Technique : Le démarreur

C'est un moteur électrique auxiliaire alimenté par la batterie d'accumulateurs et destiné à lancer un moteur à combustion interne pour lui permettre de démarrer.

Ce dernier ne pouvant démarrer par lui-même comme le moteur à vapeur, un régime de rotation suffisant doit lui être imprimé pour alimenter les cylindres. Le couple à transmettre par le démarreur dépend des forces de frottement, du rapport volumétrique du moteur, du nombre de cylindres et de la température ambiante.

Pour les diesels. fortement compressés, le démarreur fonctionne sur 24 volts. En général, un moteur comptant un faible nombre de cylindres (deux par exemple) démarrera moins bien qu'un 8 ou un 12 cylindres. En effet, pour un pluricylindre, on compte plus d'un allumage par tour de vilebrequin (un seul pour un bi-cylindre).

Enfin, il faut aussi considérer le cycle du moteur. Un deux-temps avec un cycle complet par tour de vilebrequin est favorisé au départ. Un moteur à carburateur doit posséder un système d'enrichissement du mélange (starterl. Au démarrage, en effet, la vitesse du mélange admis n'est pas suffisante pour assurer un remplissage correct.

D'autre part, du fait de la température, la vaporisation ne s'effectue pas toujours dans de bonnes conditions. Sur les premières automobiles, le lancement du moteur s'effectuait grâce à une manivelle calée en permanence sur le vilebrequin et que l'on actionnait à la main. Pour des moteurs de cylindrée élevée (alésage supérieur à 100 mm), on montait un décompresseur qui mettait le cylindre à l'air libre.

Dans les premières années du siècle, on vit apparaître un certain nombre de systèmes de démarrage à ressort, à lanceur ou à air comprimé. C'est seulement en 1912 que les démarreurs électriques furent montés. Du fait de la faible puissance de la batterie, ils furent tout d'abord considérés comme des organes peu fiables.

D'autre part, le circuit électrique, étant en général monté sans précaution, était à l'origine de pannes fréquentes. Néanmoins, vers 1910-1915, toutes les firmes adoptèrent le démarreur électrique.

Longtemps, le démarrage des voitures de course, privées de démarreur électrique. s'effectua grâce à un appareil auxiliaire pneumatique ou électrique. Pour le démarrage des gros diesels équipant les engins de terrassement, on utilise un petit moteur à explosion lancé à la main ou avec un moteur électrique. La mise en route s'opère ainsi sans aucune difficulté, quelle que soit la température ou l'humidité.

Sur les voitures modernes. le démarreur électrique universellement adopté est à courant continu et à deux phases. Il est conçu comme la dynamo (le moteur à courant continu a un fonctionnement réversible : il est générateur lorsqu'on lui fournit de l'énergie mécanique ou moteur électrique quand il en reçoit). La seule différence est dans le type d'excitation qui est en série.

Cette caractéristique est nécessaire pour que le démarreur fournisse un couple maximal à une vitesse de rotation très basse. Le couple de lancement au départ est en effet très important. La puissance du démarreur est calculée en fonction du couple résistant moyen et du régime de démarrage à basse température. Ensuite, il faut déterminer la capacité de la batterie, qui doit être suffisante pour permettre un nombre satisfaisant de démarrages à une température d'environ 20°C.

En première approximation, on peut évaluer le couple de démarrage à C = K x V (V étant la cylindrée et K un coefficient compris entre 3 et 9 pour les moteurs à essence et entre 7 et 11 pour les diesels).

La puissance en chevaux est donnée par la formule :

P = (3.14 x n x C) / (30 x 75)

où n est le régime de démarrage minimal.

Les puissances de démarrage requises par les divers types de véhicules sont :

- Automobiles : 0,3 - 2 ch ;

- Autocars : 3 - 7 ch ;

- Tracteurs : 1.3 - 4 ch ;

- Motocyclettes : 0,3 - 1 ch.

Pour les motocyclettes, on utilisa parfois une dynamo-démarreur, qui remplissait (comme son nom l'indique) les fonctions de démarreur et de dynamo. Cet appareil a connu, en automobile également, une diffusion très réduite (Steyr Puch, NSU Prinz) en raison des difficultés de concilier ces deux fonctions avec les exigences de fonctionnement maximal.

La section des câbles d'alimentation du démarreur est calculée en fonction de sa puissance. Il faut éviter des chutes de tension le long des câbles (dans ce but, le démarreur doit être placé le plus près possible de la batterie) et leur échauffement. Le démarreur électrique fournissant sa puissance maximale à 2000 tr/mn (c'est -à- dire à un régime supérieur au régime de démarrage du moteur), on intercale donc un réducteur. +

Le rapport de réduction couronne-volant varie de 1/8 à 1/15 selon le moteur. Pour éviter l'entraînement du démarreur après la mise en route du moteur, son pignon est monté sur une roue libre. Lorsque l'alimentation est interrompue, le désengagement du pignon est automatique. La mise en circuit du démarreur peut s'effectuer en une phase ou en deux (cette solution est désormais généralisée afin de réduire le choc de l'engrénement) : dans un premier temps, la fermeture du circuit provoque l'engrénement du pignon sur la couronne; dans un second, le moteur électrique tourne et lance alors le moteur thermique.

Les systèmes d'engagement les plus utilisés sont :

- Automatique, à commande par vis sans fin (type Bendix) ;

- Mécanique, par poussoir (levier actionné à la main ou par une pédale)

- Electromagnélique (électro-aimant poussant le pignon sur la couronne, enclenché par le contact d'allumage).

Tous ces systèmes sont conçus pour provoquer un engrénement progressif et éviter ainsi l'usure de l'engrenage. Le montage du démarreur doit être soigné pour que l'engrénement s'effectue sans bruit et sans risque d'usure on prévoit toujours un téton de centrage. Le démarreur peut être placé à l'avant du volant, contre le carter moteur, ou à l'arrière, contre le carter de boite de vitesses. La fixation la plus utilisée est aujourd'hui par logement cylindrique dans le bloc. On trouve aussi parfois une bride.

En ce qui concerne la mise en action du démarreur, il est recommandé de ne pas l'actionner plus de vingt secondes sans interruption, et un intervalle est nécessaire entre chaque tentative pour le refroidissement. La commande doit être lâchée dés que le moteur tourne.

Enfin, pour ne pas détériorer les dents, le démarreur ne doit jamais être actionné tant que le pignon n'est pas immobilisé.