Circuit de démarrage

historique

bases
démarrage des moteurs
information technique - roue libre - démarreur à réducteur

maintenance
contrôle au banc

fiche ressource contrôler le circuit de démarrage

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Historique

1834Moteur électrique de Moritz JACOBI, D.
1901Voiture à pétrole à démarreur électrique JENATZY (Salon de Paris).
1904Lanceurs de moteurs à ressort supprimant les manivelles et les dangers de retours qu'elles représentent (Salon de l'Automobile, 12).
19051er démarreur électrique del'ingénieur français Pierre BOSSU; machine combinée dynamo-démarreur, stand du constructeur Pellorce au Salon de l'Auto.
1905Machine combinée dynamo-démarreur de BOSSU sur le stand du constructeur PELLEFORCE.
1918Voitures américaines équipées de démarrage électrique, soit par machine séparée, soit par dynamo-démrreur.
Dynamoteur PARIS-RHONE.
1919 CITROEN Type A 10 HP: 1ère voiture de grande série équipée d'un démarreur électrique.
1922/1928Dynamoteur NORTH EAST, Dynastart PARIS-RHONE et SEV.
1923DUCELLIER achète la Société BLERIOT (dynamos, démarreurs et phares).
1955Démarreur à solénoïde.
1963Démarreur à commande électromagnétique DUCELLIER en remplacement du modèle à avance mécanique sur RENAULT 4 (06).
1983Démarreur allégé Compact Power de DUCELLIER: 3,6 à 4,5 kg, induit 2 spires, collecteur plat, fourchette plastique.



Bases

- Fonction


Entraînement du moteur thermique à un régime suffisant pour permettre son fonctionnement autonome :
homogénéité du mélange, pertes et fuites à la compression, etc..
Pour info, moteur essence 80 à 100 tr/mn, Diesel 120 à 150 tr/mn.
Couple résistant élevé :
collage, adhérence des pièces (viscosité de l'huile à froid) ;
frottements ;
inertie de l'équipage mobile ;
compressions ;
entraînement des équipements.
- Grandeurs associées
Puissance électrique Pe = U.I
Résistance interne Ri = (E - E' ) / I
Puissance mécanique Pm = C . ω, où ω = 2π . n / 60
à Pm constante, C.ωmot = C . ωdem d'où Cmot / Cdem = ωmot / ωdem = Zmot / Zdem
Couple moteur: C = k . Φ . I, F = B . I . L
où k est un coefficient (nombre de paires de pôles, encoches), Φ le flux magnétique inducteur, I l'intensité du courant dans l'induit.
Rendement: Pm / Pe.
Energie cinétique J = 1/2 . I . ω2 (enmagasinée par l'induit)

- Technologie


Moteur électrique à courant continu, à excitation série :
flux inducteur élevé (forte intensité),
courant dans l'induit de forte intensité (résistance interne 0.02 à 0.04 ω , câbles de forte section),
couple de démarrage important: Cm = K.I².
Boîte de vitesse :
couple de pignons (ensemble pignon-couronne), position libre-engrené,
démultiplication importante (R 10 à 15/1),
réducteur intermédiaire, éventuellement.

Différents types de démarreurs:
à induit coulissant,
Rotor désaxé magnétiquement par rapport aux inducteurs.
Enroulements d'approche (fil fin) et de puissance.
à commande mécanique,
à commande à inertie,
Rampe hélicoïdale solidaire de l'induit.
Lanceur à forte inertie tendant à rester immobile au démarrage et se déplaçant en translation pour s'engrener sur la grande couronne.
Moteur lancé, le pignon, tourne plus vite que son arbre et revient en place.
à commande électromagnétique à fourchette :
Commande du contact de démarreur,
commande du pignon du lanceur:
noyau plongeur et fourchette,
solénoïde, enroulements d'appel et de maintien de l'engrènement et du contact.
relachement de l'engrènement et du contact par annulation des champs magnétiques produits par les 2 bobinages du solénoïde.
Sécurités :
Mécanique: un seul lancement après passage de la position contact allumage.
Electrique: Masse du relais de démarrage par le générateur (court-circuité moteur tournant).


