TUTO proposé par PROXO
du Forum Passion-Harley

SOMMAIRE

1. Circuit de démarrage
2. Essai du démarreur
3. Mesures du démarreur
4. Nettoyage d'un démarreur
5. Problème de démarrage
 

----------------------------------------------
----- 1. Circuit de démarrage ------
----------------------------------------------

Pour comprendre le fonctionnement du démarreur, regarder le schéma suivant :

Le circuit de démarrage est constitué de 3 équipements électriques et de deux câbles de section importante
 

• La batterie
   
• Le contacteur ou Neiman, qui possède une position instable : la position "D" comme Démarreur, car en l'absence d'effort extérieur, le contacteur retourne vers la position stable "M" comme Marche
   
• Le démarreur qui est constitué de deux sous-ensembles :
   

--> Le moteur électrique, soit avec un inducteur bobiné comme sur le schéma, soit avec un inducteur réalisé par des aimants permanents.

--> Le solénoïde
 

• Le câble de liaison Batterie/démarreur
   
• La tresse de liaison entre le bloc moteur et le châssis du véhicule. Car le bloc moteur est monté sur silentbloc, donc isolé électriquement de la caisse (châssis), sauf par des éléments mécaniques tournants (roulements et autres) qui apprécient très peu le passage du courant de démarrage.
   
• Et selon le cas, la tresse de liaison entre le "moins" batterie et le châssis.
   

Lorsque l'utilisateur établit le contact en position "D", le circuit électrique s'établit :
 

• La bobine de "Maintien" du solénoïde est alimentée en 12V.
   
• La bobine d'"Appel" du solénoïde est alimentée en 12V en série avec le moteur électrique du démarreur. Comme le moteur ne tourne pas encore, seule la résistance des enroulements du moteur est en série. Cette valeur de résistance est très faible. Le courant de la bobine d'"Appel" transite également par les charbons
   
• Le noyau en fer doux du solénoïde se déplace (électroaimant)
   
• A une extrémité du noyau, la fourchette articulée vient engrener le pignon du démarreur sur la couronne du volant moteur.
   
• A l'autre extrémité du noyau, une pièce en cuivre vient établir le contact entre l'alimentation et le moteur.
   
• Le moteur électrique tourne et entraîne le moteur thermique
   
• Le courant cesse de circuler dans la bobine d'"Appel" (économie d'énergie)
   
• Le noyau reste en place grâce à la bobine de "Maintien"
   

• le courant cesse de circuler dans la bobine de "Maintien"
   
• Un ressort de rappel repousse le noyau du solénoïde
   
• Le contact en bout du noyau se coupe
   
• La fourchette articulée dé-engage le pignon
   
• Le moteur électrique s'arrête
   

---------------------------------------------------------------
----- 2. Essai du démarreur ------
---------------------------------------------------------------
 

Pour l'essai du démarreur, il est préférable de ne pas utiliser le câblage de la voiture, mais de prendre deux câbles de démarrage à connecter directement sur les bornes de la batterie. Il ne faut pas utiliser de fil de petite section (genre fil électrique de 1,5mm²) pour ce type d'essai.
 

• Fixer le démarreur dans un étau par exemple
   
• Raccorder le moins de la batterie sur la masse (carcasse) du démarreur avec le câble de démarrage noir
   
• Raccorder le plus de la batterie sur la grosse borne vissée sur le haut du lanceur (solénoïde) avec le câble de démarrage rouge [le démarreur ne tourne pas]
   
• Avec un petit fil, on établi une connexion entre la grosse borne vissée sur le haut du lanceur et la petite borne (Faston ou petite borne vissée selon les voitures) sur le haut du lanceur (on simule ainsi la clé de contact en position démarreur) [le solénoïde claque et le démarreur tourne]
   
• lorsque l'on coupe la connexion entre la grosse borne vissée sur le haut du lanceur et la petite borne, le démarreur s'arrête
   

----------------------------------------------------------------------
----- 3. Mesures du démarreur ------
----------------------------------------------------------------------

Réaliser des mesures sur un démarreur n'est pas à la portée de tout le monde.

