Brevet FR2446388A1 — publié le 19800808

L'invention concerne un dispositif pour le démarrage des moteurs a combustion interne, et notamment mais non exclusivement, les moteurs à allumage par volant magnétique. L'invention concerne plus spécialement le démarrage électrique des moteurs à deux ou quatre temps, le plus souvent de petite cylindrée, utilisés par exemple pour la propulsion de vélomoteurs, motocyclettes légères, voiturettes sans permis de conduire, mais aussi d'autres véhicules du genre utilitaire comme les motoculteurs. Il convient, avant d'aborder les dispositions principales de l'invention, de rappeler l'état de la technique connue en matière de dispositif de démarrage pour des moteurs du genre en question. Tout d'abord, on remarquera que les moteurs de petite cylindrée, comme par exemple ceux de 50 cm3 qui sont très répandus et équipent la majorité des cyclomoteurs, sont dépourvus de démarreur électrique. Cela vient du fait que cet accessoire ntest pas indispensable pour les cyclomoteurs, Ie démarrage ou lancement initial du moteur se faisant "à la pédale". Toutefois, ce mode de mise en marche connu peut se révéler très pénible, voire inutilisable par des personnes qui, pour des raisons physiques ou pathologiques, ne peuvent fournir l'effort nécessaire a cette action. On connait également, sur des motocyclettes de faible et moyenne cylindrées, le démarrage par un dispositif mécanique, à commande physique, par l'intermédiaire d'une pédale dénommée "Quick Starter". Ce genre de lanceur convient aux personnes non handicapées, et dans le cadre très étroit de la conception originale du véhicule considéré. Par ailleurs, il existe sur le marché un certain nombre de constructeurs qui ont développé une nouvelle génération de véhicules automobiles légers, dont la propulsion est assurée par des moteurs thermiques, par exemple a deux temps, notamment de 50 cm3, a allumage par volant magnétique. Ces moteurs ont été détournés le plus souvent de leur destination première, a savoir la propulsion de cyclomoteur ou de motocyclette légère. Dans leur nouvelle destination, en particulier aux voiturettes, on a cherché des adaptations mécaniques pour assurer le lancement du moteur qui, bien entendu, n'est plus à proximité immédiate de l'usager qui occupe l'habitacle du véhicule, alors que le moteur occupe une place plus ou moins éloignée sur le chassie Dans ce cas particulier, tous les usagers ntont pas non plus nécessairement les aptitudes physiques pour réussir le lancement du moteur. On a tenté de pallier cet inconvénient par un dispositif de démarrage électrique dont le moteur d'entrainement est alimenté à partir d'une batterie. On a renoncé au démarreur connu, tel que celui utilisé dans la technique automobile, du genre à petit pignon enclencheur pouvant être mis en prise avec une couronne dentée, portée par le volant-moteur, en raison de ses impossibilités d'adaptation à un moteur du genre indiqué, d'une part du point de vue technique, d'autre part du point de vue du co(tt de construction qui n'est plus en rapport avec le type de véhicule concerné. On a donc fait appel à une autre technique très connue dans le passé automobile, à savoir un dispositif de lancement électrique à double fonction alternative ; moteur pour le lancement, dynamo lorsqu'il est entratné par le moteur thermique, ce dispositif étant connu sous le nom de "dynastar". Ce dispositif remplace le volant magnétique des moteurs de petite cylindrée en question, par une liaison mécanique permanente, en bout de vilebrequin, qui entraIne un lourd rotor à enroulement spécial pour assurer comme il vient d'être dit, la fonction lanceur et la fonction dynamo. Sur le plan mécanique, la "dynastar" en bout de vilebrequin fait supporter aux paliers à billes des efforts anormaux (poids et porte-à-faux), qui ont une infiuence très défavorable sur leur longévité. Sur le plan fonctionnel, ce dispositif est peu fiable en raison de la présence de charbons en contact avec un collecteur à lamelles tournant en permanence. De plus, ce dispos itif doit comporter des déléments d'allumeur, c'est-à-dire un rupteur commandé par came, ce qui pose des problèmes de calage angulaire difficiles à maStriser. Enfin, ce dispositif complexe, et d'un coût élevé, rend sa diffusion difficile dans le cadre de l'équipement de véhicules légers. D'autres montages de "dynatar" ont été réalisés, mais toujours avec les problèmes d'adaptation, les problèmes de fiabilité, l'entrainement permanent et le coût. L'invention a précisément pour objet, dans le domaine du démarrage électrique des moteurs thermiques, de procurer un dispositif se prêtant sans complications et frais au démarrage de tels moteurs, pour autant qu'ils soient équipés d'un simple volant d'inertie, mais surtout les moteurs équipés d'origine d'un volant magnétique fournissant allumage et éclairage. L'invention a encore pour but de fournir un dispositif de démarrage électrique combiné à des moyens de fourniture de courant électrique adapté à la charge d'une batterie. L'invention concerne à cet effet un dispositif pour le démarrage électrique des moteurs à combustion interne, équipés au moins d'un volant d'inertie à jante extérieure accessible, de préférence, mais non exclusivement les moteurs à allumage et éclairage fournis par un volant magnétique, dispositif caractérisé en ce qu'il est constitué principalement d'un moteur électrique alimenté en courant continu basse tension par une