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šŸ§° Le coup d'Ć©crou #5 - Le dĆ©marreur

šŸ§° Le coup d'Ć©crou #5 - Le dĆ©marreur

Le dƩmarreur

Le dĆ©marreur est un moteur Ć©lectrique qui sert Ć  lancer le moteur thermique du vĆ©hicule et Ć  lā€™entraĆ®ner jusquā€™Ć  ce que se produisent les premiĆØres explosions. Le lancement dā€™un moteur, surtout sā€™il est dā€™une puissance Ć©levĆ©e, nĆ©cessite un effort important pour vaincre les rĆ©sistances de frottement, lā€™inertie des piĆØces, mais aussi la rĆ©sistance opposĆ©e par le gaz comprimĆ© dans les cylindres.
Pour des raisons de poids et dā€™encombrement, le systĆØme dā€™accouplement du dĆ©marreur et du moteur thermique doit avoir une dĆ©multiplication importante.

Note : Le rapport de dƩmultiplication varie de 1/8 Ơ 1/20

Principe de fonctionnement

L'entraiĢ‚nement du moteur thermique se fait pas lā€™engreĢ€nement dā€™un pignon solidaire en rotation de lā€™arbre du deĢmarreur avec une couronne denteĢe fixeĢe sur le volant du moteur.

Lā€™engreĢ€nement ne peut eĢ‚tre maintenu apreĢ€s que le moteur thermique ait commenceĢ tourner de lui-meĢ‚me car lā€™induit du deĢmarreur serait alors entraiĢ‚neĢ aĢ€ une vitesse excessive, aĢ€ laquelle il ne pourrait reĢsister. Pour cette raison, le systeĢ€me dā€™accouplement entre le deĢmarreur et le moteur est toujours concĢ§u de telle manieĢ€re que lā€™engreĢ€nement du pignon du deĢmarreur et de la couronne du volant cesse deĢ€s que le moteur commence tourner de lui-meĢ‚me. Cā€™est notamment par la nature de leur systeĢ€me de lancement que les deĢmarreurs diffeĢ€rent entre eux.

Les caractƩristiques du moteur de dƩmarrage

Un moteur eĢlectrique aĢ€ courant continu constitue la partie eĢlectrique du deĢmarreur. Sa tension peut eĢ‚tre de 6, 12 ou 24 volts selon les veĢhicules. Les moteurs employeĢs comme deĢmarreurs sont du type seĢrie. Ils sont caracteĢriseĢs par le mode dā€™excitation des inducteurs qui sont parcourus par la totaliteĢ du courant dā€™alimentation. Les moteurs seĢrie tournent treĢ€s vite aĢ€ vide et leur vitesse diminue treĢ€s rapidement quand leur charge augmente. Par contre, ils ont un couple de deĢmarrage treĢ€s eĢleveĢ, ce qui justifie pleinement leur emploi comme deĢmarreurs de moteurs thermiques dans lesquelles les reĢsistances aĢ€ vaincre pour les entraiĢ‚ner sont treĢ€s importantes.

Il existe diffeĢrents type de deĢmarreur et nous allons en voir quelques-uns.

SysteĢ€me de lancement type Bendix :

La partie de lā€™arbre de lā€™induit qui sort du deĢmarreur est en deux parties engageĢes lā€™une dans lā€™autre et reĢunies par un ressort jouant le roĢ‚le dā€™un amortisseur de torsion.

Bendix

Sur la partie fileteĢe se visse le pignon du lanceur muni dā€™une masse destineĢe aĢ€ deĢtruire son eĢquilibrage et qui augmente lā€™inertie de lā€™ensemble

Fonctionnement :

DeĢ€s que le courant est envoyeĢ dans le deĢmarreur, lā€™induit se met aĢ€ tourner aĢ€ treĢ€s grande vitesse et, avec lui, la douille fileteĢe qui en est solidaire par le ressort.

Etant donneĢ que le pignon a une grande inertie aĢ€ cause de sa masse excentreĢe, il reste immobile au lieu de tourner et la douille fileteĢe tend aĢ€ se deĢgager du pignon par deĢvissage. Comme la douille ne peut se deĢplacer suivant son axe, ses filets reĢagissent sur ceux du pignon qui se met aĢ€ tourner en se deĢplacĢ§ant vers lā€™extreĢmiteĢ de lā€™arbre. Le pignon vient ainsi engrener de front avec la couronne du volant et finit par heurter la buteĢe situeĢe aĢ€ lā€™extreĢmiteĢ de la partie fileteĢe. A partir de ce moment, le pignon, toujours entraiĢ‚neĢ en rotation avec lā€™induit, fait tourner la couronne du volant.

DeĢ€s que le moteur du veĢhicule a deĢmarreĢ, le conducteur cesse dā€™agir sur la commande du deĢmarreur et lā€™induit sā€™immobilise. La couronne du volant, qui tourne, imprime au pignon du lanceur un rapide mouvement de rotation. Sous cette impulsion, le pignon se visse, sur le filetage de lā€™arbre, se deĢgageant ainsi de la couronne du volant. La masse de deĢseĢquilibrage du pignon, en sā€™opposant aĢ€ la rotation de celui-ci pendant la marche du veĢhicule, sous lā€™effet des cahots, empeĢ‚che le pignon de venir en prise avec la couronne.