En effet l'ordre de grandeur des courants (30A pour le courant d'appel (solénoïde), 50A à vide, 200 à 400 en prise) impose l'utilisation de shunts de mesure ou bien de pinces de courant capables de mesure du courant continu. Seules des mesures indirectes en tension peuvent être réalisées pour localiser un problème (chute de tension excessive dans une connexion par exemple)

Un shunt de mesure 50A /50 mV :

 

Dans le principe, un shunt de mesure s'insère en série dans un câble dont on veut mesurer le courant (grosses bornes). Un multimètre vient alors mesurer la chute de tension entre les deux bornes de mesure (petites bornes). Un tel shunt tolère des surcharges brèves, mais un calibre 50 A est plutôt destiné à des mesures sur un alternateur, par exemple (et encore ce modèle est trop juste).

Une pince de courant capable de mesures en courant continu est basée sur une sonde à effet hall et comporte un peu d'électronique pour contrôler et compenser cette sonde à effet Hall.

Un exemple de sonde à effet Hall modèle PR1001 sensibilité 1 mV/A, deux calibres 200 A et 1000 A :

 

Il y a une flèche pour indiquer le sens conventionnel de passage du courant. Si le courant circule dans le sens indiqué par la flèche, la tension disponible aux bornes de sortie sera positive sur la borne rouge par rapport à la borne noire. Un bouton d'ajustement du zéro permet de régler la sonde avant chaque utilisation (compensation des dérives diverses). La précision de mesure d'une telle sonde est donnée pour 1% avec un minimum de 0,5A.

Et représentée en position ouverte :


il faut identifier naturellement identifier les bons câbles

Exemple de mesure du courant crête de démarrage. Le multimètre est réglé en position détection de valeur crête :

La valeur affichée (0,402 V soit 402 A en appliquant le coefficient 1 mV/A) correspond au courant maximal enregistré par le multimètre. Cette mesure a été réalisée avec une température ambiante de -1°C, alors que le moteur avait tourné au ralenti, 1 heure plus tôt. La même mesure réalisée avec un moteur froid depuis plus de 11 heures et une température ambiante de -3°C, donne un courant crête de 376 A. Cet écart peut s'expliquer par une batterie un peu plus faiblarde.

------------------------------------------------------------------------------
----- 4. Nettoyage d'un démarreur ------
------------------------------------------------------------------------------

Pour le nettoyage/reprofilage du collecteur, je préfère le tampon Jex ou du papier de verre super fin (pour poncage à l'eau des carrosseries).

Car il ne faut jamais retoucher sans raison, un charbon usagé. Les charbons s'usent pour s'adapter (épouser) à la surface sur laquelle ils s'appuient. Même neufs, certains ont déjà une amorce de la forme en creux. Ou retouche éventuellement un collecteur, pour nettoyer les lames et surtout, lors d'un changement de charbons pour avoir la surface de contact la meilleure, en éliminant les irrégularités (ondulations) et en retirant les débris accumulés entre les lames. Il devrait y avoir un espace libre (et creux) d'environ 0,5mm de large entre deux lames consécutives du collecteur. Il faut aussi vérifier la régularité des creux entre deux lames consécutives du collecteur. Si un creux est visuellement plus large que les autres, alors c'est le signe d'un défaut (coupure) de la bobine raccordée à cette lame. Une inspection visuelle des soudures entre les lames du collecteur et les bobines s'impose alors.

Pour les charbons de démarreur neufs, non préparés et en appui radial, une méthode pratique consiste à prendre un cylindre de la même dimension (voire un peu moins) que le collecteur, à entourer ce cylindre de toile émeri et à introduire cet ensemble entre les charbons, puis d'imprimer un mouvement de rotation au cylindre, de manière à obtenir, par usure, des charbons dont le profil s'approche de celui du collecteur. Bien sûr, certains démarreurs ont des charbons avec un appui axial qui appuient à plat en bout du collecteur et non pas de manière radiale.

Le schéma ci-dessous représente les deux types de collecteurs :
 

• Le repère A correspond à un appui radial des charbons qui sont de forme rectangulaire
   
• Le repère B correspond à un appui axial des charbons qui sont de forme triangulaire.

