fixes appelées garnitures ou plaquettes sont en matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) spécial s'usant progressivement, résistant à l'élévation de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux...) et assurant un bon contact mécanique.
  • Les parties mobiles tournant avec les roues sont en métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons...) renforcé car elles doivent dissiper toute l'énergie thermique (L'énergie thermique est l'énergie cinétique d'un objet, qui est due à une agitation désordonnée de ses molécules et de ses atomes. Les transferts d'énergie thermique entre corps sont appelés transferts de chaleur et jouent un rôle essentiel en...) résultant de la perte d'énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique d’un corps est égale au travail...) du véhicule.
Frein à disque sport
Frein à disque (Le frein à disque est un système de freinage performant pour les véhicules munis de roues en contact avec le sol : automobile, avion, train, etc. et pour diverses machines.) sport
  • Dans le cas d'un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en...), les plaquettes sont serrées sur les deux faces du disque par un ou plusieurs pistons hydrauliques. Le disque est autoventilé sur les véhicules sollicitant durement les freins.
  • Avec un tambour, les garnitures sont forcées contre la face intérieure du tambour par un double piston hydraulique.
  • Le système ABS (ABS est un sigle qui désigne :) (Antiblockiersystem) supprime les blocages de roue lors de freinages violents et en condition de faible adhérence. Il relâche la pression dans le circuit de freinage d'une roue dès la détection d'une vitesse de rotation plus faible que celle des autre roues. Ce dispositif permet au conducteur de garder le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) directionnel de son véhicule, le freinage étant alors légèrement atténué.
  • Le système Aide au freinage d'urgence (AFU) permet de freiner à la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) maximale dès les premiers instants d'un freinage d'urgence, détecté d'après la vitesse d'enfoncement de la pédale de frein. Il est nécessairement associé à un ABS.
  • Le système ESP permet de corriger sensiblement la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) en agissant à la fois sur le système de freinage et le contrôle de la puissance du moteur.

Frein de parc (Un Parc est un terrain naturel enclos,[1] formé de bois ou de prairies, dans lequel ont été tracées des allées et chemins destinés à la chasse, à la promenade ou à l’agrément. Il se distingue du...)

Le système est constitué : D'un levier souvent à main, parfois d'une pédale supplémentaire, ce levier tire sur un câble, qui lui-même actionne mécaniquement le système de freinage des roues d'un même essieu très souvent l'arrière et parfois l'avant.

Contact avec le sol

Les roues sont au nombre de quatre, plus une roue de secours non montée. Cette dernière est parfois remplacée par un kit anti-crevaison ou, par une roue dotées d'un pneu réduit, (galette permettant de rouler à vitesse modérée jusqu'au prochain garage), pour des motifs d'encombrement.

  • Chaque roue est formée de l'assemblage d'un pneumatique monté sur une jante. Cet ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être...) forme un espace étanche, qui est gonflé, (emplit sous pression) d'air et parfois d'azote (Table complète - Table étendue) (pour une moindre déperdition).
  • Les pneus jouent un rôle très important, car ils assurent à eux seuls le contact entre le sol et le véhicule, quelles que soient les circonstances. Pour cette raison, il est important de maintenir les pneumatiques en bon état et, avec une pression de gonflage adapté. Il est conseillé de vérifier la pression de l'ensemble des roues, roue de secours comprise, environ tout les mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.); le gonflage à l'azote permet d'allonger la périodicité de la vérification, mais ne la supprime en aucun cas.

Suspensions

Un système de bras, associés à un ou plusieurs ressorts couplé à un amortisseur (Un amortisseur est un système destiné à limiter voire supprimer les oscillations d'un objet ou à isoler un objet de vibrations par dissipation d'énergie. Les vibrations libres ou forcées correspondent au mouvement...) hydraulique, constitue une liaison élastique entre chaque roue et le châssis du véhicule.
Ce montage mécanique est de conception très variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En statistiques, une variable peut aussi...) en fonction des modèles et des constructeurs. Certains utilisent des systèmes hydro-pneumatiques complexes et assistés électroniquement. Mais le coût d'une telle suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de transport des...) est tel qu'elle est réservée aux véhicules haut de gamme.

Il existe deux principaux types de suspensions :

  • Indépendantes : chaque roue peut effectuer des mouvements sans influer sur l'autre roue du même essieu. C'est le type de suspension le plus utilisé pour les véhicules particuliers. Elle est confortable et offre une bonne tenue de route (La tenue de route est une expression mal définie, décrivant le comportement routier d'un véhicule (automobile ou motocyclette essentiellement).).
  • Rigides : Les roues d'un même essieux sont liées de manière rigide, les mouvements de l'une influent sur l'autre. Ce type de suspensions est utilisé pour les poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle...) lourds car il permet de supporter de lourdes charges. Les essieux rigides sont encore utilisés sur les véhicules tout terrain pour leur robustesse.

