Mois : juillet 2021

Attention, aucun rapport avec la gégène !!

N’attendez pas de moi une présentation aussi bien théorique que pratique sur la dynamo, car elle représente une zone opaque. Effectivement, la dynamo était morte bien avant ma conscience mécanique. La fin de l’utilisation des dynamos date de la fin des années 1960. Mes seules relations avec elle ont donc été froides et distantes.
Malgré cela je vais essayer de vous retranscrire ce que j’ai pu “comprendre” de la chose et je vais rester superficiel.

Si vous faites tourner un rotor constitué de bobinages dans un champ magnétique, vous allez récupérer un courant électrique sur ces bobinages.
Le champ magnétique est réalisé avec des aimants et un courant électrique circulant dans une bobine.
Le courant qui est généré est du courant continu. Il n’a donc pas besoin d’être redressé comme sur un alternateur. Pour être plus précis, c’est à partir du moment où il a été possible de fabriquer des diodes pour redresser le courant que la fabrication des alternateurs a été possible. L’alternateur étant plus performant, petit, léger et moins cher à fabriquer, il a vite supplanté la dynamo.

La dynamo a besoin d’un régulateur. Il a deux rôles.

Tout d’abord il régule la tension d’excitation pour que la tension générée ne soit pas trop importante.

Deuxièmement il a une partie conjoncteur disjoncteur. Pour que la batterie n’alimente pas la dynamo et la transforme en moteur électrique quand la tension de la batterie est supérieure à la tension générée par la dynamo (à l’arrêt ou quand le moteur a un régime de rotation inférieur à 1000 tours par minute).

Dès que la tension générée devient supérieure à celle de la batterie, la conjonction permet de mettre en relation le circuit de sortie de la dynamo et le circuit de  la voiture, donc la batterie.

Particularités de la dynamo

La dynamo est capable de générer du courant positif ou négatif. Elle peut aussi tourner dans un sens ou dans l’autre, juste en modifiant sa polarisation (dynamo déposée, en appliquant un courant dans un sens ou un autre dans les aimants d’induction).
C’est pratique lorsque l’on veut transformer une voiture fonctionnant en positif à la masse en négatif à la masse*.

C’est bon, j’ai compris, j’arrête. On se retrouve la semaine prochaine pour parler batteries.

Voilà, voilà …

Lionel.

*Petit rappel sur le terme ‘à la masse’ :

Le courant électrique suit un circuit partant d’un générateur ou d’un accumulateur (alternateur, dynamo, batterie), puis il va vers le consommateur (démarreur, phares, moteur d’essuie-glace …) et surtout, il retourne au point de départ (générateur ou batterie).

Si le circuit n’est pas fermé, il n’y a pas d’énergie.

Ce circuit est constitué de matériaux conducteurs, principalement métalliques.
Donc sur une voiture, le courant arrive au consommateur par un fil, électrique et plutôt que de ramener un autre fil électrique à la batterie pour chaque consommateur, celui-ci est branché à la “carcasse” (la masse) de la voiture qui est métallique, donc conductrice.
Dans le circuit électrique (tout comme sur une batterie par exemple), il y a un point positif et un autre négatif. Chaque consommateur va aussi avoir un point positif et un négatif.
Dans certains cas, cela est indifférent (une lampe peut être branchée dans un sens ou dans l’autre, cela ne change rien). Dans d’autres cas c’est plus ennuyeux. Par exemple certains moteurs peuvent tourner à l’envers si ils sont branchés à l’envers. Plus grave, certains appareils ne supportent pas d’être branchés à l’envers (un alternateur ou tout ce qui est électronique).

Attention aux conventions !