- Fonctionnement du démarreur à solénoïde


1- Clé de contact en position S (clé relâchée, moteur à l'arrêt) ;
2- Clé en position A (clé actionnée - position Accessoires) ;
accessoires alimentés, contact moteur coupé.
3- Clé en position M (position Moteur/Allumage)
circuit électrique moteur et témoins de tableau de bord alimentés.
4- Clé position D (position Démarrage)
le solénoïde est alimenté (enroulements d'appel et de maintien) ;
l'enroulement d'appel est à la masse à travers les inducteurs, l'induit et le balai de masse (il s'ensuit une légère rotation de l'induit qui facilitera l'engrènement) ;
l'enroulement de maintien est directement à la masse ;
le noyau plongeur se déplace, ainsi que le lanceur (fourchette) ;
il y a engrènement du pignon sur couronne de démarreur (butée avant).
le contact de démarreur se ferme ;
l'enroulement d'appel est shunté ;
l'enroulement de maintien est toujours alimenté et maintient la palette fermé ;
le moteur électrique est alimenté ;
le moteur thermique est lancé (roue libre, éventuellement).
5- Clé position M (clé relâchée)
Le solénoïde n'est plus alimenté par le contact ,
l'enroulement de maintien est alors alimenté par la palette et l'enroulement d'appel (courant de même sens mais d'intensité plus faible) ;
l'enroulement d'appel est alimenté en sens inverse, par la palette : les deux flux magnétiques sont en opposition et s'annulent ;
il y a retour du noyau plongeur (prépondérance du ressort de rappel) et du lanceur (fourchette) ;
le pignon de démarreur est désengréné de la couronne (roue libre).
Valeurs moyennes d'intensité absorbée par les enroulements :
Sous 12 V, appel + maintien 25 A, maitien seul 5 A.

- La roue libre
Elle permet la transmission du couple du démarreur au moteur mais elle empêche l'entraînement du démarreur par le moteur thermique (risque de centrifugation en cas de régime de rotation trop élevé).

- Courbes caractéristiques
Démarreur Paris-Rhône D9R 3 kW 12V (pour info)


Démarreurs Paris-Rhône D8E 1.75 kW (Peugeot 104 ZS2), D9E 1.25 kW, D10E 2.2 kW et D9R 3 kW.

- La "consommation" du démarreur :
A vérifier en atelier, sur voiture (mémo BTS sur système Stop&Start ?)

1 - 0.9-1.0 kW (voiture type Fiat Punto / Bravo / Brava essence, Volkswagen Polo)
en puissance maxi : 0,55 mdaN à 1560 tr/mn (0.15 kW), 210 A sous 9 V (1.89 kW), soit un rendement de 8%
à couple bloqué : 11 mdaN, 340 A sous 7 V (2.38 kW)
à vide : 45 A sous 11.5 V (0,52 kW)
soit une "consommation", pour un démarrage en 10 s équivalente à 0.78 Ah

2 - 1.8-2.0 kW (type Audi A4 ou BMW série 3 Diesel)
en puissance maxi : 1.6 mdaN à 1400 tr/mn (0.39 kW), 450 A sous 8 V (3.6 kW), soit un rendement de 11%
à couple bloqué : 17 mdaN, 900 A sous 4.5 V (4.05 kW)
à vide : 95 A sous 11.2 V (1.06 kW)
soit une "consommation", pour un démarrage en 10 s équivalente à 1.95 Ah

calcul en Ah :
i.e (1) ((t^2+t)/2) * (Imax-Ibloq)/t + 10*(Ibloq-(Imax-Ibloq)/t )) / 3600 = 0.78 (formule personnelle)

Démarrage des moteurs
Traité de technique automobile, fascicule 14, Charles-Lavauzelle et Cie, 1954

Quantité d'énergie nécessaire au lancement

Le problème consiste à entraîner le moteur pendant un certain nombre de tours n, à une certaine vitesse ω, pour provoquer les premières combustions dans le moteur.
Pour arriver à ce résultat, trois genres de résistance sont à vaincre :
- les résistances passives dues aux frottements :
- les résistances de compression des cylindres successifs ;
- les résistances d'inertie des équipages mobiles.
Nous allons examiner au préalable le comportement de chacune d'elles dans l'action retardatrice.

