Consommation de voiture avec la clim allumée

[Bartolomeo]

Bonjour,

une voiture qui utilise la clim consomme plus d´essence que sans clim.

A quoi est ce dû exactement?

Mon hypothese:
Je suppose que les moteurs de ventilation et la pompe consomme de l´énergie fourni par la batterie, qui elle est rechargé par un générateur entrainé par le moteur. Mais ce générateur est entrainé continuellement par le moteur, donc en principe que la clim soit éteinte ou allumée il ne devrait pas y avoir plus de consommation. Donc j´ai homis quelque chose... mais quoi?
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[invite2313209787891133]

Bonjour

Quand la clim la demande d'énergie électrique est plus grande. L'alternateur (le générateur qui recharge la batterie) va donc "forcer" un peu plus. La contrainte étant plus grande le moteur consomme plus d'essence, un peu comme si tu montait une côte.

Si tu possèdes un petit moteur de modèle réduit tu peux t'amuser à le faire tourner à vide, puis en court-circuitant ses bornes, tu te rendra compte que si il est court-circuité la force nécessaire pour le faire tourner est bien plus grande.

[Blend59]

Ta réponse me semble farfelue.
Selon ce que j'ai pu lire seule la Prius a une clim électrique.
Pour la majorité des autres la clim fonctionne avec un compresseur entrainé par le moteur via une courroie.
cf compresseur ici
Donc l'électronique est relativement peu présente.

Cette idée de l'alternateur qui va forcer le moteur (c'est à dire lui demander plus d'énergie pour fonctionner en quelque sorte) me semble totalement absurde...
Pour moi c'est une contrainte mécanique de plus qui s'exerce sur le moteur via le circuit mécanique du compresseur et qui provoque donc une surconsommation.
Pas de court-circuit ici puisque la clim n'exerce pas de fém...
(Comme si la clim fonctionnait et disait ensuite bon je fonctionne mais maintenant il va falloir me filer l'énergie que j'ai utilisé auparavant)

D'autres opinions peut-être ?

[Bartolomeo]

Bonjour

Quand la clim la demande d'énergie électrique est plus grande. L'alternateur (le générateur qui recharge la batterie) va donc "forcer" un peu plus. La contrainte étant plus grande le moteur consomme plus d'essence, un peu comme si tu montait une côte.

Si tu possèdes un petit moteur de modèle réduit tu peux t'amuser à le faire tourner à vide, puis en court-circuitant ses bornes, tu te rendra compte que si il est court-circuité la force nécessaire pour le faire tourner est bien plus grande.

Merci pour cette réponse rapide!

Donc en fait ce sont les... comment appeler ca... forces de frottement magnétique? C´est le principe utilisé pour les freins magnétiques?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Blend59]

Et ma réponse alors ?? snif...

[Blend59]

En y réfléchissant un peu plus, je tiens à dire que c'est du grand n'importe quoi la première réponse !

Imaginons un moteur, un ampoule ou ici une clim électrique (je rappelle que la majorité sont des clim "mécanique" sur les voitures)
J'alimente ce circuit avec une tension inférieure à la tension maxi, le moteur tourne lentement, la lampe éclaire faiblement , la clim fonctionne mal.
NON le dispositif ne fonctionne pas à puissance maxi et ne demande pas un rab de tension au générateur !
Le dispositif prend la tension qu'on lui impose.
En circuit mécanique c'est possible car le compresseur est d'une certaine façon solidaire du moteur via la courroie et y exerce donc une contrainte mécanique.

[verdifre]

bonsoir,
un alternateur sert a transformer de l'energie mecanique en enrgie electrique
si on negliges les rendements, si la consommation electrique est de 1 Kw il faut 1 Kw mécanique pour faire tourner l'arbre de l'alternateur.
maintenant il y a des pertes partout, donc en realité pour fournir 1 Kw electrique il te faura surement dans les 1.5 Kw mécanique
fred

[invite2313209787891133]

Ta réponse me semble farfelue.
Selon ce que j'ai pu lire seule la Prius a une clim électrique.

Bonjour

C'est tout à fait possible; je ne sais pas exactement comment fonctionne une clim, si ce n'est qu'elle utilise de l'énergie mécanique pour faire tourner son compresseur.
Ensuite que cette énergie soit fournie par le moteur de la voiture ou un moteur électrique alimenté par la batterie ne change fondamentalement rien à mon raisonnement; dans tous les cas l'énergie vient bien de quelque part, et toute demande supplémentaire se traduit par une consommation plus grande. Le simple fait d'allumer ses feux par exemple augmente la consommation d'environ 0.1%.

Et ce n'est pas une raison pour t'exciter de la sorte...

[invite2313209787891133]

En y réfléchissant un peu plus, je tiens à dire que c'est du grand n'importe quoi la première réponse !