Le pignon vient donc en prise avec la couronne du volant en sā€™eĢloignant de lā€™induit. Le systeĢ€me est alors dit aĢ€ pignon sortant. Sur dā€™autres modeĢ€les de deĢmarreurs, le pignon vient en prise avec la couronne en se rapprochant de lā€™induit. Le systeĢ€me est alors dit aĢ€ pignon rentrant. Le principe du fonctionnement reste le meĢ‚me dans les deux cas. Seuls varient les pas des filets de lā€™arbre et du pignon qui sont inverseĢs.

SysteĢ€me de lancement Roux-CleĢmencet

TreĢ€s proche du systeĢ€me Bendix dans le foctionnement, il sā€™en diffeĢrencie toutefois dans sa construction.

Roux-ClƩmencet

Sur lā€™arbre de lā€™induit est claveteĢe une bague dans la face lateĢrale de laquelle sont usineĢes trois encoches eĢquidistantes. Dans chacune de ces encoches sā€™engage lā€™extreĢmiteĢ dā€™un ressort heĢlicoidal. Ces trois ressorts sont comparables aux filets dā€™une vis sans fin (vis aĢ€ trois filets). Le pignon du lanceur, libre sur lā€™axe de lā€™induit, porte eĢgalement trois ressorts de manieĢ€re identique aĢ€ ceux deĢcrit preĢceĢdemment. Lorsque lā€™induit est au repos, les ressorts solidaires du pignon sont engageĢs entre les spires des ressorts solidaires de la bague fixeĢe sur lā€™induit.

Fonctionnement :

Lorsque lā€™arbre de lā€™induit se met aĢ€ tourner rapidement, les trois ressorts qui en sont solidaires en rotation tendent aĢ€ se deĢgager, par deĢvissage, de ceux du pignon. Comme les ressorts solidaires de lā€™induit ne peuvent reculer sur leur axe, ils reĢagissent sur les ressorts solidaires du pignon et ce sont ces derniers qui se deĢvissent en se deĢplacĢ§ant vers lā€™extreĢmiteĢ de lā€™arbre, avec le pignon. Celui-ci vient alors engrener avec la couronne du volant. Le pignon eĢtant alors en buteĢe en bout de lā€™arbre et ne pouvant plus se deĢplacer axialement, lā€™action des ressorts solidaires de lā€™induit oblige le pignon aĢ€ tourner avec lā€™ensemble de lā€™induit.

Lorsque le moteur thermique est lanceĢ, le conducteur coupe lā€™alimentation du deĢmarreur et lā€™induit sā€™immobilise. La couronne imprime alors au pignon du lanceur une vive impulsion. Les ressorts solidaires du pignon, devenus immobiles, se vissent dans ceux de lā€™induit et le pignon reprend sa position premieĢ€re.

Le deĢmarreur aĢ€ commande positive

Dans les systeĢ€mes de lancement preĢceĢdents, le pignon du lanceur vient engrener avec la couronne du volant alors quā€™il est deĢjaĢ€ animeĢ dā€™un mouvement de rotation. De ce fait, les dents du pignon et de la couronne sā€™usent aĢ€ la longue de par les chocs qui en reĢsultent. Un risque de coincement du pignon contre la couronne peut eĢgalement parfois apparaiĢ‚tre.

Dans le deĢmarreur aĢ€ commande positive, ces inconveĢnients sont supprimeĢs par le mode dā€™engreĢ€nement qui se fait avant que le pignon du deĢmarreur soit entraiĢ‚neĢ en rotation.

Commande positive

Le pignon est monteĢ, par une roue libre aĢ€ rouleaux, sur un manchon canneleĢ inteĢrieurement pouvant coulisser sur lā€™arbre canneleĢ de lā€™induit. Sur ce manchon est monteĢe une douille portant une gorge circulaire dans laquelle sā€™engage le levier aĢ€ fourche de commande. Le levier aĢ€ fourche est articuleĢ en son milieu sur le baĢ‚ti du deĢmarreur. Il est actionneĢ soit par une tirette, soit par une peĢdale, et commande, lorsquā€™il est dans une position deĢtermineĢe, le contacteur de deĢmarrage.