Résistances de frottement.
Elles sont sensiblement constantes pendant toute la durée du lancement dans la zone des vitesses, relativement faibles, utilisées.
Par contre, la température agit considérablement. A froid, les huiles de graissage ayant une viscosité beaucoup plus forte, on note un accroissement rapide des résistances de frottement. Celles-ci peuvent atteindre une valeur vingt fois plus grande dans le cas d'un moteur "froid" que dans le cas du moteur "chaud".
Si Cr désigne le couple résistant dû aux frottements mécaniques, l'énergie dépensée par le démarreur pendant les n tours nécessaires au lancement du moteur pour vaincre ce couple est entièrement perdue et non récupérable. Elle se dissipe en chaleur dans les articulations sans effet sensible sur la suite du démarrage.
Résistances de compression.
elles varient beaucoup au cours de la rotation et d'autant plus que le moteur a moins de cylindres. Elles passent par un maximum chaque fois que l'un des pistons atteint son point mort haut (compression).
Quand un piston se dirige vers le point mort bas, les forces de compression tendent à activer le mouvement : donc, de résistantes, elles deviennent motrices.
Les résistances de compression augmentent légèrement avec l'accroissement de la vitesse de rotation ω. En effet: les fuites aux segments s'atténuant, le volume de gaz comprimé s'accroit. Par contre, la récupération après passage du point mort haut devient plus forte.
La température ambiante n'a que peu d'influence puisqu'elle est beaucoup plus basse que celle de compression, toutefois, notons que pour certains moteurs à surface de chambre de compression importante, l'admission d'air réchauffé facilite le départ, non pas par influence sur les résistances de compression, mais en permettant d'atteindre plus rapidement la température de fonctionnement (par compensation des pertes thermiques).
Dans les moteurs Diesel, l'injection du combustible au cours du lancement amène une diminution sensible du travail de compression. La masse d'air comprimé se trouve refroidie par la pulvérisation du combustible, il s'ensuit une baisse de pression.
Dans l'ensemble, l'énergie dépensée pour vaincre les résistances de compression est, en grande partie récupérée, on considère pratiquement qu'elle l'est dans la proportion de 50 p. 100, le reste étant dissipé en chaleur évacuée.
Résistances d'inertie.
Ces résistances ne dépendent que de l'inertie, I, des pièces en mouvement rotatif, ou assimilé et de l'accélération nécessaire pour atteindre la vitesse ω à la fin de rotation.
L'énergie dépensée pour vaincre ces résistances est entièrement récupérable puisqu'elle s'emmagasine sous forme de force vive 1/2 I ω2 dans les masses en rotation si le transfert d'énergie du démarreur au moteur se fait sans choc ou glissement.
Ainsi donc, sous l'effet de l'énergie cinétique accumulée dans les masses tournantes, après désaccouplement du démarreur, un moteur (allumage ou injection coupé) continuera à tourner.

Problème du lancement

Si le démarreur fournit une énergie de lancement donnant un couple Cd sur le moteur pendant la rotation n/tours on peut écrire :
E = 2 π n Cd (1)
expression du travail fourni : E.
Ce couple Cd est utilisé pour vaincre les résistances du moteur et pour l'accélérer à la vitesse w suffisante pour le départ.
Par ailleurs, si nous désignons par Cr le couple résistant dû aux résistances mécaniques, Co le couple de compression pour franchir le point mort haut et par Ct, un couple fictif de traînée résultante de ces deux couples, on a :
Ct = Cr + 1/2 Cc
Puisque l'on sait que 50 p. 100 du travail de compression est pratiquement irrécupérable, on peut écrire que :
E = 2 π n Ct + 2 π n Cu (2)
expression dans laquelle on voit apparaitre deux parts de l'énergie :
- l'une : 2 π n Ct, destinée à vaincre les résistances irrécupérables ;
- l'autre : 2 π n Cu, destinée à accélérer les masses en rotation sous l'effet du couple Cu.
Cette dernière partie est intéressante, de la manière dont elle sera utilisée dépend le succès de l'opération du démarrage.

Cette fraction d'énergie est entièrement récupérable si nous savons la transmettre intégralement aux masses tournantes, on peut donc écrire :
2 π n Cu = 1/2 ω2
expression signifiant que le couple Cu, pendant la rotation de n/tours fournit un travail égal à la quantité d'énergie emmagasinée dans les pièces tournantes lancées à la vitesse ω.
Cette vitesse w peut alors s'évaluer :
ω = racine (4 π n Cu / I) (4)
et l'équation (1) peut s'écrire sous la forme :
E = 2 π n C d = 2 π n Ct + 1/2 w2 (5)
ou encore :
Cd = Ct + 1/4 π ω2/n(6)
Dans cette égalité pour un moteur déterminé, on connaît Cd, on peut mesure directement Ct et I. Il ne reste que deux variables n et ω.
La formule (6) montre que pour que le démarrage soit possible il faut Cd > Ct , et que plus la différence Cd-Ct est forte plus rapidement la vitesse ω deviendra importante.
On a intérêt à avoir ω aussi grand que possible pour assurer un départ instantané, ce qui permet dans un Diesel d'obtenir une bonne pulvérisation, une température de compression suffisante, et, dans un moteur à carburation préalable, d'obtenir une bonne compression et, dans le cas d'allumage par magnéto, une étincelle chaude.
L'efficience d'un démarreur dépend donc essentiellement de la valeur de la vitesse ω qu'il est susceptible d'imprimer aux masses tournantes dans un minimum de nombre de tours de rotation.
Cette vitesse initiale minimum de fonctionnement est de l'ordre de 60 à 120 tours-minute pour les moteurs à essence et de 100 à 150 tours-minute pour les Diesel.
Pratiquement la valeur du couple de démarrage nécessaire pour des températures comprises entre - 5°C et + 7°C varie par litre de cylindrée de 3 à 4 mkg. pour les moteurs à essence et de 8 à 12 mkg. pour les Diesel.
La notion de puissance étant plus familière que celle de couple, on parle plus couramment de puissance nécessaire pour assurer le démarrage. On admet généralement que pour répondre aux conditions les plus défavorables (ambiance de -20°C) il est nécessaire de disposer par litre de cylindrée de 0,4 ch. pour les moteurs Beau de Rochas et de 1 à 1,5 ch. pour les moteurs Diesel.