Cas particulier : sur les véhicules poids lourds récents, la cabine (Sur un bateau, une cabine désigne une pièce d'habitation pour une ou plusieurs personnes. Une cabine peut prendre plusieurs aspects : sur un grand navire, elle prend l'apparence...) est elle-même suspendue par rapport au châssis.

Commandes

Direction

Le système qui permet de diriger une automobile est composé de plusieurs parties :

Schéma d'une direction à crémaillère
  • Le dispositif de commande, qui est généralement un volant circulaire, permet aux mains du conducteur d'appliquer un couple sur le système de direction. Le volant, situé face au conducteur, est en général réglable pour s'adapter au mieux à la morphologie et aux habitudes des conducteurs.
  • Quand la voiture va en ligne droite les roues avant sont sur un même axe parallèle à celui des roues arrière mais lors d'un virage les roues avant ne sont plus parallèles car leurs axes et celui des roues arrière doivent être concourants.
  • La transmission du mouvement imprimé par le conducteur se fait sur la colonne de direction fixée au centre du volant de commande ; elle transmet le couple aux biellettes de direction (agissant directement sur les roues) par l'intermédiaire d'un boîtier de direction.
  • Le boîtier est soit un système pignon s'engrenant sur une crémaillère, soit un système à vis avec circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) de billes.
  • L'assistance de la direction permet au conducteur de ne pas à avoir à fournir d'effort important sur le volant. Elle est généralement autoadaptive en amplifiant plus ou moins les forces imprimées au volant aux efforts nécessaires pour diriger le véhicule. Ces effort sont naturellement variables et inversement proportionnels à la vitesse du véhicule.
    • L'assistance est traditionnellement hydraulique. Elle est généralement asservie à la vitesse, afin d'accroître la stabilité à haute vitesse, sans pénaliser la maniabilité (La maniabilité désigne la plus ou moins bonne aptitude d'un véhicule terrestre, naval ou aérien à réagir aux sollicitations de son conducteur ou pilote pour effectuer les manœuvres désirées.) à basse vitesse.
    • Elle peut désormais être électrique. L'assistance par moteur électrique est plus économique, vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) qu'elle est inactive en ligne droite, alors qu'un système hydraulique doit toujours être sous pression.

Pédales

Pédalier boite manuelle

De gauche à droite :

  • La pédale d'embrayage (L'embrayage est un dispositif d'accouplement temporaire entre un arbre dit moteur et un autre dit récepteur. Du fait de sa transmission par adhérence, il offre une mise en charge progressive de l'accouplement qui évite les à-coups...), (présente uniquement sur les véhicules à boîte manuelle), permet le changement de rapport dans la boîte de vitesses en désaccouplant cette dernière du moteur, induisant une rupture de la traction ;
  • La pédale de frein transmet au système de freinage une pression proportionnelle à la pression exercée sur cette pédale ;
  • La pédale d'accélérateur permet de réguler la puissance demandée au moteur.

Commande électrique

Le conducteur dispose de diverses commandes regroupées autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre...) du volant, lui permettant de ne pas quitter des yeux la route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) et des mains le volant.
La disposition de ces commandes n'est pas standardisée, mais les constructeurs français ont adoptés la même disposition à peu de chose près :

  • A gauche :
    • On trouve un levier à plusieurs positions pour piloter l'éclairage et la signalisation extérieure (la mise en route de l'éclairage se trouve parfois commandée par un bouton à bascule (Une bascule ou un basculeur est un circuit intégré logique doté d'une sortie et d'une ou plusieurs entrées. La sortie peut être au niveau logique 0 ou 1. Les...) sur le tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) de bord).
  • A droite :
    • Un levier permet la commande des essuie-glaces avant et arrière.
    • Souvent, en retrait, un boîtier à commandes multiples permet de piloter l'autoradio (Un autoradio est un système permettant aux passagers d'une automobile d'écouter une bande sonore tout en roulant.).
  • L'avertisseur sonore (Un avertisseur sonore est un appareil émettant un son principalement destiné à donner un signal ou à prévenir d’un danger. Les avertisseurs sonores équipent principalement les automobiles, trains et bateaux.) s'actionne en appuyant en bout d'un des leviers ou sur le centre du volant (selon le modèle du véhicule).

Afficheurs

Compteur de vitesse, compte-tour, etc..