Le nombre de charbons est porté à 4 (au lieu de 2 sur cette représentation) pour des démarreurs plus puissants

Le nettoyage du corps du charbon, en le débarrassant des poussières et des graisses, va faciliter le coulissement du charbon dans sa cage et ainsi permettre un meilleur appui du charbon sur le collecteur. Le ressort sert alors de force pressante directe et non pas à combattre le "collage" du charbon dans sa cage.

Le collecteur des démarreurs avec un appui radial doit respecter un diamètre minimal à contrôler (usure).

Sur un démarreur, la pièce de remplacement la plus courante, sur laquelle il faut intervenir ce sont les charbons qui, malgré le nombre très réduit de minutes d'utilisation cumulées (uniquement pendant le démarrage), sont soumis à un courant très élevé. Après démontage mécanique du démarreur, le remplacement des charbons nécessite un fer à souder de puissance respectable (>100W) car la liaison entre la tresse sertie dans le charbon et le bobinage inducteur est une soudure à base d'étain plomb entre deux conducteurs électriques de section importante (donc très bon conducteur thermique). La réalisation de la soudure requière un minimum de pratique de la soudure au fer. A compter de juin 2006, l'usage du plomb sera prohibé en Europe. Les soudures utiliseront alors d'autres alliages d'étain/argent, avec comme conséquence des températures de fusion plus élevées que l'alliage actuel.

Attention de bien vérifier la présence de la douille de centrage, concentrique avec l'une des vis de fixation du démarreur sur le carter. Lors du démontage, cette douille (environ 1mm d'épaisseur) peut rester sur l'ancien démarreur (cas d'un échange standard) voire tomber au sol.

--------------------------------------------------------------------------------
----- 5. Diagnostic d'un démarreur ------
--------------------------------------------------------------------------------
 

Face à un problème de démarrage, il convient de localiser, au mieux, la panne car le démontage d'un démarreur est souvent une opération longue en terme de temps d'intervention. L'accès est souvent difficile, car il est placé derrière le moteur ou sous les collecteurs d'admission/échappement.

En suivant la classification décrite par kazouille, on peut déterminer plusieurs catégories :

1 - Le démarreur ne tourne pas
et les voyants s'éteignent lorsque l'on essaye de démarrer ou bien ces voyants ne s'allument pas du tout

--> Batterie déchargée ou HS
--> Câble débranché
--> Cosses de batterie desserrées ou bornes de la batterie oxydées

Préconisation :
Inspecter la batterie, ses bornes, et le câblage de grosse section au départ de la batterie, ainsi que le câblage entre la batterie et le contacteur antivol (Nieman). Mesurer la tension d'alimentation permanente du contacteur antivol.


2 - Le démarreur ne tourne pas
les voyants restent allumés, aucun bruit perceptible
 

--> Solénoïde défectueux
--> Contacteur antivol (Nieman) défectueux
--> Câblage entre le contacteur antivol et le démarreur défectueux
--> Liaison de masse entre le bloc moteur et le moins batterie, coupée

Préconisation :
Réaliser des mesures de tension aux différents points du circuit de commande du démarreur, dans l'ordre : départ "démarreur" du contacteur antivol, arrivée sur le solénoïde. Quelle est la tension mesurée, lorsque, cosse en place sur le démarreur, on tourne la clé ?

• Sur la cosse d'alimentation permanente 12V du Nieman :
   
• Sur la cosse correspondante au démarrage du Nieman
   
• Sur la cosse du démarreur
   
• sur la masse du bloc moteur
   

• Soit il y a un gros câble (ou une tresse plate) qui va directement à la carrosserie. Là c'est plus délicat. Car la liaison entre la carrosserie et le groupe motopropulseur peut être "cachée" et inaccessible aisément.
   

• Soit il y a deux gros câbles (ou un gros câble et une tresse plate, ou deux tresses plates). Dans ce cas, l'un des deux gros câbles est raccordé directement au bloc moteur. Il faut suivre le cheminement de ces deux gros câbles jusqu'à localiser le point de connexion au groupe motopropulseur (moteur + boîte de vitesses)
   

2bis - Le démarreur ne tourne pas
les voyants restent allumés, une série de "clics" est perceptible

--> Liaison de masse entre le bloc moteur et le moins batterie, coupée

Par rapport au cas précédent, le courant circule par des voies détournées (roulements de roue, etc) mais la tension aux bornes du démarreur s'écroule lorsque le solénoïde tente d'alimenter le démarreur car la résistance parasite est importante. Ce qui provoque le retour au repos du solénoide, qui peut de nouveau s'actionner et le phénomène "s'entretient" d'où la série de clics successifs. Consulter les préconisations du cas n°2 et en particulier vérifier la connexion de masse.


