Chaque voiture moderne dispose d'un démarreur électrique qui assure le démarrage du groupe motopropulseur.Un élément important du démarreur est un ensemble de balais qui fournissent du courant électrique à l'armature.Découvrez les balais de démarrage, leur objectif et leur conception, ainsi que les diagnostics et le remplacement dans l'article présenté.
But et rôle des balais dans le démarreur électrique
Dans la plupart des véhicules modernes équipés de moteurs à combustion interne, la tâche de démarrage du groupe motopropulseur est résolue à l'aide d'un démarreur électrique.Au cours du dernier demi-siècle, les démarreurs n'ont pas subi de changements significatifs : la base de la conception est un moteur électrique à courant continu compact et simple, complété par un relais et un mécanisme d'entraînement.Le démarreur se compose de trois éléments principaux :
- Ensemble corps avec stator ;
-Ancre;
- Ensemble brosse.
Le stator est la partie fixe du moteur électrique.Les plus couramment utilisés sont les stators électromagnétiques, dans lesquels le champ magnétique est créé par des enroulements de champ.Mais on peut aussi trouver des démarreurs avec des stators basés sur des aimants permanents classiques.L'induit est la partie mobile du moteur électrique, elle contient des enroulements (avec pointes polaires), un ensemble collecteur et des pièces d'entraînement (engrenages).La rotation de l'induit est assurée par l'interaction des champs magnétiques formés autour de l'induit et des enroulements du stator lorsqu'un courant électrique leur est appliqué.
L'ensemble brosse est un ensemble moteur électrique qui assure un contact coulissant avec une armature mobile.L'ensemble brosses se compose de plusieurs parties principales : des brosses et un porte-balais qui maintient les brosses en position de travail.Les balais sont pressés contre l'ensemble collecteur d'induit (il est constitué d'un certain nombre de plaques de cuivre qui sont les contacts des enroulements d'induit), ce qui assure une alimentation constante en courant aux enroulements d'induit pendant sa rotation.
Les balais de démarrage sont des composants importants et critiques qui doivent être décrits plus en détail.
Types et conception des lames de démarreur
Structurellement, tous les balais de démarrage sont fondamentalement les mêmes.Un pinceau typique se compose de deux parties principales :
- Brosse moulée à partir d'un matériau conducteur souple ;
- Conducteur flexible (avec ou sans borne) pour fournir du courant.
La brosse est un parallélépipède moulé à partir d'un matériau conducteur spécial à base de graphite.Actuellement, les balais de démarrage sont constitués de deux matériaux principaux :
- Électrographite (EG) ou graphite artificiel.Matériau obtenu par pressage et torréfaction à partir de coke ou d'autres matériaux conducteurs à base de liant carboné et hydrocarboné ;
- Composites à base de graphite et de poudre métallique.Les brosses en cuivre-graphite les plus couramment utilisées sont pressées à partir de graphite et de poudre de cuivre.
Les brosses en cuivre-graphite les plus utilisées.En raison de l'inclusion de cuivre, ces balais ont moins de résistance électrique et sont plus résistants à l'usure.De telles brosses présentent plusieurs inconvénients, dont le principal est l'effet abrasif accru, ce qui entraîne une usure accrue du collecteur d'induit.Cependant, le cycle de fonctionnement du démarreur est généralement court (de quelques dizaines de secondes à plusieurs minutes par jour), donc l'usure du collecteur est lente.
Un ou deux conducteurs flexibles de grande section sont fixés rigidement dans le corps de la brosse.Les conducteurs sont en cuivre, toronnés, tissés à partir de plusieurs fils fins (ce qui offre de la flexibilité).Sur les balais pour démarreurs de faible puissance, un seul conducteur est généralement utilisé, sur les balais pour démarreurs de forte puissance, deux conducteurs sont fixés sur les côtés opposés du balai (pour une alimentation en courant uniforme).L'installation du conducteur s'effectue généralement à l'aide d'un manchon métallique (piston).Le conducteur peut être nu ou isolé - tout dépend de la conception d'un démarreur particulier.Une borne peut être située à l'extrémité du conducteur pour faciliter l'installation.Les conducteurs doivent être flexibles, ce qui permet au balai de changer de position lors de l'usure et lors du fonctionnement du démarreur, sans perdre le contact avec le collecteur.
