alsace et vieilles anglaises : electricite

Le démarreur	La dynamo
L'alternateur	La bobine
Le rupteur (vis platinées ou linguets)	Le distributeur (delco)
Le condensateur	Le régulateur

LE RUPTEUR

Le rupteur est l'élément de la tête d'allumage qui assure la rupture périodique du courant dans le circuit primaire de la bobine. Cette opération s'obtient par l'écartement, commandé par une came, de deux contacts appelés couramment vis platinées.

Le rupteur, ainsi appelé parce qu'il coupe périodiquement la liaison à la masse du courant primaire de la bobine, est constitué de deux contacts (vis platinées), d'un linguet d'ouverture et d'un ressort de rappel. Le dessin reproduit le rupteur d'un moteur à quatre cylindres. Le fil est relié à la bobine et va à la masse à travers le ressort et les vis platinées ; d'un autre côté, il est relié, en parallèle, au condensateur.

L'un est soudé à une petite équerre métallique fixée au moyen de vis au corps de l'allumeur et se trouve donc à la masse ; l'autre est soudé à un linguet mobile qui pivote sur un support dont il est isolé par une bague, et est relié au primaire de la bobine par l'intermédiaire d'un ressort à larmes qui maintient les contacts fermés sous une tension de 400 à 700 grammes.

Le linguet comporte à son extrémité un patin en matériau isolant contre lequel frotte la came (pourvue d'autant de lobes que le moteur compte de cylindres). La came tournant à une vitesse égale à un tour par cycle du moteur provoquera donc un nombre d'ouvertures égal au nombre d'explosions d'un cycle.

La rotation effectuée par la came entre deux ouvertures successives 1360° d'un tour par le nombre de cylindres du moteur) est appelée angle d'allumage ; l'angle durant lequel les contacts restent fermés, angle de fermeture, ou akell angle ; et l'angle pendant lequel la came provoque le déplacement du contact mobile, angle d'ouverture. On donne à ces angles des valeurs égales respectivement aux deux tiers et à un tiers de l'angle d'allumage.

Il s'avère en effet nécessaire de préserver un intervalle de fermeture suffisamment long pour permettre au courant du primaire de se stabiliser et, en même temps, pour éviter que la came ne provoque une ouverture trop rapide qui pourrait amener le sautillement des contacts.

La mesure de l'écartement entre les vis platinées est très difficile à effectuer lorsque les surfaces ne sont pas parfaitement planes et comportent des cratères et des excroissances. Dans ces cas, l'emploi de la cale provoque des erreurs, parce qu'elle vient se placer entre la surface plane et l'excroissance en indiquant une distance A qui est sensiblement inférieure à la distance réelle B. Cette dernière, en effet, est donnée par la distance entre deux points correspondants sur chaque vis platinée.

De plus, pour éviter un passage continu du courant, qui provoquerait une usure rapide des vis platinées, il est indispensable que l'ouverture maximale ne soit pas inférieure à 0,3 mm. Pour obtenir cette ouverture avec un angle réduit, le linguet mobile est contraint à fonctionner à un rythme plus accéléré qui peut provoquer précisément son sautillement sur la came.

Ce phénomène peut se produire aussi bien dans la phase d'ouverture que dans celle de fermeture : dans le premier cas on constate une usure plus accentuée des vis platinées sous l'action d'un nombre supérieur d'ouvertures; dans le second cas, qui est le plus fréquent, on constate également une diminution de la période de fermeture effective.

Ce phénomène empêche le courant primaire de se stabiliser et, partant, on obtient une tension plus basse dans le secondaire. Le sautillement peut être réduit non seulement en donnant un profil approprié à la came et au patin, mais également en allégeant le linguet mobile et en augmentant la tension du ressort Mais cela amène une usure plus rapide du patin.

Pour obtenir un bon fonctionnement du moteur, il faut que l'allumage se produise en correspondance d'angles bien précis de l'arbre moteur, avec une erreur ne dépassant pas 2°. Un déphasage provoquant un retard est généralement causé par l'usure du patin en fibre, alors que l'usure des vis platinées, qui pourrait provoquer une avance, est négligeable.

Un jeu excessif entre le pivot sur lequel est fixé le linguet mobile et le manchon isolant provoque un décalage du temps d'ouverture des contacts et peut causer soit une avance, soit un retard.