Sous une casquette intégrée au tableau de bord (Le tableau de bord est l'élément qui indique au conducteur d'un véhicule (automobile, bateau), les paramètres de fonctionnement de celui-ci. Il est le plus souvent situé face au conducteur ou...) (protégeant le pare-brise (Un pare-brise est une vitre située à l'avant d'un véhicule qui permet de protéger les passagers du vent tout en assurant une bonne visibilité au conducteur.) des réflections lumineuses), généralement en face du conducteur et, parfois au centre du tableau de bord, mais tourné vers le conducteur

  • Un indicateur de vitesse du véhicule, obligatoire, comporte un compteur ou odomètre (Un odomètre est un instrument de mesure, permettant de connaître la distance parcourue par un véhicule. Pour le piéton, il s'agit du podomètre. Ces dispositifs peuvent être...), non réinitialisable, totalisant des kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière...) parcourus par le véhicule, ainsi qu'un compteur avec remise à zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une position vide dans l’écriture des nombres en notation...) pour un usage journalier.
Jauge de carburant
  • Un indicateur de niveau de carburant.
  • Des témoins lumineux sont disposés, sous la même casquette, rappelant au conducteur certains évènements : allumage (Pour s'enflammer, le mélange air-essence, un gaz contenu dans le cylindre doit subir une élévation de température permettant de porter une partie de sa masse au-dessus de sa température...) des veilleuses, codes, phares, clignotants et éclairage et signalisation annexe.
  • Des voyants d'alerte : défaut de pression d'huile, température excessive d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), défaut de charge de la batterie et, indicateur de fonctionnement de divers accessoires, sont regroupés dans le même espace.
  • Un compte-tours (Un tachymètre ou compte-tours est un instrument de mesure permettant d’indiquer la vitesse de rotation d'une pièce en mouvement. Le capteur peut être mécanique, optique ou à courants de Foucault.) indiquant le nombre de rotations du moteur par minute ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon,...) est souvent présent. Il comporte une zone délimitée en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) indiquant la vitesse de rotation du moteur à ne pas dépasser.
  • Une pendule (Le mot pendule (nom masculin) nous vient d'Huygens et du latin pendere. Il s'agit donc à l'origine d'un système oscillant sous l'effet de la pesanteur....) permet de remplir efficacement un vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) dans l'espace du tableau de bord.
  • Différents indicateurs : température d'huile, température d'eau, température d'air, pression d'huile, pression de turbo, voltmètre, ampèremètre (Un ampèremètre est un appareil qui mesure l'intensité d'un courant électrique dans un circuit. L'intensité est mesurée en ampères.) peuvent être ajoutés.

Sécurité

Protection des passagers en cas de choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.)

Zones de déformation et cellule de survie

Zone de déformation avant

Les véhicules modernes sont conçus de façon qu'un choc soit amorti par la déformation des zones périphériques (capot moteur, coffre, flancs), pour préserver l'intégrité de l'habitacle qui lui bénéficie d'une structure renforcée.

Au niveau de la structure, des pièces sont dimensionnées pour se déformer. En cas de choc frontal, les efforts vont passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) par les longerons d'une part, les côtés de caisse (Les caisses en bois servent à emballer des produits en plusieurs pièces, qui doivent être livrées ensembles.) et le plancher. Pour un choc latéral, les voies d'effort sont le pied milieu, le plancher et le pavillon. Dans tous les cas, on essaie de faire passer le choc par les "trois voies d'efforts".

Airbag

L'airbag ou coussin de sécurité se déclenche à partir d'une certaine force de décélération et d'une certaine vitesse pour limiter le choc subi par les occupants du véhicule, en le répartissant sur une plus grande période de temps (la puissance du choc étant fonction de la diminution de vitesse et du temps nécessaire pour diminuer cette vitesse). Il peut sauver des vies jusqu'à environ 50 km/h au moment de l'impact sur un obstacle fixe.

Ceinture de sécurité (La ceinture de sécurité est un dispositif de sécurité permettant de limiter les mouvements incontrôlables des passagers d'un véhicule, lors d'un choc. Ainsi, les occupants d'un véhicule en mouvement...)

Ceinture de sécurité

La ceinture de sécurité permet de maintenir l'occupant d'un véhicule en mouvement sur son siège lors d'un choc. Elle évite son éjection hors du véhicule ou sa projection (La projection cartographique est un ensemble de techniques permettant de représenter la surface de la Terre dans son ensemble ou en partie sur la surface...) contre un partie de l'habitacle (tableau de bord, pare-brise, etc.). Équipée d'un prétensionneur et d'un limiteur d'effort, elle permet comme l'airbag de minimiser la puissance du choc, en transférant l'énergie du choc dans les attaches de la ceinture.