Fonctionnement :

En pivotant autour de son axe sous lā€™action de la commande, le levier aĢ€ fourche pousse la douille aĢ€ gorge vers lā€™extreĢmiteĢ de lā€™axe de lā€™induit. La pousseĢe de la douille se transmet au manchon portant le pignon par lā€™intermeĢdiaire du ressort. Le pignon vient ainsi engrener avec la couronne. Une fois lā€™engreĢ€nement reĢaliseĢ, le levier aĢ€ fourche agit sur le contacteur de deĢmarrage. Si au moment de lā€™engreĢ€nement les dents du pignon heurtent celles de la couronne au lieu de sā€™engager entre celles-ci, le ressort se comprime sous la pousseĢe de la douille aĢ€ gorge, ce qui permet au levier aĢ€ fourche de continuer son mouvement et dā€™actionner le contacteur. Le pignon commence alors aĢ€ tourner et un glissement se produit entre les dents en buteĢe et le ressort, qui se deĢtend, assurant lā€™engreĢ€nement des dentures.

Une fois le moteur du veĢhicule deĢmarreĢ, le pignon se met aĢ€ tourner sous lā€™action de la couronne sans entraiĢ‚ner lā€™arbre de lā€™induit, graĢ‚ce aĢ€ la preĢsence de la roue libre, et ce jusquā€™aĢ€ ce que le conducteur laisse le levier fourche revenir aĢ€ sa position de repos.

Le deĢmarreur aĢ€ commande eĢlectromagneĢtique

Dans un deĢmarreur aĢ€ commande positive, lā€™engreĢ€nement du pignon avec la couronne se fait sous lā€™action dā€™une tirette ou dā€™une peĢdale. Afin de reĢduire lā€™action du conducteur aĢ€ un geste encore plus simple, les constructeurs de deĢmarreurs ont remplaceĢ la commande meĢcanique par une commande eĢlectromagneĢtique.

Commande ƩlectromagnƩtique

Sur ce type de deĢmarreur, le levier fourche qui commande le coulissement du pignon est relieĢ par son extreĢmiteĢ supeĢrieure au noyau plongeur dā€™un eĢlectro-aimant fixeĢ sur le dessus du deĢmarreur. La tige du plongeur se termine par une plaque qui, apreĢ€s une certaine course de la tige, eĢtablit le contact entre les bornes du contacteur de deĢmarrage.

Fonctionnement :

Le courant de la batterie est envoyeĢ dans lā€™enroulement de lā€™eĢlectro-aimant par un commutateur aĢ€ poussoir placeĢ sur le tableau de bord. DeĢ€s que lā€™eĢlectro-aimant est exciteĢ, le plongeur sā€™enfonce en actionnant le levier aĢ€ fourche. Le pignon, monteĢ sur lā€™arbre de lā€™induit, se rapproche de la couronne en prenant, graĢ‚ce aux cannelures, un mouvement de rotation. AussitoĢ‚t que le contact est eĢtabli entre les bornes du contacteur de deĢmarrage, lā€™induit se met alors aĢ€ tourner et, avec lui, le pignon qui entraiĢ‚ne la couronne du volant.

DeĢ€s que le moteur du veĢhicule se met aĢ€ tourner de lui-meĢ‚me, le conducteur cesse dā€™appuyer sur le bouton poussoir du relais de commande et le courant est coupeĢ dans lā€™eĢlectro-aimant de ce dernier. Le plongeur reprend alors sa position primitive sous lā€™action du ressort et le levier aĢ€ fourche deĢgage le pignon de la couronne. Le deĢmarreur cesse de tourner apreĢ€s que le contacteur de deĢmarrage est ouvert.

Le deĢmarreur aĢ€ inertie

Le lancement de certains moteurs de forte cylindreĢe et aĢ€ taux de compression eĢleveĢ, comme les moteurs diesel ou les moteur dā€™aviation, neĢcessite un deĢmarreur eĢlectrique de forte puissance, et donc de grandes dimensions. Pour eĢviter lā€™emploi dā€™un tel deĢmarreur, on utilise parfois un deĢmarreur meĢcanique aĢ€ inertie.

Inertie

Dans un carter cylindrique est logeĢ un lourd volant qui, graĢ‚ce aĢ€ plusieurs trains dā€™engrenages eĢpicycloiĢˆdaux, peut eĢ‚tre entraiĢ‚neĢ aĢ€ treĢ€s grande vitesse soit eĢlectriquement soit par le biais dā€™une manivelle. Un systeĢ€me dā€™embrayage commandeĢ par un levier permet dā€™accoupler le deĢmarreur et le moteur lorsque le volant de deĢmarrage a atteint une vitesse suffisante. Lā€™embrayage se fait progressivement afin de reĢduire le choc qui se produit dans le deĢmarreur au moment de lā€™accouplement. Cā€™est lā€™eĢnergie accumuleĢe dans le volant du deĢmarreur qui assure le lancement du moteur. Un limiteur de couple proteĢ€ge les organes du moteur et du deĢmarreur en cas de retour ou de reĢsistance anormale.
Lā€™avantage, non neĢgligeable, du deĢmarreur aĢ€ inertie est quā€™il permet le lancement du moteur meĢ‚me si la batterie est inexistante ou deĢchargeĢe.

Merci Ć  Alexandre Degrandcourt pour ce cinquiĆØme "coup d'Ć©crou" ! 

CrĆ©dits photos : Documents Bendix, Paris-RhĆ“ne, Gnome et RhĆ“ne