Pour circuler en sécurité, le conducteur doit connaître le fonctionnement de son véhicule et avoir une bonne vue d’ensemble. Cet article détaille les principaux organes et commandes d'un véhicule, en expliquant leur rôle et leur fonctionnement.

A. Le Châssis

Colonne vertébrale de la voiture, il est prévu pour se déformer ou résister, pour protéger les conducteurs et les occupants du véhicule en cas de choc. En cas de choc frontal, les efforts vont passer par les longerons d'une part, les côtés de caisse et le plancher. Pour un choc latéral, les voies d'effort sont le pied milieu, le plancher et le pavillon.

B. Le Moteur

Le moteur est l’organe principal et central de la voiture. Pour résumer, il est comme le cœur du véhicule : il produit l’énergie nécessaire à son fonctionnement. Dans les voitures modernes, le moteur est toujours situé à l’avant, sous le capot.

La fonction du moteur est de produire une force capable de mettre en mouvement le véhicule. 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 et rejette des gaz résidus de la combustion. Le carburant liquide est amené du réservoir dans le moteur par une pompe électrique au travers d'une canalisation et d'un filtre.

Le moteur entraîne, entre autres accessoires, un alternateur chargé de la production d'électricité basse tension. Pendant les phases d'accélération les moteurs transforment l'énergie électrique en travail et, pendant les freinages transforment la force d'inertie du véhicule en énergie électrique rechargeant les batteries. Des variantes en cours de développement utilisent un système de pile à combustible pour fournir l'énergie électrique. Ce type de motorisation tout en étant plus complexe à concevoir et à fabriquer est particulièrement écologique (en théorie) par rapport aux systèmes classique thermique ou électrique.

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Le moteur est commandé par la pédale de l’accélérateur, située tout à droite. Une poignée située à gauche du conducteur dans l’habitacle permet d’ouvrir le capot.

Fonctionnement du moteur thermique : Dans le cas d’un moteur thermique de voiture, le fonctionnement est basé sur la transformation d’une combustion, dégageant énormément de chaleur, en énergie mécanique. On parle aussi de moteur à combustion ou à explosion.

Fonctionnement en quatre temps : Le moteur thermique d’une voiture fonctionne en quatre étapes. On dit donc qu’il s’agit d’un moteur à quatre temps. Dans le moteur sont creusés des cylindres et à l’intérieur de chaque cylindre se trouve un piston. Les pistons descendent, aspirant du carburant et de l’air. En remontant, tout ce mélange est comprimé dans les cylindres. Arrivé en butée haute, il se produit une combustion de ce mélange grâce à une étincelle. Cette explosion renvoie alors les pistons vers le bas. Les pistons remonteront à nouveau pour pousser les gaz d’échappement vers l’extérieur du moteur. Le cycle recommencera alors de zéro. Ce mouvement de va et vient fait tourner un axe qui sort du moteur pour aller jusqu’aux roues. Voici donc comment le moteur thermique d’une voiture permet son fonctionnement.

Fonctionnement du moteur électrique : Le fonctionnement du moteur d’une voiture électrique est basé sur l’exploitation de la force électromagnétique pour générer du mouvement. La force électromagnétique, la batterie de la voiture fournit un courant qui permet de générer un champ électromagnétique, grâce à la présence de la partie aimanté du moteur. Ce champ électromagnétique créé alors une force sur la bobine et la fait tourner. Cela entraîne le mouvement de l’axe et donc des roues du véhicule.

C. La Boîte de Vitesses

Elle est automatique ou mécanique. Elle permet de contrôler le régime du moteur. Le levier de vitesse permet de changer de vitesse et, pour cela, il faut débrayer à l’aide de la pédale de gauche.

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Une boîte de vitesses est un montage de pignons mobiles et fixes sur des axes, enfermés dans un carter étanche et lubrifié par barbotage, ou sous pression. 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. Une boîte robotisée est une boîte manuelle actionnée par des moteurs ou actuateurs : hydrauliques ou électrotechniques. Une boîte automatique offre un confort supplémentaire, elle n'impose pas d'interruption de la traction pour changer de rapport.

D. L'Embrayage

Définitions :

  • Débrayer : Appuyer sur la pédale d’embrayage pour séparer le moteur des roues. Le conducteur peut alors changer de vitesse.
  • Embrayer : Relâcher la pédale d’embrayage pour mettre en contact le moteur et les roues.

Il est commandé par la pédale gauche, avec le pied gauche. En position débrayée, les roues ne sont pas entraînées par le moteur, vous actionnez alors une vitesse. En position embrayée, les roues sont entraînées à la vitesse enclenchée et le véhicule avance.

E. Les Suspensions

Les suspensions assurent la bonne tenue de la route. Les pneus, en contact permanent avec le sol, assurent la stabilité du véhicule lors du freinage ou pour prendre des virages.

Ce montage mécanique est de conception très variable en fonction des modèles et des constructeurs. Certains utilisent des systèmes hydro-pneumatiques complexes et assistés électroniquement.

