Le démarreur est un composant essentiel dans les véhicules à moteur à combustion interne, responsable du lancement du fonctionnement du moteur en convertissant l'énergie électrique de la batterie en énergie mécanique. Sans démarreur fonctionnel, un moteur reste en état de repos, car il ne peut pas atteindre la rotation initiale requise pour démarrer le cycle de combustion. Ce dispositif sert de pont entre le système électrique du véhicule et son noyau mécanique, permettant ainsi la transition d'un état stationnaire à un fonctionnement actif.
Structure de base et composants
Un ensemble de démarreur type se compose de plusieurs pièces clés fonctionnant à l'unisson. Le moteur électrique forme le noyau, en utilisant les principes électromagnétiques pour générer la force de rotation. Il comprend un stator (enroulement stationnaire) et un rotor (induit rotatif), où le flux de courant à travers les enroulements crée un champ magnétique qui entraîne le rotor à tourner.
Un solénoïde, un commutateur électromagnétique qui sert deux fonctions principales, est fixé au moteur : il engage le pignon d'entraînement du démarreur avec la couronne dentée du volant moteur et connecte le moteur au circuit haute intensité de la batterie. Le solénoïde contient un plongeur mobile relié à un levier de vitesses qui commande la position du pignon menant.
Le mécanisme d'entraînement comprend un petit pignon (pignon) qui s'engrène dans la couronne du volant. Pour éviter tout dommage lorsque le moteur démarre et commence à tourner plus vite que le démarreur, la plupart des mécanismes d'entraînement sont équipés d'un embrayage à roue libre (embrayage unidirectionnel). Cet embrayage permet au pignon de tourner librement dans un sens une fois le moteur en marche, ce qui déconnecte le démarreur du mouvement du moteur.
Les composants supplémentaires incluent des balais et un commutateur (dans les moteurs CC) qui transfèrent le courant à l'armature rotative tout en inversant la direction du courant dans les enroulements, assurant une rotation continue. Le démarreur est également équipé d'un carter qui protège les pièces internes et qui fixe l'ensemble solidement au bloc-moteur.
Principe de fonctionnement
Le démarreur fonctionne par une séquence d'actions coordonnées déclenchées en tournant la clé de contact ou en appuyant sur le bouton de démarrage. Lorsqu'il est activé, un signal électrique est envoyé au solénoïde, qui tire ensuite le courant de la batterie. Ce courant magnétise la bobine du solénoïde, en tirant le plongeur vers l'intérieur. Lorsque le plongeur se déplace, il pousse le levier de vitesses, étendant le pignon menant pour s'engager dans la couronne dentée du volant.
Simultanément, le solénoïde ferme un commutateur à courant élevé, permettant à une grande quantité de courant électrique de la batterie de circuler directement dans le démarreur. Les enroulements du moteur sont alimentés, créant un champ magnétique qui provoque la rotation rapide du rotor, généralement à plusieurs milliers de tours par minute (tr/min). Cette force de rotation est transmise par le pignon menant au volant, qui à son tour fait tourner le vilebrequin du moteur.
Lorsque le vilebrequin tourne, il lance le cycle à quatre temps du moteur : en tirant le mélange air-carburant, en le comprimant, en l'allugeant (dans les moteurs à essence) et en expulsant l'échappement. Lorsque le moteur démarre et atteint une vitesse supérieure à la sortie du démarreur, l'embrayage à roue libre du mécanisme d'entraînement désengage le pignon du volant, empêchant le moteur d'entraîner le démarreur (ce qui l'endommagerait en raison d'une vitesse excessive). Le solénoïde est alors mis hors tension, ce qui réduit la vitesse d'entraînement et coupe le courant vers le moteur.