Il est donc nécessaire de réduire autant que possible l'usure de ces éléments : on obtient de bons résultats en utilisant une came rectifiée, en acier trempé, et un patin en toile bakélite ou en nylon, cependant que l'érosion des vis platinées, due au scintillement, est limitée par l'utilisation de platine iridié ou de tungstène. Un inconvénient caractéristique des contacts en tungstène est constitué par la formation de points bleus, c'est-à-dire de points d'oxyde de tungstène.

Cet inconvénient peut provenir soit de la présence d'impuretés ou d'humidité sur les contacts, soit également d'une tension excessive entre eux au moment de l'ouverture. Un excès de lubrification facilite le dépôt de poussière sur les contacts, alors que la formation d'humidité peut être causée par l'occlusion des petits trous d'aération existant sur la tête du distributeur d'allumage.

Un courant d'une intensité excessive des contacts peut être dû à un fonctionnement à basse température, qui provoque une diminution de la résistance électrique du bobinage en cuivre du primaire, ou à un régulateur de tension étalonné pour fonctionner à une tension supérieure.

L'excès de courant provoque une tension trop élevée entre les contacts au moment de l'ouverture et la formation d'un arc trop prolongé qui cause l'oxydation. On peut remédier temporairement à cet inconvénient en plaçant en série sur le bobinage primaire une petite résistance qui diminue le courant, ou bien en utilisant un condensateur plus puissant ; mais cette dernière solution risque de causer de graves inconvénients.

En ce qui concerne une tension trop élevée la cause peut provenir d'un condensateur insuffisant ou d'une résistance dans le raccordement électrique avec les contacts si, par exemple, les connexions se sont desserrées.

D'autres causes peuvent intervenir telles que : un fonctionnement prolongé au ralenti ou à une vitesse réduite ; un écartement anormal des électrodes des bougies ou, enfin, de mauvaises connexions dans le circuit, qui provoquent une augmentation de la tension.

Pannes du rupteur

Lors de l'ouverture du rupteur, une étincelle se forme attaquant les contacts. L'aspect plan qu'ils présentent lorsqu'ils sont neufs, s'altère peu à peu et modifie la valeur réelle de l'écartement. Le réglage correct des vis platinées avec une cale est rendu plus délicat. Il est préférable, d'utiliser un appareil électronique mesurant l'angle de dwell, plutôt que de se fier à la valeur des cales.
Le toucheau en matière synthétique qui frotte sur la came du distributeur et provoque l'ouverture du rupteur, s'use en raison même de ce frottement. Il faut régulièrement mettre une légère trace de graisse afin de réduire le phénomène d'abrasion, et compenser l'usure en ajustant l'écartement des contacts.
Symptômes : Au fur et à mesure que l'écartement des vis platinées va s'éloigner des valeurs de référence, le moteur va commencer à avoir des ratés lors d'accélérations franches et de vitesses de rotation élevées. Puis, les difficultés vont apparaître à des régimes stables et modérés. Enfin, le moteur deviendra difficile à mettre en route et aura des difficultés à tenir un ralenti stable.
Remarque : Ces symptômes sont similaires à ceux provoqués par un défaut d'alimentation en essence, pompe défectueuse ou filtres encrassés.

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LE DEMARREUR

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 :

1) Le moteur électrique, soit avec un inducteur bobiné comme sur le schéma, soit avec un inducteur réalisé par des aimants permanents.
2) 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 noyau du solénoïde reste ainsi en position tant que l'utilisateur maintient l'appui sur le contacteur. Dès qu'il relâche la clé :

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

Pannes de 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.

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 :
a) Batterie déchargée ou HS
b) Câble débranché
c) 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 :
a) Lanceur bloqué
b) Solénoïde défectueux
c) Contacteur antivol (Nieman) défectueux
d) Câblage entre le contacteur antivol et le démarreur défectueux
e) Liaison de masse entre le bloc moteur et le moins batterie, coupée

Préconisation :
Enclencher une vitesse et pousser la voiture en avant ou en arrière pour tenter de débloquer le lanceur.
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

Si dans le premier cas on obtient une tension très inférieure à 12V, le câblage entre le +Batterie et le Nieman est à inspecter. Dans le deuxième cas, si on obtient une tension très inférieure à 12V, le Nieman est à remplacer, ensuite, si la tension au niveau du Nieman est correcte, et si la valeur lue au niveau du démarreur est incorrecte, il faut vérifier et contrôler le câble entre le Nieman et le démarreur et le bon état de sertissage des cosses.
En effet le courant d'appel du solénoïde est important (de 30 à 40A). Un mauvais sertissage peut entraîner une chute de tension trop importante et compromettre le lancement du moteur.