Imaginons un moteur, un ampoule ou ici une clim électrique (je rappelle que la majorité sont des clim "mécanique" sur les voitures)
J'alimente ce circuit avec une tension inférieure à la tension maxi, le moteur tourne lentement, la lampe éclaire faiblement , la clim fonctionne mal.
NON le dispositif ne fonctionne pas à puissance maxi et ne demande pas un rab de tension au générateur !
Le dispositif prend la tension qu'on lui impose.
En circuit mécanique c'est possible car le compresseur est d'une certaine façon solidaire du moteur via la courroie et y exerce donc une contrainte mécanique.

C'est ce raisonnement qui est "n'importe quoi".

[Bartolomeo]

Blend59, merci pour ta réponse, tu l´as écris pendant que je répondais à Dudulle.
L´idée de la courroie qui va du moteur de la voiture au compresseur ne me convaint pas du tout. Il faudrait enlever la courroie ou un neutre si l´on ne veut pas utiliser la clim! A mon avis c´est plutôt un moteur éléctrique qui est relié par une courroie au compresseur.

bonsoir,
un alternateur sert a transformer de l'energie mecanique en enrgie electrique
si on negliges les rendements, si la consommation electrique est de 1 Kw il faut 1 Kw mécanique pour faire tourner l'arbre de l'alternateur.
maintenant il y a des pertes partout, donc en realité pour fournir 1 Kw electrique il te faura surement dans les 1.5 Kw mécanique
fred

Merci fred, je pense qu´on est tous d´accord sur le fait que pour gagner en énergie éléctrique on doit fournir une énergie mécanique qui est messurable à partir de la consommation d´essence. C´est une des les lois de la thermo.

Ce que j´ai du mal à concevoir c´est les raisons physiques microscopique pour lequel le moteur doit consommer plus d´essence pour que la voiture garde la même vitesse. Dudulle à parlé de l´exemple de monter une pente. Dans ce cas on "se bat" avec la force d´attraction terrestre. Mais dans mon problême quelle est cette force contre laquelle on "se bat"? Est ce bien la force magnétique dans l´alternateur?

[Blend59]

C'est ce raisonnement qui est "n'importe quoi".

Pas assez de preuves pour m'en convaincre

Et ce n'est pas une raison pour t'exciter de la sorte...

Personne ne s'excite ici, j'ai juste l'impression de lire des absurdités.
Je serai prêt a te croire si tu daignes apporter plus d'explications que ce qui est écrit jusqu'ici...

[Blend59]

Bon problème résolu
explication
Au temps pour moi.

Mais il reste vrai que le compresseur fonctionne via énergie mécanique et non électrique.

Pour ma part c'est ok

[invite2313209787891133]

Personne ne s'excite ici, j'ai juste l'impression de lire des absurdités.
Je serai prêt a te croire si tu daignes apporter plus d'explications que ce qui est écrit jusqu'ici...

Des explications à propos de quoi ?

[Blend59]

Blend59, merci pour ta réponse, tu l´as écris pendant que je répondais à Dudulle.
L´idée de la courroie qui va du moteur de la voiture au compresseur ne me convaint pas du tout. Il faudrait enlever la courroie ou un neutre si l´on ne veut pas utiliser la clim! A mon avis c´est plutôt un moteur éléctrique qui est relié par une courroie au compresseur.

Et pourtant
Explication
Pas de moteur électrique.
Ce qui te dérange c'est la mise en marche.
Comme c'est écrit la poulie est folle lors de l'arrêt et embrayée électriquement.

Dudulle, plus rien à expliquer. Mille excuses, le raisonnement me semblait absurde (d'où ma réaction) dû à un défaut de mes connaissances, j'ai comblé ce défaut grâce à ton intervention.

Cordialement

[invite8d75205f]

bonsoir,

l'explication de Dudule est la seule convaincante... puisqu'elle est juste. Dans une voiture, que la clim soit actionnée via une courroie directement par le moteur ou par un moteur électrique branché sur la batterie, elle ne peut tirer son énergie de la seule source pérenne(si l'on pense à faire le plein !) de l'automobile : le carburant.

Si la clim est alimentée électriquement, elle est branchée en dérivation sur la batterie avec les autres systèmes électriques : l'ajout d'une branche (celle de la clim) dans un circuit en dérivation augmente le courant fourni par le générateur et donc l'énergie qu'il fournit : E= U*I*t si l'on considère que U=12V =constante. (I est l'intensité du courant et t la durée de fonctionnement envisagée)

Si la clim est alimentée mécaniquement par l'intermédiaire d'une courroie (ce qui me semble improbable), le fait de la brancher demande plus d'énergie au moteur : d'où peut-il la tirer sinon du carburant qui l'alimente ? (heureusement que les passagers ne sont pas obligés de pédaler pour faire marcher la clim : ils se réchaufferaient pour se refroidir)

cordialement

[Blend59]

Dommage que tu n'aies pas eu le temps de lire mon message précédent, car il contient un lien qui apporte quelques réponses dont le fait que le compresseur est mécanique...enfin bon si personne ne veut y croire ce n'est pas mon problème.