Par convention, certains pays ont décidé de brancher le négatif du circuit à la masse. Donc on amène le positif par un fil et le courant retourne à la batterie par la masse de la voiture.
Mais ce n’est qu’une convention. Et forcément, il y a des constructeurs qui ont décidé de faire autrement. Je ne vous étonnerais pas beaucoup en vous annonçant que ce sont les Anglais qui, jusque dans les années 1960, branchaient leurs voitures avec le positif à la masse.
Les risques sont de se tromper en branchant une batterie, de câbles pour aider au démarrage, en installant un accessoire …
Pour donner un exemple sur lequel il faut être prudent : les Allemands –très forts pour les normalisations– ont décidé de choisir une logique de couleurs pour leurs fils électriques. Forcément ils utilisent le marron pour indiquer le fil de masse (la terre) donc le négatif.
Les Anglais –pragmatiques– utilisent au niveau national des conventions de couleur pour l’affectation de leurs fils électriques. Lors de cette décision, les voitures Anglaise étaient branchées en positif à la masse, les fils qui allaient à la masse étaient marron (la terre), mais ils étaient positifs. Lorsqu’ils ont été “obligés” de fabriquer des voitures branchées en négatif à la masse (quand les Américains ont décidés d’interdire l’importation de voitures branchées en positif à la masse), ils ont tout de même conservés leurs conventions. Donc sur une voiture Anglaise le fil marron est un positif.
Comme quoi, même dans l’automobile il est intéressant de connaître l’histoire pour comprendre le présent !

Heureusement que cela devait être juste un petit rappel pour clarifier un petit détail de compréhension !

Bien, après avoir vu le démarreur, l’alternateur va être facile à présenter et à comprendre.
Oui… un alternateur, c’est un démarreur qui fonctionne dans le sens inverse.

La partie tournante, le rotor (inducteur) est entrainée par le moteur par l’intermédiaire d’une courroie.
Grace à du courant qui passe par ses bobinages et la rotation, il induit du courant dans le stator (induit) qui va générer du courant électrique.
Comme son nom l’indique, l’alternateur génère du courant… alternatif. Or la voiture a besoin de courant continu. Pour ce faire, le courant généré va passer dans un pont de diodes qui va “redresser” le courant et fournir un courant continu.

Bon, nous avons déjà vu, que pour charger la batterie, il était nécessaire d’avoir un courant entre 13 et 14,5 volts (la batterie chargée, au repos est à 12,5 volts).
Pour garantir une tension dans la plage désirée, un instrument va réguler la quantité de courant envoyé dans le rotor pour en modifier la quantité générée. Cet instrument s’appelle un régulateur. Il “regarde” la tension du circuit et va “donner” plus ou moins de courant d’excitation.
Au départ, le régulateur était à l’extérieur de l’alternateur. Par la suite, il intégré à l’alternateur et intègre les charbons.

Bien, je vous ai tout dit sur l’alternateur …

Non, d’accord, j’ai été un peu rapide, mais vous avez l’essentiel.
Il vous reste à savoir que les avantages de l’alternateur par rapport à la dynamo, plus ancienne, sont : la possibilité d’avoir un courant généré important (plus de 100 ampères pour des youngtimers luxueuses), une charge démarrant dès le régime de ralenti, un encombrement et un poids plus faible.

La semaine prochaine, je vous parle rapidement de la dynamo.

Petite blagounette d’électricien automobile : Vous êtes au courant ? J’ai décidé de continuer à être alternatif !

Voilà, voilà …

Lionel.

Je vous ai présenté la dernière fois les éléments les plus importants du circuit électrique. L’un d’eux, est le démarreur.
C’est lui qui permet de faire tourner le moteur pour que celui-ci démarre. Logique, non ?

Je vais découper le démarreur en trois parties :
le moteur électrique,
le pignon qui entraîne le volant moteur et
le relais de démarreur.

Je vais commencer par le relais, puisqu’il est à l’origine de tout.

Il existe trois types de relais.