Information technique
(source Ducellier, 1970)

Généralités
Les démarreurs sont étudiés pour le lancement des moteurs à explosion ou combustion. Ils assument donc deux fonctions :
- électrique : lancement.
- mécanique : engrènement et désengrènement pignon-couronne de démarrage
Le lancement de ces moteurs demande une faible vitesse de rotation (environ 150 tr/mn), mais des couples importants, d'où la forte consommation de courant des démarreurs.
Ce courant est le même dans l'inducteur (généralement tétrapolaire) et dans l'induit puisque l'excitation est du type série.

3 types de démarreurs
A - Démarreur à inertie :
Ce type de démarreur est relié directement à la batterie par l'intermédiaire d'un relais commandé à partir du tableau de bord.
Lors de sa mise sous tension, la brusque rotation de l'induit projette le pignon vers la couronne, ceci grâce aux cannelures hélicoïdales du pignon et de la douille.
Cette douille est solidaire de l'arbre d'induit par l'intermédiaire d'un fort ressort absorbant les chocs et le couple de torsion au moment de l'engrènement.
Une vitesse circonférentielle de la couronne plus grande que celle du pignon renvoie celui-ci en arrière où un fin ressort le maintient.
B - Démarreur à contacteur dit à commande positive manuelle :
Le déplacement du levier de démarreur s'obtient par câble et ressort.
Ce levier permet les deux fonctions du démarreur :
- mécanique : solidaire de la fourchette, assure l'engrènement puis le désengrènement pignon-couronne.
- électrique : associé au contacteur, il met en fin de course le démarreur sous tension.
Le protection du démarreur s'obtient par :
- le lanceur à "roue libre" : solidaire de l'induit par des cannelures (généralement droites), il empêche l'entraînement pignon-induit grâce aux galets de la roue libre pignon-lanceur.
- le jeu de patin de fourchette-poulie de commande : ce jeu permet, en cas de blocage du pignon dans la couronne, un recul suffisant du levier libérant le contacteur.

C - Démarreur à commande électromagnétique dit "à solénoïde" :
Ce type de démarreur tend à se généraliser en raison de sa simplicité d'emploi et de sa grande résistance au gommage et aux vibrations.
Nous insisterons donc sur ses caractéristiques et son mode de fonctionnement.

Principes généraux de fonctionnement du démarreur à solénoïde
Le démarreur à solénoïde comprend trois parties principales :
- le solénoïde et son noyau plongeur qui assurent les deux fonctions du démarreur :
- mécanique: par l'intermédiaire de la fourchette commandent l'engrènement et le désengrènement pignon-couronne.
- électrique : ferment le circuit d'alimentation du démarreur lorsque le noyau plongeur arrive en fin de course.
- la fourchette : elle transmet le mouvement du noyau plongeur à l'ensemble du lanceur. Cette fourchette, qui était en acier, est maintenant en maranyl (plastique) pour limiter la transmission des vibrations démarreur-solénoïde.
- le lanceur : il comprend le pignon, le ressort, la poulie et la roue libre. Il se différencie des lanceurs pour commande manuelle par ses cannelure hélicoïdales.


Fonctionnement théorique du solénoïde
Dans le démarreur à commande positive électromagnétique, la fourchette (13) est actionnée par un électro-aimant à noyau plongeur (5). Ce noyau est solidaire de la tige (1) et supporte la plaquette de contact (8). Le solénoïde comporte deux enroulements distincts :
L'enroulement d'appel ou d'attraction (7) en gros fil, branché en série avec les inducteurs du démarreur et pour lequel :
I = U / (R + r)
R = résistance des inducteurs + contact + induit
r = résistance de l'enroulement d'appel
L'enroulement de maintien (5), en fil fin, branché en parallèle, pour lequel :
i = U / r1
r1 = résistance de l'enroulement de maintien
En agissant sur le bouton de démarrage, on ferme le circuit d'alimentation du solénoïde. Il y a création d'une force magnétomotrice, dont le champ magnétique attire le noyau plongeur (l'effort nécessaire à l'attraction est inversement proportionnel au carré de la distance à parcourir par le noyau).
Le retour du courant de l'enroulement d'attraction s'effectue par l'intermédiaire des inducteurs, de l'induit et des balais.

Nota - Le collecteur encrassé, les balais ainsi que les ressorts en mauvais état peuvent être la source du mauvais fonctionnement du solénoïde.