Pour le reste on est d'accord partout.

[Bartolomeo]

Désolé d´insister, mais on est dans un forum de physique. Ca veut dire qu´on peut pousser un peu plus loin! En effet je trouve ca trop facile de parler d´énergie: c´est juste un nombre pour permetre de comparer des phénomenes différents.
Il a fallu seulement d´un message pour répondre la question (encore merci Dudulle). M´en veut pas Blend59 mais ca ne m´interesse pas vraiment la transmission du compresseur, puisqu´on va modéliser et admettre qu´il tourne quand la clim est sur "on".

Ce qui m´interesse c´est l´intérieur de l´alternateur: les forces en question qui obligent à augmenter le couple de l´arbre de l´alternateur.

[invite2313209787891133]

Dommage que tu n'aies pas eu le temps de lire mon message précédent, car il contient un lien qui apporte quelques réponses dont le fait que le compresseur est mécanique...enfin bon si personne ne veut y croire ce n'est pas mon problème.

Pour le reste on est d'accord partout.

Moi je te crois Blend !!

C'est vrai qu'en y reflechissant un instant ça semble logique, il n'y aurait aucun sens à transformer l'énergie mécanique du moteur en énergie électrique par l'intermédiaire de l'alternateur, puis refaire l'inverse avec un moteur électrique. Autant prendre directement l'énergie mécanique "à la source".
Du coup je me dis que c'est peut être bien la poulie bloquée qui fait que la clim de ma voiture ne marche pas...

[invite8d75205f]

ok, autant pour moi !

[invite8d75205f]

Dommage que tu n'aies pas eu le temps de lire mon message précédent, car il contient un lien qui apporte quelques réponses dont le fait que le compresseur est mécanique...enfin bon si personne ne veut y croire ce n'est pas mon problème.

Pour le reste on est d'accord partout.

ok, autant pour moi !

[invite2313209787891133]

Ce qui m´interesse c´est l´intérieur de l´alternateur: les forces en question qui obligent à augmenter le couple de l´arbre de l´alternateur.

Pour aller un peu plus loin, l'augmentation du couple est provoqué par les "courants de Foucault".
Un alternateur n'est en fait rien d'autre qu'un moteur; en le faisant tourner on produit de l'électricité, en l'alimentant on le fait tourner.

Par ailleurs un moteur électrique est caractérisé par une force "contre électromotrice", concrètement il s'agit de la tension qu'il produit en le faisant tourner. Si on alimente un moteur cette force contre électromotrice s'oppose au passage du courant.

Si maintenant on utilise un alternateur pour produire de l'électricité et que l'on fait débiter une intensité à ses bornes, l'énergie consommée va agir comme si l'on alimentait le moteur à contre sens.
Plus l'intensité débitée est forte, et plus l'alternateur va "forcer" pour maintenir une certaine vitesse.

Ce phénomène est utilisé dans certains systèmes de freinage; des alternateurs sont solidaires des roues. En faisant débiter le courant produit par ces alternateurs dans une résistance (l'énergie est donc perdue sous forme de chaleur) ou vers une batterie (l'énergie est récupérée) on peut faire ralentir le véhicule.

Le plus beau dans l'histoire c'est que la résistance est proportionnelle à la vitesse de rotation des alternateurs, ainsi on obtient un freinage très doux et progressif. Je ne sais pas si tu prenais le bus étant petit, mais tu as sans doute vu le chauffeur actionner une sorte de manette pour freiner; il s'agit d'un frein fonctionnant sur ce principe.

Comme je l'avais dis quelques messages plus haut on peux expérimenter soit même ce principe avec un petit moteur électrique basse tension.
On peut par exemple enrouler un fil autour de l'axe avec un poids fixé à l'autre extrémité.
Quand on lache le poids l'axe du moteur tourne rapidement; si on court circuite les contacts du moteur le poids ralenti et sa vitesse fini par se stabiliser.

[sitalgo]

B'jour,

On peut préciser qu'une voiture équipée de la clim consomme davantage même si la clim ne fonctionne pas puisque :
- on a un surpoids ordinairement d'un vingtaine de kilos.
- une courroie et une poulie qui tournent pour rien, l'embrayage du compresseur étant dans le bloc du compresseur.

[Blend59]

Dudulle: surtout qu'a chaque transformation d'energie, on a des pertes donc autant faire le moins de transformation possibles...

Bartolomeo: Pourquoi je t'en voudrai...j'essaye juste de répondre à ta question, si tu la réorientes c'est ta décision.