• pour le démarreurs dits à inertie : la vitesse du moteur électrique va permettre au pignon monté sur un axe hélicoïdal de se déplacer avec force et vigueur vers le volant moteur. Les dents du pignon du démarreur vont s’engrainer dans celles du volant moteur permettant sa rotation. (Austin Mini et beaucoup d’Anglaises jusque dans les années 70)

Le relais peut être commandé par un câble ou électriquement.

• la commande du relais situé sur le corps du démarreur peut se faire mécaniquement, un câble vient tirer un levier qui va, d’une part, pousser le pignon vers le volant moteur et, d’autre part, créer un contact électrique pour permettre l’alimentation du moteur électrique. (Fiat 500, et véhicules d’avant guerre)
• Le troisième est, lui aussi, situé sur le corps du démarreur, mais commandé électriquement. 
• C’est ce système qui est majoritairement utilisé et que je vais vous présenter.

Un démarreur est un gros moteur électrique, capable de faire tourner le moteur entre 100 et 300 tours par minute. Pour y arriver, en fonction de sa taille (donc de la taille du moteur qu’il doit entraîner) il va consommer entre 900 W et 3600 W donc  il a besoin d’un courant électrique entre 75 et 300 Ampères.
C’est très important et c’est la plus grosse consommation dans la voiture. Par comparaison, l’alimentation des deux ampoules de grand phare nécessite 10 ampères.
Pour pouvoir commander électriquement le démarreur, il faut un contacteur de très grosse capacité. Si vous vouliez commander le démarreur directement depuis l’intérieur de votre voiture, il vous faudrait, plutôt que votre clé, un disjoncteur industriel.
Ce contacteur c’est le relais. De manière générale, il s’agit d’une pièce électrique qui permet de commander une forte puissance à partir d’une faible puissance.
Un électroaimant va déplacer une palette qui va faire un contact entre deux plots.
Il y a beaucoup de relais dans une voiture. La majorité sont petits et permettent, avec un courant de quelques milliampères, de “conjoncter” ou disjoncter l’alimentation d’appareils qui ont besoin de 10 à 30 ampères.
Dans le cas du relais du démarreur, un courant d’à peu près 20 à 30 ampères va permettre d’alimenter un électroaimant qui va tirer un “disjoncteur” qui va supporter les 100 à 300 ampères consommés par le moteur électrique.
Pour un relais de démarreur, il y a en fait deux bobinages pour l’électroaimant. Le premier appelé bobinage d’appel, le plus puissant, il permettra de tirer le noyau. Le deuxième appelé bobinage de maintien permet le … maintien du noyau en position tirée mais en consommant moins de courant.

Le bobinage d’appel est branché entre la borne d’excitation du démarreur et la borne d’alimentation du moteur. Donc quant le moteur n’est pas alimenté, il récupère sa masse par le moteur du démarreur. Lorsque le moteur est alimenté, il est entre deux points à 12 volts et n’est donc plus alimenté.
Le bobinage de maintien est branché entre la borne d’excitation et la masse. Donc tant que du courant est envoyé sur la borne d’excitation, il est alimenté.
Le relais de démarreur a un second rôle, il doit, à l’aide d’un levier, lancer le pignon, entraîné par le moteur électrique pour qu’il puisse s’engrainer dans le volant moteur.
Le pignon a sa course limitée par une butée et il est monté sur une roue libre pour protéger le moteur électrique lorsque le moteur thermique démarre (la vitesse du moteur thermique n’est pas retransmise au moteur électrique).