En fin de course, la plaquette contact (8) du noyau plongeur (5) assure la fermeture du circuit principal, en reliant les bornes +BAT et +DEM. L'enroulement d'attraction est court-circuité puisqu'il n'y a plus de différence de potentiel entre les bornes EXC. et DEM.
La plaquette est maintenue en position par l'enroulement de maintien, agissant sur le noyau et le ressort de contact (16) qui permettent la jonction plaquette-borne, quel que soit le réglage de la butée de lanceur (9).
Pendant l'attraction, le ressort de rappel (4) se comprime, la fourchette (13) pivote autour de son axe (15) et le pignon (11) avance vers la couronne moteur (10).
Lorsque l'on coupe le circuit de démarrage, le flux d'induction magnétique cesse, le noyau est rappelé à sa position d'origine par le ressort (4) et le contact + DEM. + BAT. est rompu.

Nota - Le ressort de rappel (4) doit être plus fort que le ressort (3) d'où nécessité d'un tarage précis de ces deux éléments.

Le ressort (3) de la tige d'entraînement de la fourchette permet également d'avoir, au repos, une pression constante du lanceur sur l'entretoise (14) lorsque le véhicule roule, évitant ainsi le battement du pignon sur l'arbre, ce battement pouvant détériorer le lanceur.

Fonctionnement pratique du solénoïde
Au cours de l'avance du noyau, deux cas sont à considérer :
a) Le pignon (11) engrène directement dans la couronne (10). En fin de course, la plaquette de contact (8) du noyau plongeur réalise la liaison électrique borne BAT. et borne DEM.
b) Une dent du pignon bute contre une dent de la couronne. Il faut tout de même assurer la liaison électrique +BAT. +DEM. C'est le rôle du ressort de lanceur (12) qui permet la poursuite de l'avance du noyau plongeur, puisque ce ressort se comprime (la poulie pouvant coulisser sur l'arbre). Il est donc nécessaire que ce ressort ait un tarage bien déterminé. (Voir paragraphe "Tarage du ressort (12)"). La plaquette de contact (8) ferme le circuit Batterie-Démarreur. Le démarreur entre en rotation et permet au pignon d'entrer dans la couronne.
En fin de fonctionnement :
Si le pignon reste coincé dans la couronne, la coupure du contact d'alimentation est assurée par le retour en arrière de l'ensemble tige de réglage du noyau, qui coulisse à l'intérieur de l'écrou de réglage (2).

Le tarage du ressort
Il faut que le tarage de ce ressort soit :
- ni trop fort, le solénoïde ayant une force d'attraction limitée,
- ni trop faible, car le pignon ne resterait pas dans la couronne.
En conclusion, la liaison électrique est rendue possible :
- dans un sens par le ressort (12) du lanceur,
- dans l'autre sens par le ressort (3) et l'écrou de réglage (2).
Cette double liaison, brevetée "DUCELLIER" a pour but :
- d'assurer le contact si le pignon bute sur la couronne,
- de permettre la coupure si le pignon reste coincé dans la couronne.
Nota - Certains démarreurs peuvent être équipés d'un solénoïde à fixation inversée (voir paragraphe "Démarreurs particuliers") dont le principe de fonctionnement reste identique.


Lanceur à roue libre
Dès que le noyau plongeur est attiré, une action est exercée sur la fourchette du démarreur ; le lanceur est avancé sur les cannelures de l'arbre vers la couronne dans laquelle le pignon vient s'engrener.
Si on laisse le démarreur sous tension alors que le moteur du véhicule commence à fonctionner, le pignon, donc l'induit du démarreur, sera soumis à une vitesse de rotation très élevée (si le moteur thermique tourne à 3 000 tr/mn, il entraîne le pignon à 25 000 tr/mn, le rapport de démultiplication couronne-moteur étant de 8/1 à 16/1).
Pour éviter la centrifugation du démarreur, il est donc nécessaire de désaccoupler l'arbre de démarreur du pignon. Cette opération est effectuée par l'intermédiaire de la roue libre.
Elle est composée de deux éléments principaux (cf. schéma) :
1 - La douille d'entraînement : directement liée en rotation à l'arbre d'induit, par l'intermédiaire des cannelures, dans laquelle sont taillées les rampes de travail, comprenant les ressorts de poussoirs et les "poussoirs" qui appuient sur les galets. La douille d'entraînement supporte la poulie et le ressort.
2- L'ensemble pignon comprenant: le chemin de roulement, le pignon et sa bague.

Fonctionnement
En position repos les ressorts et leurs poussoirs logent les galets dans la partie rétrécie des rampes de travail. Cette action permet d'assurer une bonne liaison entre la douille d'entraînement et l'ensemble pignon dès la mise sous tension du démarreur.
Lors de la rotation du démarreur, les galets viennent se caler dans la partie rétrécie des rampes de travail, et les deux éléments (la douille d'entraînement et l'ensemble pignon) deviennent solidaires, permettant au pignon d'entraîner la couronne du moteur.
Lorsque le moteur thermique est lancé et commence à tourner plus vite que le démarreur, alors que celui-ci est toujours sous tension, la couronne entraîne donc le pignon ; les galets sont refoulés dans la partie large des rampes de travail, après avoir comprimé les ressorts antagonistes.
Les deux éléments ci-dessus mentionnés ne sont plus solidaires, et l'arbre d'induit n'est plus par conséquent, entraîné par le pignon.
Si le démarreur reste sous tension, (le noyau du solénoïde est toujours attiré, la plaquette de contact ferme les bornes BAT. et DEM., le démarreur tourne et le pignon est dans la couronne) le moteur thermique fonctionnant, l'induit se trouve protégé contre les survitesses.