Éclairage et signalisation extérieure

  1. Veilleuses ou feux de position aux quatre coins du véhicule, (en Europe : avant : blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu, d'où l'image que l'on en donne parfois :...) / arrière : rouge)
  2. Feux de croisement et des feux de route (blanc)
  3. Feux stop, positionné à l'arrière, allumés lors d'un appui sur la pédale de frein. (rouge)
  4. Feu(x) de recul, positionné(s) à l'arrière, allumé(s) lors du passage de la marche arrière. (blanc)
  5. Feux clignotants positionné aux quatre coin du véhicule servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) à indiquer les changements de direction du véhicule autres usagers de la route. (orange)
  6. Feux de détresse servent à signaler un danger, (véhicule arrêté anormalement ou circulant à vitesse anormale). Feux clignotant (Un clignotant est un dispositif lumineux basé sur une production discontinue de lumière.) des deux côtés en même temps. (orange)
  7. Indicateur de gabarit, allumés en permanence, ils rendent plus visible le véhicule dans de nombreux environnements. (orange)
  8. Feux de brouillard (Le brouillard est le phénomène météorologique constitué d’un amas de fines gouttelettes ou de fins cristaux de glace, accompagné de fines particules hygroscopiques saturées d'eau, souvent de...) avant servent à améliorer la visibilité (En météorologie, la visibilité est la distance à laquelle il est possible de distinguer clairement un objet, quelle que soit l'heure. On peut mesurer la visibilité horizontale et verticale, souvent...) du conducteur par temps de brouillard. (blanc)
  9. Feu(x) de brouillard arrière améliore(nt) par temps de brouillard la signalisation du véhicule pour les autres usagers arrivant par l'arrière. (rouge)

Avertisseur sonore

Les véhicules automobiles sont obligatoirement pourvus d'un avertisseur sonore, permettant au conducteur de prévenir d'un danger les personnes extérieures au véhicule.
Il est d'un usage très réglementé surtout en ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les habitations doivent être à...).

Rétroviseurs

Les rétroviseur (Un rétroviseur est un dispositif comportant un miroir et que l'on peut trouver sur certains véhicules (principalement les voitures, les camions et les deux-roues motorisés). Ces dispositifs permettent au conducteur du...) sont des accessoires indispensables à la conduite d'une automobile. Ils sont constitués d'un miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet. C'est souvent une couche...) orientable permettant au conducteur de voir derrière lui sans se retourner.

Rétroviseur intérieur

Généralement placé en haut du pare-brise et en position médiane (Le terme de médiane, du latin medius, qui est au milieu, possède plusieurs acceptations en mathématiques :) face au conducteur, il permet au conducteur de visualiser ce qui se passe derrière son véhicule. Ce rétroviseur comporte deux positions : une pour le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début...) et, une pour la nuit, là un second miroir placé derrière un miroir sans tain permet de limiter l'éblouissement par les véhicules poursuivants.

Rétroviseurs extérieurs

Les rétroviseurs extérieurs entraînent une surconsommation d'environ 3 % en raison des turbulences aérodynamiques qu'ils engendrent. Leur remplacement par un couple caméra-écran n'est pas autorisé par les normes techniques actuelles.

Essuie-glace

Les essuie-glaces (appelés aussi essuie-vitres) sont des raclettes en caoutchouc, montées sur des bras exerçant une pression sur le pare-brise et actionnées par un moteur électrique commandé depuis l'habitacle.

Ils sont en nombre variable, suivant la taille du pare-brise et la conception de leurs bras. Ils permettent de nettoyer le pare-brise avant, ainsi que la vitre arrière, sans sortir du véhicule.
Ils sont obligatoirement associés à un lave (La lave est une roche en fusion, plus ou moins fluide, émise par un volcan lors d’une éruption. La lave est issue d'un magma, réserve de roche en...) glace (La glace est de l'eau à l'état solide.), pompe électrique qui projette de l'eau puisée dans un réservoir sur le pare-brise pour aider au nettoyage.

Confort

Les principaux éléments de confort sont :

  • Autoradio
  • Chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.) et climatisation (La climatisation est la technique qui consiste à modifier, contrôler et réguler les conditions climatiques (température, humidité, niveau de poussières, etc.) d’un...) manuelle / automatique
  • Toit (Le toit est la structure couvrant la partie supérieure d'un édifice, permettant principalement de protéger son intérieur contre les...) ouvrant
  • Lève vitre (électrique ou manuel)
  • Allume cigare
  • Régulateur de vitesse
  • Sièges réglables électriquement, chauffants.
  • Coffre à bagages
  • parfumerie
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