Plusieurs balais sont utilisés dans le démarreur, généralement leur nombre est de 4, 6 ou 8. Dans ce cas, la moitié des balais est reliée à la "masse", et l'autre moitié aux enroulements du stator.Cette connexion garantit que lorsque le relais du démarreur est activé, le courant est appliqué simultanément aux enroulements du stator et aux enroulements d'induit.
Les balais sont orientés dans le porte-balais de telle manière qu'à chaque instant le courant est appliqué à certains enroulements d'induit.Chaque balai est plaqué contre le collecteur au moyen d'un ressort.Le porte-balais, avec les balais, est une unité séparée qui, s'il est nécessaire de réparer ou de remplacer les balais, peut être démontée et facilement installée en place.
En général, les brosses de démarrage sont très simples, elles sont donc fiables et durables.Cependant, ils nécessitent également un entretien et des réparations périodiques.
Problèmes de diagnostic et de réparation des balais de démarrage
Pendant le fonctionnement, les balais de démarrage sont soumis à une usure constante et à des charges électriques importantes (au moment du démarrage du moteur, un courant de 100 à 1000 ampères ou plus circule à travers les balais), donc avec le temps, ils diminuent de taille et s'effondrent.Cela peut entraîner une perte de contact avec le collecteur, ce qui entraîne une détérioration du fonctionnement de l'ensemble du démarreur.Si le démarreur commence à fonctionner moins bien avec le temps, ne fournit pas la vitesse angulaire de rotation du vilebrequin nécessaire ou ne s'allume pas du tout, vous devez alors vérifier son relais, l'état des contacts électriques et, enfin, les balais.Si tout est en ordre avec le relais et les contacts et que le démarreur ne fonctionne pas bien même lorsqu'il est connecté à la batterie, en contournant le relais, alors le problème doit être recherché dans les balais.
Pour diagnostiquer et remplacer les balais, le démarreur doit être démonté et démonté, en général, le démontage s'effectue comme suit :
- Dévissez les boulons retenant le capot arrière du démarreur ;
- Enlever le couvercle;
- Retirez tous les joints et colliers (il y a généralement deux joints toriques, un collier et un joint dans le démarreur) ;
- Retirez délicatement le porte-balais du collecteur d'induit.Dans ce cas, les balais seront poussés par des ressorts, mais rien de grave ne se produira, puisque les pièces sont maintenues par des conducteurs flexibles.
Vous devez maintenant procéder à une inspection visuelle des brosses, évaluer le degré d'usure et leur intégrité.Si les brosses présentent une usure excessive (ont une longueur plus courte que celle recommandée par le fabricant), des fissures, des plis ou d'autres dommages, elles doivent alors être remplacées.De plus, l'ensemble complet des balais change immédiatement, car les anciens balais pourraient bientôt tomber en panne et des réparations devront être effectuées à nouveau.
Le démontage des balais s'effectue en fonction de leur type de fixation.Si les conducteurs sont simplement soudés, vous devez utiliser un fer à souder.S'il y a des bornes sur les conducteurs, le démontage et l'installation se réduisent au dévissage/vissage de vis ou de boulons.L'installation de nouveaux balais s'effectue dans l'ordre inverse, alors qu'il est nécessaire de surveiller la fiabilité des contacts électriques.
Après avoir remplacé les balais, le démarreur est assemblé dans l'ordre inverse et l'ensemble de l'unité est installé à sa place habituelle.Les nouvelles brosses ont une partie active plate, elles seront donc « rodées » pendant plusieurs jours, période pendant laquelle le démarreur doit être évité en cas de charges accrues.À l’avenir, les balais de démarrage ne nécessiteront plus de soins ni d’entretien particuliers.
Heure de publication : 27 août 2023