Gamme des démarreurs Ducellier
Notre gamme s'étend des diamètres 85-92 mm à 100-115 mm. La puissance de ces différents appareils varie de 0,6 à 3 CV.
Les démarreurs de diamètre 85 à 92 mm, ayant une puissance approximative de 0,6 à 1,2 CV, sont destinés à démarrer des moteurs dont la cylindrée maximale est voisine de 1 800 cm3. Ils sont prévus pour des véhicules circulant dans des pays soumis à des conditions climatiques normales.
Les démarreurs de diamètre 100 à 115 mm équipent des moteurs d'une cylindrée identique, mais du type petit Diesel ou pour des véhicules prévus pour utilisation "grand froid".
Chaque moteur ayant une fixation particulière, il est nécessaire d'étudier un palier support pour chaque type de démarreur.
Pour chaque type d'appareil les caractéristiques de vitesse - couple - puissance déterminent le nombre d'encoches et de l'induit, la longueur de fer, les résistances induit-inducteurs-balais (voir courbe de variation des caractéristiques en fonction des éléments constituants d'un démarreur).

Mesures anti-vibratoires
L'évolution de la technique automobile signifie des véhicules toujours plus puissants. Il en résulte une élévation des taux de compression et des régimes moteurs, par conséquent des vibrations plus importantes. Le démarreur, soumis à ces phénomènes vibratoires risque de se détériorer plus facilement. Pour éviter cet inconvénient nos bureaux d'étude ont apporté un ensemble de solutions :
- les fourchettes précédemment en acier sont aujourd'hui en maranyl. Elles peuvent ainsi assurer une liaison élastique entre le solénoïde et le lanceur.
- le lanceur est du type "anti-vibratoire" ; il est muni de blocs caoutchouc, derrière la poulie.
- Les noix de réglage (2 fig 1) freinées auparavant par un ressort frein sont maintenant fendues et auto-serrantes.
- un bloc caoutchouc entre le solénoïde et la carcasse du démarreur protège le solénoïde des vibrations.
- l'arbre d'induit a subi des traitements spéciaux pour une plus grande résistance aux vibrations (traitement haute fréquence et portée galetée).
- les paliers commande et collecteur ont une résistance plus grande grâce à des nervures renforcées.


Caractéristiques techniques

6113616461766177
essai sur batterie6 V 60 Ah12 V 75 Ah12 V 60 Ah12 V 75 Ah
couple moyen à 1000 tr/mn0.5 mdaN1.35 mdaN0.6 mdaN1.8 mdaN
intensité absorbée au couple moyen300 A410 A260 A500 A
couple bloqué0.7 mdaN2.6 mdaN0.9 mdaN3.2 mdaN
intensité absorbée au couple bloqué400 A600 A350 A800 A
puissance maximum0.5 ch2 ch1.2 ch2.75 ch
intensité absorbée à la puissance maximum230 A340 A180 A420 A
couple à la puissance maximum0.3 mdaN1 mdaN0.4 mdaN1.35 mdaN
nombre de dents du lanceur91099
module2.11 / 1.813.17 / 2.542.11 / 1.813.17 / 2.54
angle de pression12 °20 °12 °20 °
sens de rotation vu côté commandeSIHSIHSHSIH






Roue libre


Roue libre de 1954
Dispositif de sécurité (fig. 122)

Il est nécessaire d'éviter que le démarreur soit entraîné par le moteur lorsque le pignon est maintenu en prise avec le volant et de permettre, dans tous les cas, la concordance des dents lorsque le pignon baladeur arrive au contact de la couronne dentée.
De nombreux constructeurs (Renault, Paris-Rhône, Autolite) ont adopté la solution suivante : une roue libre à rouleaux L est interposée entre le pignon et le manchon A, elle s'oppose à l'entraînement du démarreur par le moteur. Sur le manchon A, cannelé intérieurement et solidaire du pignon baladeur, coulisse un deuxième manchon M muni d'une gorge G' dans laquelle s'engage la fourchette de commande : la liaison entre les deux manchons est assurée par un ressort R. S'il n'y a pas concordance des dentures, lorsque le pignon arrive au contact de la couronne dentée, le ressort se comprime; une légère rotation du démarreur, dont le circuit est à ce moment fermé, rend possible l'engrènement.
Ce dispositif est doux, silencieux, les coincements sont exceptionnels, mais l'intensité au moment du démarrage, lorsque le couple maximum est appliqué, est très élevée.