batterie, ce moteur électrique ayant son arbre de sortie équipé d'un galet de friction apte à venir en contact sur commande mais de façon non permanente avec la jante du volant du moteur thermique, de manière à en assurer le lancement. Ce grâce à quoi, on a constaté d'une manière surprenante, la mise en marche instantanée, à distance, d'un moteur thermique en supprimant tous les mécanismes d'encliquetage ou d'embrayage antérieurement connus entre moteur et démarreur. Grâce encore à cette disposition, on peut assurer la mise en marche du moteur thermique sans risquer de nuire à sa longévité, étant donné que le couple de démarrage est transmis dans une position naturelle, à l'intérieur du plan de rotation du volant et que, par suite au lancement, le démarreur est hors de contact de l'équipage mobile du moteur thermique. Suivant une disposition de l'invention, le moteur électrique et son arbre porte-galet sont déplacés ensemble de la position de repos à la position d'entrainement par friction, de préférence selon un mouvement pendulaire, le moteur électrique étant monté suspendu à des bras oscillants, de manière à se trouver, à l'état de repos, à l'aplomb de l'axe pivot de ces bras. Par cette disposition, le poids du moteur électrique est pratique ment sans influence sur sa commande de déplacement, tant pour la position de lancement du moteur thermique, que pour le retour à la position de repos. Suivant une autre disposition, le moteur du démarreur comporte une commande de déclenchement de mise en fonction,tributaire de la position dudit moteur, de manière telle que cette mise en fonction se produise seulement lorsque le galet d'entratnement est conduit vers sa position de contact avec le volant du moteur thermique. L'invention concerne également les installations d'ensemble, en particulier pour voitures légères, faisant application des susdites dispositions principales de l'invention. Elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins annexés, lesquels, complément et dessins, sont bien entendu donnés surtout à titre d'exemple. La Figure I de ces dessins montre de façon schématique le plan d'ensemble d'une installation faisant application du dispositif démarreur selon l'invention. La Figure 2 est une vue en élévation montrant la relation de montage démarreur-moteur thermique. La Figure 3 est un schéma électrique montrant le détail du redresseur-régulateur de l'installation de la Figure 1. Conformément à l'invention, ainsi que représenté aux figures 1 et 2, on a désigné par la référence générale 10, un moteur thermique, à combustion interne, à cycle à deux temps, d'un genre connu, équipé d'un volant magnétique où le rotor est désigné par la référence 11. Ce volant magnétique possède, d'origine, une jante plate.lla, qui sera destinée à une fonction nouvelle dans le cadre des dispositions de la présente invention. Dans l'exemple choisi, on fait comporter au stator 12 du volant magnétique, par exemple deux bobines de 12 volts, 12a, 12b, dont le rble sera décrit plus loin. Le dispositif de démarrage pour le lancement d'un tel moteur, est constitué principalement d'un moteur électrique 13, du genre moteur de démarreur pour automobile, fonctionnant sur courant continu, par exemple de 12 volts. Le moteur électrique 13, a son arbre de sortie 14, équipé d'un galet de friction 15, apte à venir en contact sur commande, mais de façon non permanente, avec la jante lia du volant du moteur thermique. La mise en contact du galet 15, avec la jante la du volant 11, est obtenue par un déplacement de l'ensemble moteur 13-galet 15, d'une position de repos, montrée aux figures 1 et 2, à la position d'entrainement par friction. Le déplacement de l'ensemble moteur électrique-galet de friction est réalisé de préférence selon un mouvement pendulaire. Ce mouvement est obtenu, selon un mode de montage préféré, en montant l'ensemble moteur électrique-galet de friction, à l'état suspendu, par l'intermédiaire de bras oscillants 16, reliés à un point de suspension fixe, par exemple un axe-pivot 17. De cette manière, à l'état de repos, le moteur 13 se trouve à l'aplomb dudit axe de suspension 17. On comprend que par cette disposition, le poids du moteur électrique a une influence pratiquement nulle sur sa commande de déplacement, tant pour la position de lancement du moteur thermique, que pour le retour à la position de repos électrique 13. La mise au contact du galet 15, avec la jante Ila du volant, pourra se faire de manière très simple, par exemple à l'aide d'une commande à cable 18, reliée à une pédale ou une manette 19, à portée de l'utilisateur. Un ressort de rappel 20 est prévu entre un point fixe du cassis d'un véhicule et le moteur électrique 13, de manière à ce que, après une action de lancement du moteur thermique, l'ensemble moteur 13-galet 15, revienne à sa position de repos. Le moteur de démarreur ne peut être mis en fonction que lorsque le galet 15 et le moteur, sont déplacés de la position de repos vers la position de contact du galet avec le volant du moteur thermique. Le moteur électrique 13 est équipé d'un contact mobile 13a qui, dans son parcours, ferme le circuit d'un contacteur-relais 21, connecté à un relais de démarreur 22 pour l'alimentation temporaire du moteur de démarreur 13. Dans le cas particulier de l'équipement d'un moteur à volant magnétique, le dispositif démarreur est incorporé dans une installation d'ensemble qui comprend une batterie 23, pour alimenter