Bon donc admettons que la clim est électrique. Pour expliquer l'augmentation de consommation, ne faut-il pas en plus de ce dont vous parlez, parler du régulateur de tension de l'alternateur ?
Peut-être me trompe-je...

[Bartolomeo]

Pour aller un peu plus loin, l'augmentation du couple est provoqué par les "courants de Foucault".

Parfait! C´était le mot clef dont j´avait besoin! Je vais pouvoir orienter mes recherches là dessus!

Merci!

[invite2313209787891133]

Bon donc admettons que la clim est électrique. Pour expliquer l'augmentation de consommation, ne faut-il pas en plus de ce dont vous parlez, parler du régulateur de tension de l'alternateur ?
Peut-être me trompe-je...

L'influence du régulateur n'est pas évidente à expliquer.
Le régulateur a en fait pour fonction de fournir une tension stable en sortie. Il va écrêter la tension aux alentours de 13.5 V (si ma mémoire est bonne), ce qui permet d'avoir un courant de charge optimal pour la batterie.
Il faut savoir que la batterie ne sert que de tampon au démarrage, on peut très bien la débrancher, la voiture continuera de fonctionner. L'alternateur seul suffit à produire assez d'énergie (dans le cadre d'une utilisation normale).

L'alternateur peut être assimilé à un générateur de tension avec une résistance interne due à la résistance de ses enroulements. Quand la demande est importante la tension qu'il génère va diminuer, mais comme on a un régulateur on arrive à garder une valeur assez stable.

On a donc différents cas de figure:
* L'alternateur tourne rapidement, sa fem est grande, mais le régulateur écrête la tension:
1/ Si l'intensité débitée est faible le régulateur dissipe peu.
2/ Si l'intensité est importante le régulateur dissipe l'excédent sous forme de chaleur.
3/ Si l'intensité débitée est forte la tension aux bornes de l'alternateur chute, le régulateur dissipe peu (il n'a presque rien à écrêter), mais la résistance interne de l'alternateur fait que l'on dissipe une énergie importante dans les enroulements.

* L'alternateur tourne lentement:
1/ L'intensité demandée est faible, le régulateur écrête mais ne dissipe presque rien.
2/ L'intensité est moyenne, la tension aux bornes de l'alternateur est quasiment la tension de seuil du régulateur, il ne dissipe rien.
3/ L'intensité est forte, la tension aux bornes de l'alternateur chute, le régulateur ne sert à rien, on observe une tension qui peut être inférieure à 12V.

Ce n'est pas forcement clair, l'idéal serait de tracer les droites de fonctionnement pour illustrer un peu plus, mais le principe est relativement simple; on l'aborde au collège en physique.

[verdifre]

bonsoir,
si je ne me trompe pas, il me semble que le terme de courant de foucault est reservé aux pertes dans le fer, bien que le phenomene physique soit semblable on parle plutot dans ce cas de courants induits
fred

[invite5eb81a3a]

Bonjour à tous,

Je peux vous affirmer que dans la majorité des véhicules, le compresseur de climatisation est relié mécaniquement au moteur (je travaille dans le milieu )
Cela explique donc le surconsommation lors de l'utilisation de la climatisation. Lorsque la clim n'est pas en marche, le compresseur est débrayé et ne consomme donc (presque) rien.
Il faut aussi savoir que le chauffage augmente aussi la consommation des véhicules. En effet, un moteur a un meilleur rendement si il est à une certaine température (liquide de refroidissement autour de 80 à 90°C). Or l'utilisation du chauffage, en hiver lorsque le moteur est froid, empêche le moteur de montée en température.
J'espère que l'explication est convaincante.
Si vous avez d'autres questions ...

[invite2313209787891133]

Bonjour à tous,

Je peux vous affirmer que dans la majorité des véhicules, le compresseur de climatisation est relié mécaniquement au moteur (je travaille dans le milieu )
Cela explique donc le surconsommation lors de l'utilisation de la climatisation. Lorsque la clim n'est pas en marche, le compresseur est débrayé et ne consomme donc (presque) rien.
Il faut aussi savoir que le chauffage augmente aussi la consommation des véhicules. En effet, un moteur a un meilleur rendement si il est à une certaine température (liquide de refroidissement autour de 80 à 90°C). Or l'utilisation du chauffage, en hiver lorsque le moteur est froid, empêche le moteur de montée en température.
J'espère que l'explication est convaincante.
Si vous avez d'autres questions ...

Bonjour

Si tu bosse dans le milieu il va falloir réviser alors...
Le circuit de liquide de refroidissement est bridé par une vanne thermostatique; celle ci s'ouvre en fonction de la température idéale du liquide.
Par ailleurs le radiateur de chauffage de l'habitacle ne représente qu'une faible partie de la surface dissipative du radiateur du véhicule. Donc même par très faible température le moteur n'aura aucun mal à atteindre sa température.