Roue libre actuelle



Démarreur à réducteur

VALEO D6 RA

Comparaison des démarreurs Valeo D6 RA et D9E
A puissance équivalente, le gain de poids est de 40 à 50 % par rapport à un démarreur de conception classique
Réduction de l'encombrement, permettant une implantation plus aisée.
Puissance massique accrue.
Le réducteur, de conception simple, à rendement élevé, garantit une excellente tenue mécanique (réducteur épicycloïdal).


La conception permet d'optimiser l'adaptation au moteur thermique, tout en conservant le maximum d'éléments standardisés :
- Moteur électrique, réducteur, contacteur.

D9ED6 RA
poids4.7 kg2.7 kg
diamètre92 mm64 mm
puissance1.05 à 1.20 kW2 à 3.10 kW
puissance massique225 W/kg400 W/kg

Grande facilité de démarrage à froid :
l'énergie cinétique emmagasinée par l'induit du démarreur à réducteur permet une plus grande vitesse instantanée de passage du point mort haut (PMH).
J = 1/2 I w2.
Cette caractéristique permet des démarrages plus rapides, surtout aux basses températures.
Par suite, la batterie est sollicitée pendant une durée plus courte et, à utilisation égale, permet d'envisager une réduction de sa capacité.

Démarreur à réducteurDémarreur classique
- 15°C5 s7 s
- 20°C15 s30 s


Caractéristiques techniques
-

Maintenance du démarreur

Contrôles du démarreur

Contrôle du solénoïde :
Solénoïde déposé du démarreur.
Utiliser une batterie appropriée, correctement chargée.

Contrôle de l'enroulement d'appel:
Etablir Ia liaison masse de Ia batterie - câble du bobinaqe inducteur (Borne 3l).
Etablir la liaison borne posilive de la batterie - excitation (Borne 50).
La tiqe de commande de la fourchette doit rentrer à l'intérieur du solénoïde.
Effectuer cette opération pIusieurs fois de suite.
Si la tige de commande ne bouge pas, remplacer le solénoïde.
Débrancher les câbles de Ia batterie.

Contrôle de l'enroulement de maintien:
Etablir la Iiaison masse de la batterie - masse du solénoïde.
Etablir la liaison borne positive de la batterie - excitation (Borne 5O).
Appuyer à fond sur la tige de commande de la fourchette.
La tige doit rester enfoncée.
Dans le cas contraire, remplacer le solénoïde.
Débrancher Ies câbles de Ia batterie.

Contrôle du contact:
Brancher un ohmmètre entre la borne d'alimentation du solénoïde (30) et la borne du bobinage inducteur (31).
Appuyer à fond sur la tige de commande de la fourchette.
L'aiguille de l'ohmmètre doit indiquer 0 Û.
Dans Ie cas contraire, remplacer le solénoïde.
Débrancher l'ohmmètre.

Contrôle des balais:
Vérifier le degré d'usure de chaque balai.
Remplacer les balais usés.
Si les balais nécessitent seulement un nettoyage, utiliser un chiffon imbibé d'essence.
Vérifier les ressorts de balai.
S'assurer que le mouvement des balais s'effectue librement dans les porte-balais.

Contrôle des porte-balais:
Brancher un ohmmètre entre chaque porte-balai (Côté positif), successivement, et Ia masse (Côté négatif).
L'ohmmètre doit indiquer l'infini.
S'assurer du libre coulissement dans les porte-balais (Le mouvement du balai est doux).
Remplacer le porte-balai s'il est tordu et le nettoyer si sa paroi de coulissement est sale.

Contrôle de l'inducteur:
S'assurer que le bobinage inducteur n'est pas relié à la masse.
Brancher un ohmmètre entre chaque balai positif et la carcasse, successivement.
L'ohmmètre doit indiquer l'infini.
Dans le cas contraire, remédier au défaut ou remplacer l'ensemble.
S'assurer que le bobinage inducteur n'est pas coupé.
Brancher un ohmmètre entre le balai positif et le câble des enroulements inducteurs.
L'aiguille doit dévier.
Dans le cas contraire, remédier au défaut ou remplacer l'ensemble.

Contrôle de l'induit:
Contrôler soiqneusement l'état (Usure et endommagement de l'induit).
Nettoyer la surface du collecteur et éliminer les traces d'arc électrique.
Brancher un ohmmètre entre un segment du collecteur et l'axe de l'induit.
L'ohmmètre doit indiquer l'infini.
Dans le cas contraire remplacer l'induit.
Contrôler les coupures d'induit à l'aide d'un ohmmètre.
Vérifier le collecteur de lamelle à lamelle:
La résistance déterminée doit être quasi constante de lamelle à lamelle.
Dans le cas contraire (écart important), on peut déduire qu'il y a coupure.
Remplacer un induit ayant une ooupure.