entre autres éléments le moteurdémarreur 13, mais aussi la fourniture du courant primaire d'allumage, schématisé par la ligne 24, et le courant d'éclairage, schématisé par la ligne 25. L'installation comporte en outre un interrupteur général 26, un témoin de contrôle de charge 27, de la batterie 23, ainsi qu'un redresseur-régulateur 28 à composants électroniques, pour fournir,à partir du volant magnétique I1, un courant unidirectionnel pour la recharge de la batterie 23. Dans une installation du genre en question, on a obtenu des résultats particulièrement favorables, en équipant le volant magnétique, ainsi qu'il a été indiqué, de deux bobines, respectivement 12a, 12b, de 12 volts chacune, montées en parallèle avec masses isolées. Suivant un mode d'exécution préféré de l'invention, le redresseur-régulateur 28 est établi suivant le schéma de principe de la Figure 3. La tension délivrée par les bobines du volant magnétique est appliquée au pontredresseur 29, constitué par l'ensemble des diodes D1, D2, D3, D4. Cette tension est redressée et régulée par le dipôle de régulation constitué par l'ensemble de transistors Q12 Q2 la diode Zener D5 fournissant la tension de référence, tandis que le pont diviseur R3, R4, sert de contrôle de la tension de sortie. La diode D6 protège le régulateur contre une Inversion de polarité de la batterie. L'ensemble constitué par les transistors Q3, Q4 > et les compesants5 > n commande le o le voyant de contrôle de charge 27. Dans l'exemple représenté, la tension fournie par les bobines du volant magnétique est variable, puisqu'elle est fonction du régime du moteur thermique 10. Cette tension peut être comprise notamment entre 15 et 50 volts. La tension de sortie du courant unidirectionnel du redresseurrégulateur est comprise entre 13 et 14 volts. L'ampérage de ce courant est de l'ordre d'un ampère, lorsque le moteur thermique fonctionne au ralenti, par exemple un régime compris entre 500 et 1000 tours minute. Cet ampérage peut atteindre 3.5 ampères en régime d'utilisation, ce qui compense d'une part la consommation du démarreur, et d'autre part, de nuit, la consommation éclairage. A titre indicatif, on a réalisé une installation conforme à l'invention, particulièrement fiable, en utilisant en tant que moteur de démarreur, un moteur du commerce en soi connu, l'arbre de sortie de ce moteur a été équipé d'un galet de 40 mm, ce galet possédant une bande de roulement en matériau elastomère, à haut coefficient d'entrahement, et on a utilisé entre galet et jante du volant magnétique, un rapport de démultiplication de 1 à 3. ll va de soi que les paramètres cidessus peuvent varier dans une large mesure, et que, bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples ci-dessus décrits et représentes, pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre des revendications annexées. REVENDIGATIONS 1) Dispositif pour le démarrage électrique des moteurs à combustion interne, équipés au moins d'un volant d'inertie à jante extérieure accessible, de préférence, mais non exclusivement, les moteurs à allumage et éclairage fournis par un volant magnétique, dispositif caractérisé en ce qu'il est constitué principalement d'un moteur électrique alimenté en courant continu basse tension par une batterie, ce moteur électrique ayant son arbre de sortie équipé d'un galet de friction apte a venir en contact sur commande, mais de façon non permanente, avec la jante du volant du moteur thermique, de manière à en assurer le lancement. 2) Dispositif démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur électrique et son arbre porte-galet sont déplacés ensemble de la position de repos à la position dtentrathement par friction, de préférence selon un mouvement pendulaire, le moteur électrique étant monté suspendu à des bras oscillants, de manière à se trouver, à l'état de repos, à ltaplomb de l'axe-pivot de ces bras 3) Dispositif démarreur selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le moteur du démarreur comporte une commande de déclenchement de mise en fonction tributaire de la position dudit moteur, de manière telle que cette mise en fonction se produise seulement lorsque le galet d'entrainement est conduit vers sa position de contact avec le volant du moteur thermique. 4) Installation pour le démarrage électrique d'un moteur thermique à l'aide d'un dispositif démarreur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, installation caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison: d'une part1 sur le trajet de déplacement du démarreur électrique, un contacteur de relais de démarreur, d'autre part, une batterie pour alimenter entre autres éléments le relais de démarreur et le démarreur, d'autre part encore, au moins une bobine, de préférence deux, dans le volant magnétique, pour fournir un courant de tension suffisante pour fournir après correction un courant unidirectionnel appliqué aux bornes de la batterie, d'autre part encore, un redresseur-régulateur à composants électroniques pour fournir ledit courant unidirectionnel, d'autre part enfin, un interrupteur général dans le circuit de l'installation, un témoin de contrôle de charge et une commande à distance pour assurer la mise en contact du galet de friction du démarreur avec le volant du moteur thermique. 5) Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le volant magnétique est équipé de préférence avec deux bobines de 12 volts, montées en parallèle avec masse isolée.