Il ne reste plus qu’à parler du moteur électrique. C’est un moteur classique, de forte puissance.
Il est constitué d’un stator et d’un rotor. Comme leurs noms le fait supposer le stator est constitué de bobinages fixés sur le corps du démarreur qui vont générer un champ magnétique quand ils vont être parcourus par un courant électrique.
Le rotor est la partie tournante, ses bobinages génèrent aussi des champs magnétiques quand ils sont alimentés électriquement.
Les champs magnétiques du stator et du rotor vont rentrer en “contradiction” comme des aimants qui s’attirent ou se repoussent en fonction de la face qu’ils montrent.
Cette contradiction crée une force qui fait tourner le rotor.
Dans le cas d’un moteur, le stator est l’inducteur, le stator est l’induit. (nous verrons plus tard que c’est le contraire dans le cas d’un alternateur).
Pour avoir une rotation efficace et fluide, il y a une multitude de bobinages à la périphérie du rotor. Ils vont être alimentés chacun leurs tours pour réagir au meilleur moment avec le stator.
Chaque bobinage est branché, à un bout du rotor à un collecteur.
Sur ce collecteur vont frotter des charbons qui vont transmettre le courant.
Ces charbons passent toute l’intensité consommée par le démarreur. Ils s’usent à cause de la chaleur et des frottements. Ils sont la première cause de panne des démarreurs.

Les autres causes de panne du démarreur sont :

• détérioration des contacts du relais,
• coupure d’un fil dans un bobinage
• usure du collecteur …

Je suis bien d’accord avec vous, c’est toujours le démarrage qui est compliqué. La suite sera plus facile.

Voilà, voilà …

Lionel.

A droite un démarreur de MGB d'origine. Au centre un démarreur de MGB amélioré. A gauche, un démarreur capable de faire tourner un V8 3.2l de Maserati 3200 GT

Nous allons entamer un chapitre important, mais souvent redouté de la technique automobile : l’électricité.
Le problème avec l’électricité, c’est que l’on ne voit rien et ce n’est pas rassurant.
Malgré cela, il est bon d’avoir des notions pour démystifier la fée électricité.
Nous verrons le schéma général d’une voiture avec les différents éléments incontournables.
Par la suite, des publications détailleront certains éléments importants comme le démarreur, l’alternateur … mais aussi le début d’approche du diagnostique.

Bon allez hop, je vous mets tout de suite sous tension.

Les moteurs de nos voitures ont besoin pour démarrer de tourner pour amorcer le cycle d’admission et combustion. En général, elles n’ont plus de manivelles pour faire tourner le moteur, mais un démarreur électrique. C’est donc un moteur électrique qui entraîne le moteur pour qu’il tourne autour de 100 tours par minutes. Cette vitesse est suffisante pour qu’il puisse démarrer et tourner de lui-même au ralenti.
Pour pouvoir faire tourner ce démarreur, il faut de l’énergie. Cette énergie est stockée dans une batterie. La batterie est donc un “réservoir” électrique. Il se vide quand vous utilisez votre démarreur, laissez les phares ou feux allumés, la radio … lorsque le moteur de la voiture ne tourne pas.
Pour “remplir” ce réservoir, il y a un alternateur (anciennement une dynamo) qui vas générer du courant pour recharger la batterie.
L’alternateur est entraîné par le moteur par l’intermédiaire d’une courroie. Il ne charge donc la batterie que lorsque le moteur tourne. Pour pouvoir recharger la batterie, l’alternateur a besoin de créer une tension un peu supérieure à celle de la batterie. Une batterie dite de 12 volts est en réalité à 12,5 volts quand elle est chargée. L’alternateur doit donc générer un courant compris entre 13 et 14 volts. Pour y parvenir, l’alternateur est “géré” par un régulateur qui va contrôler cette tension et exciter plus ou moins l’alternateur. (on verra que le principe pour la dynamo est un peu différent).

Voici donc le principe de base d’un circuit électrique d’une voiture. Bien entendu, d’autres éléments s’y ajoutent.
Des fusibles pour protéger le circuit électrique en cas de dysfonctionnement d’un élément, des interrupteurs pour alimenter ou non les éléments (y compris le contacteur à clé de contact communément appelé Neiman), les lampes, phares, ventilateurs, accessoires de confort et sécurité …

J’espère que cette première présentation ne vous fait pas fuir. Nous verrons la prochaine fois comment fonctionne le démarreur.

Voilà, voilà …

Lionel.