Le couple moteur, exprimé en newton-mètre (Nm) ou kilonewton-mètre (kNm), caractérise la force de rotation produite par un moteur thermique, un moteur hydraulique ou un vérin rotatif. Il correspond au produit d'une force appliquée par la longueur du bras de levier sur lequel elle s'exerce (C = F × d).
Définition et unités
Le couple se mesure en newton-mètre (Nm) pour les petits composants et en kilonewton-mètre (kNm) pour les organes de rotation de forte capacité, tels que les couronnes d'orientation des pelles hydrauliques. Il ne doit pas être confondu avec la puissance (kW), qui résulte du produit du couple par la vitesse angulaire : P (kW) = C (Nm) × n (tr/min) / 9550.
Couple des moteurs thermiques
Sur un moteur diesel, le couple varie selon le régime moteur (tr/min) et atteint généralement sa valeur maximale à un régime intermédiaire, situé en dessous du régime de puissance maximale. La courbe de couple fournie par le constructeur indique la plage de régime où le moteur délivre le plus de force de rotation disponible pour entraîner les pompes hydrauliques, le train de roulement ou la transmission.
Couple des moteurs et vérins hydrauliques
Dans un moteur hydraulique, le couple dépend de la pression du circuit (bar) et de la cylindrée du moteur (cm³/tour), selon la relation approximative : C (Nm) ≈ p (bar) × V (cm³/tr) / 62,8. Une augmentation de la pression hydraulique accroît le couple disponible à cylindrée constante, sans modifier la vitesse de rotation.
Distinction entre couple et vitesse de rotation
La vitesse de rotation d'un moteur hydraulique dépend uniquement du débit d'huile fourni (L/min) et de la cylindrée du moteur (cm³/tr), selon : n (tr/min) = Q (L/min) × 1000 / V (cm³/tr). Le couple et la vitesse de rotation résultent donc de deux grandeurs hydrauliques distinctes : la pression détermine le couple, le débit détermine la vitesse. Cette distinction conditionne le dimensionnement des circuits d'entraînement de rotation, qu'il s'agisse de la tourelle, des treuils ou de la translation sur les engins de chantier.
Applications dans les engins de chantier
Le couple intervient dans plusieurs fonctions des engins de chantier : le couple de rotation de la tourelle d'une pelle hydraulique, le couple d'arrachement au godet, le couple de basculement sur les chargeuses, ou le couple de traction aux chenilles et aux roues motrices. Les fabricants indiquent souvent le couple maximal disponible au godet ou à la flèche, ce qui permet de comparer des machines de gabarit similaire sur la base de leur capacité de force effective.