Chutes de tension admissibles
Interrupteur mécanique séparé: 0,3 V.
Interrupteur mécanique solidaire du démarreur: 0,5 V.
Interrupteur électro-mécanique: 0,3 à 0,5 V.
Chaque câble 0,1 V, interrupteur 0,1 V, bobinage inducteur 0,3 V.
Masse démarreur-masse batterie 0,3 V.

Reconditionnement

Non repris:
Traces de forte corrosion, appareil démonté ou incomplet, carcasse polaire déformée; axe d'induit bleui par échauffement(Entraînement par le moteur); Dents des pignons usées (Sur les pignons acier)..
Pièces remplacées:
HELLA: Balais, bagues, contacts solénoïdes, galets et ressort de lanceur 100%; Collecteurs 25%; Solénoïdes 25 %.
LUCAS: Balais, bagues, contacts solénoïdes, lanceurs 100%; Capots de solénoïde 50%; Solénoïdes complets 5%.

Technique de la rénovation démarreur (source Citroën)

Démontage/remontage 64 pièces, 28 points de contrôle (pièces d'usure remplacées par des pièces d'origine)

palier collecteurlavage, grenaillage, dérivetage, lamage, sertissage des rivets, changement du coussinet, contrôle
culassecontrôle, brossage, préparation, soudure cavalier sur balai, soudure charbons, rétreint gaine, isolation
induitlavage, contrôle électrique, contrôle diamètre, contrôle faux rond, contrôle soudure
tournage collecteur, brossage et toilage, toilage portée d'arbre
rainurage éventuellement
montage du lanceur, sertissage de la butée
lanceurlavage, coupe du capot, extraction
lavage, sablage du pignon, remontage
graissage, sertissage, contrôle
contacteurbrossage, réalésage, soufflage, graissage
remontage du contact mobile, montage bornes sur capot, remontage contacteur, contrôle
fourchettecontrôle, lavage, brossage du noyau
palier avantlavage, grenaillage, changement du coussinet
crantage, calibrage, marquage
visserie et diverslavage, zingage-bichromatage
contrôle, peinture, emballage

Contrôle au banc
Bosch KPS 003

Instructions d’emploi sommaires

Ces instructions d’emploi sommaires sont destinées aux opérateurs et mécaniciens qui connaissent bien déjà les bancs d’essai combinés. Elles sont valables seulement en combinaison avec les instructions de service.

Veuillez vous assurer que personne ne soit à proximité du banc d’essai combiné.

Observer les prescriptions concernant la prévention des accidents.

Le démarreur est fixé sur le banc d’essai combiné en utilisant des dispositifs de fixation appropriés. Le banc d’essai combiné alimente le démarreur en tension électrique. La charge est engendrée avec une pédale (frein à tambour).
En modifiant la charge et en observant les instruments indicateurs, le fonctionnement du démarreur peut être contrôlé.

La zone de travail doit être signalée comme zone bruyante.
L’exploitant doit mettre à disposition des accessoires personnels de protection
contre le bruit (p.ex.: des tampons d’isolation acoustique pour les oreilles).
Pendant l’essai, le pignon du démarreur et la couronne dentée ne sont pas accessibles parce qu’ils sont recouverts par un capot de protection.
Il faut appuyer en plus sur un deuxième bouton de démarrage (commande à 2 mains) à chaque essai de démarreur. pendant l’essai, aucun travail n’est possible sur le démarreur.

Préparatifs
- Contrôler l’état du pignon du démarreur (dent cassée ou manquante, degré d’usure, etc.).
- Contrôler le module du pignon du démarreur. Il doit coïncider avec celui de la couronne dentée sur le dispositif de freinage (le cas échéant, le remplacer).
- Fixer la couronne dentée de telle manière que les dents biseautées sont orientées vers le pignon du démarreur (elles doivent engrener légèrement). C’est pourquoi, sur les démarreurs à entraînement Bendix, il faut tourner la couronne dentée en direction du dispositif de freinage.

Essai en charge
Il suffit comme essai de fonctionnement (sans valeurs d’essai). Il décèle:
- le faux rond du collecteur
- l’usure des coussinets
- les courts-circuits de l’enroulement d’induit et d’excitation
- les coupures dans l’induit

Essai à vide
En général, l’essai à vide est effectué sans engrènement du pignon. Cependant, comme sur ce banc d’essai, la résistance de frottement de la couronne dentée (non freinée) tournant à vide est très faible, on peut aussi mesurer les valeurs à vide même si le pignon est engrené.
- Déroulement des opérations comme l’essai en charge, cependant sans actionner la pédale de frein.

Essai en court-circuit
Pour l’essai en court-circuit, freiner le démarreur jusqu’à l’arrêt complet avec la pédale de frein dans l’espace de 1 à 2 secondes et, ce faisant, lire l’intensité de courant et la tension électrique.
Effectuer le blocage seulement brièvement: 2 secondes au maximum.