3 - Le démarreur ne tourne pas
les voyants restent allumés, un "clac" est perceptible

--> Solénoïde défectueux (bobine d'appel coupée)
--> Solénoïde défectueux (contact de puissance brûlé)
--> Solénoïde défectueux (encrassement du noyau du solénoïde)
--> Charbons du démarreur usés

Préconisation :
Démonter le démarreur pour une inspection. Si un léger choc (petit marteau ou tournevis) sur le corps du démarreur permet de démarrer, les charbons sont usés. ATTENTION :ne pas taper sur un démarreur à aimants permanents Car ces aimants peuvent être assemblés par collage... On reconnait un démarreur à aimants permanents par l'absence de vis de fixation des pôles magnétiques inducteurs (carcasse lisse et petite).


4 - Le démarreur ne tourne pas
les voyants restent allumés, aucun bruit perceptible, le voyant de l'anti-démarrage clignote

--> défaut de l'anti-démarrage ou clé de contact non reconnue

Préconisation :
Utiliser la clé de secours ou la procédure de secours (selon les marques).


5 - Le démarreur tourne lentement
les voyants faiblissent

--> Batterie déchargée
--> Batterie fatiguée/usée
--> Charbons usés

Préconisation :
Vérifier la batterie en mesurant la tension au repos (>12,5V) et la tension minimale pendant le démarrage (>10V), recharger la batterie. Si la tension au repos est correcte, mais la tension minimale est incorrecte, la batterie est fatiguée avec une résistance interne trop importante. Il faut remplacer la batterie à court terme. Essayer de démarrer avec l'assistance d'une autre voiture et une paire de câbles de démarrage. Vérifier les câbles et connexion de puissance, en particulier, la liaison entre le bloc-moteur/carter cylindres et la carrosserie. Démonter le démarreur si le problème persiste.


6 - Le démarreur tourne
mais n'entraine pas le moteur

--> Dents du lanceur ou de la couronne de démarrage cassées ou usées
--> Pignon du lanceur défectueux ("roue libre" qui patine)

Préconisation :
Démonter le démarreur


7 - Démarreur bruyant 

--> Dents du lanceur ou de couronne très usées
--> Vis de fixation du démarreur desserrées
--> Absence de la douille de centrage

Préconisation :
Démonter le démarreur.


8 - Démarrage du moteur
avec un bruit de sirène après avoir relâché la pression sur la clé de démarrage

--> Pignon du lanceur défectueux ("roue libre" qui reste bloquée)
--> Manque de graisse sur l'axe du démarreur avec la rampe hélicoïdale : le pignon du lanceur grippe
--> Noyau du solénoïde qui coince en position excitée

Préconisation :
Démonter le démarreur et prévoir son remplacement, car l'induit s'est probablement "satellisé". Par la force centrifuge, les conducteurs électriques de l'induit se sont arrachés.


9 - Démarreur qui tourne en permanence
après avoir relâché la pression sur la clé de démarrage, y compris si on coupe le contact complètement

 
--> Pignon du lanceur défectueux ("roue libre" qui reste bloquée)
--> Manque de graisse sur l'axe du démarreur avec la rampe hélicoïdale : le pignon du lanceur grippe
--> Noyau du solénoïde qui coince en position excitée

Préconisation :
Démonter le démarreur, son solénoïde et prévoir son remplacement, car l'induit s'est probablement "satellisé". Par la force centrifuge, les conducteurs électriques de l'induit se sont arrachés.


10 - Le démarreur tourne
mais tous les voyants restent éteints et le moteur ne démarre pas

--> Contacteur Nieman HS
--> Défaut de câblage, cosse desserrée ou dessertie

Préconisation :
Inspection du Nieman et des connexions en relation avec le +12V coupé par le Nieman
 

Par ordre de fréquence des causes de défaillance du démarrage,
la batterie à plat, le démarreur encrassé et les charbons usés.

PROXO