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  • 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.
  • 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 lourds car il permet de supporter de lourdes charges.

F. Les Freins

À disque ou à tambour (plus rares de nos jours), les freins sont implantés sur les quatre roues. Le frein principal est celui qui agit sur les quatre roues en même temps. Il est commandé par la pédale au milieu, actionnée avec le pied droit. Pour freiner avec efficacité, il est préférable de ne pas appuyer trop fort sur la pédale de frein.

L'huile sous pression sort du cylindre en direction de deux circuits croisés ; l'un commande la roue avant gauche et la roue arrière droite, l'autre commande la roue avant droite et la roue arrière gauche. Dans le cas d'un disque, les plaquettes sont serrées sur les deux faces du disque par un ou plusieurs pistons hydrauliques.

  • Le frein à main : s’utilise seulement lorsque le véhicule est à l’arrêt. Il permet de bloquer les roues arrière et de maintenir le véhicule en position d’arrêt prolongé (même lorsque le moteur tourne). Il peut également servir comme frein de secours.
  • Le frein moteur : ralentit le véhicule lorsque le conducteur lâche l’accélérateur et rétrograde les vitesses.

Systèmes d'assistance au freinage :

  • ABS (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.
  • AFU (Aide au freinage d'urgence) : permet de freiner à la puissance maximale dès les premiers instants d'un freinage d'urgence, détecté d'après la vitesse d'enfoncement de la pédale de frein.

Autres éléments essentiels

  • Les roues : Les roues sont au nombre de quatre, plus une roue de secours non montée. Chaque roue est formée de l'assemblage d'un pneumatique monté sur une jante. 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.
  • La direction : Le dispositif de commande, qui est généralement un volant circulaire, permet aux mains du conducteur d'appliquer un couple sur le système de direction. 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. L'assistance est traditionnellement hydraulique. Elle peut désormais être électrique.
  • Les dispositifs 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 contre un partie de l'habitacle (tableau de bord, pare-brise, etc.).
    • L'airbag : 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).
  • Les feux :
    • Feux stop : positionnés à l'arrière, allumés lors d'un appui sur la pédale de frein.
    • Feu(x) de recul : positionné(s) à l'arrière, allumé(s) lors du passage de la marche arrière.
    • Feux clignotants : positionnés aux quatre coins du véhicule servent à indiquer les changements de direction du véhicule autres usagers de la route.
    • Feux de détresse : servent à signaler un danger, (véhicule arrêté anormalement ou circulant à vitesse anormale). Feux clignotant des deux côtés en même temps.
    • Indicateur de gabarit : allumés en permanence, ils rendent plus visible le véhicule dans de nombreux environnements.
    • Feux de brouillard avant : servent à améliorer la visibilité du conducteur par temps de brouillard.
    • Feu(x) de brouillard arrière : améliore(nt) par temps de brouillard la signalisation du véhicule pour les autres usagers arrivant par l'arrière.
  • Les rétroviseurs : sont des accessoires indispensables à la conduite d'une automobile. Généralement placé en haut du pare-brise et en position médiane face au conducteur, il permet au conducteur de visualiser ce qui se passe derrière son véhicule. Les rétroviseurs extérieurs entraînent une surconsommation d'environ 3 % en raison des turbulences aérodynamiques qu'ils engendrent. Ils sont en nombre variable, suivant la taille du pare-brise et la conception de leurs bras.

Le Tableau de Bord

Le tableau de bord d’une voiture se trouve à l’intérieur de votre véhicule, et il représente toutes les commandes et les indications qui entourent votre volant. Le plus souvent, vous pourrez également trouver une partie de ces fonctionnalités de votre voiture (certaines en possèdent plus que d’autres) au milieu de votre habitacle (par exemple, pour gérer la soufflerie de la clim).

  • Le compteur : est un élément essentiel de votre voiture, car il vous permet de surveiller votre vitesse, et de l’ajuster en fonction des limitations indiquées par la signalisation.
  • Le compte-tours : indique la puissance du moteur à un instant T. Ce dispositif est essentiel pour déterminer à quel moment passer les vitesses, afin d’éviter que le moteur ne tourne trop fort.

Les voyants lumineux du tableau de bord

  • Certains voyants du tableau servent simplement à signaler au conducteur qu’il a utilisé un équipement de son véhicule. Comme par exemple, qu’il a allumé ses feux de position, ses feux de détresse ou ses feux de croisement, ou déclenché son clignotant.
  • Les voyants oranges servent de témoins d’alerte au conducteur, Ils signalent une anomalie afin qu’il sache que quelque chose risque de dysfonctionner au sein de son véhicule : usure des plaquettes de frein, pression des pneus basse, dysfonctionnement des bougies de préchauffage ou de l’antiblocage des roues, etc.
  • Les derniers voyants sont des témoins d’alarme (hausse de la température moteur, batterie vide, etc.). Ces voyants rouges n’acceptent aucun compromis, il faut s’arrêter en urgence, car il y a un danger.

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