Dans le quatrième cas, si la tension mesurée est différente de 0V, la tresse de liaison de masse entre le bloc moteur et le moins batterie est coupée. Pour localiser la connexion de masse, il y a plusieurs possibilités. A partir de la borne "-" de la batterie, regardez le nombre de gros câbles (section supérieure ou égale à 25mm²) qui partent vers le câblage :

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 :
a) 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 :
a) Solénoïde défectueux (bobine d'appel coupée)
b) Solénoïde défectueux (contact de puissance brûlé)
c) Solénoïde défectueux (encrassement du noyau du solénoïde)
d) 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'antidémarrage clignote :
a) 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 :
a) Batterie déchargée
b) Batterie fatiguée/usée
c) 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 :
a) Dents du lanceur ou de la couronne de démarrage cassées ou usées
b) Pignon du lanceur défectueux ("roue libre" qui patine)

Préconisation :
Démonter le démarreur

7 Démarreur bruyant :
a) Dents du lanceur ou de couronne très usées
b) Vis de fixation du démarreur desserrées
c) 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 :
a) Pignon du lanceur défectueux ("roue libre" qui reste bloquée)
b) Manque de graisse sur l'axe du démarreur avec la rampe hélicoïdale : le pignon du lanceur grippe
c) 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 :
a) Pignon du lanceur défectueux ("roue libre" qui reste bloquée)
b) Manque de graisse sur l'axe du démarreur avec la rampe hélicoïdale : le pignon du lanceur grippe
c) 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 thermique ne démarre pas :
a) Contacteur Nieman HS
b) Défaut de câblage, cosse desserrée ou dessertie

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

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LE CONDENSATEUR

Le condensateur est un composant électrique qui emmagasine l'électricité. Il a pour rôle d'absorber le courant à l'origine de l'arc électrique lors de l'ouverture du rupteur. Il protège ainsi les contacts du rupteur (vis platinées) et permet une ouverture plus franche du circuit électrique.

Pannes de condensateur

condensateur mort : la continuité électrique n'est plus assurée. La rupture, moins franche ne permet plus de générer une tension secondaire (haute tension) suffisante lors de l'ouverture du circuit.
condensateur en court-circuit : La bobine est alimentée en permanence et ne fournit plus de haute tension
condensateur fuyant : le court circuit n'est pas franc. Le moteur tourne ou s'arrête de façon imprévisible, présente des ratés à l'allumage, à tous les régimes ou à certains régimes seulement. C'est la panne la plus difficile à détecter.

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LE DISTRIBUTEUR

La fonction du distributeur consiste à envoyer le courant haute tension généré par la bobine vers la bougie d'allumage du cylindre arrivant en fin de sa phase de compression.
Le doigt du distributeur passe par rotation devant des plots situés à l'intérieur de la tête de distributeur. Ces plots sont reliés à un fil qui conduit le courant électrique jusqu'à la bougie.
Le courant électrique empruntant le chemin de moindre résistance, il faut s'assurer que celui-ci est bien le chemin prévu.

Pannes de distributeur

De l'humidité à l'intérieur de la tête de distributeur provoquera une fuite du courant qui n'atteindra pas la bougie.
Une tête de Delco ou un doigt de distributeur fêlés seront propices à l'accumulation de poussières qui créeront un pont électrique avec la masse.

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LA DYNAMO

La dynamo est une sorte de moteur à courant continu, fonctionnant à l’envers.

Mis en rotation par la courroie du ventilateur, il produit une FEM. (force électromotrice ou tension) proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur.

Cette FEM. pourrait aller jusqu’à des valeurs de 30 volts ou plus, ce que ni batterie, ni récepteurs ne supporteraient sans dommages sérieux.

On doit donc intercaler en plus un régulateur de tension (et d’intensité) pour s’approcher d’une tension stable (8 ou 14 Volts).

Comme l’alternateur, la dynamo est composée d’un stator (fixe) et d’un rotor (mobile)

A l’intérieur du stator sont fixées deux masselottes en métal. Autour de chacune est enroulé un fil de cuivre, dans lequel passe le courant «d’excitation». Ce courant arrive par le fil vert et va à la masse car l’autre extrémité du fil est rivetée sur le corps de la dynamo.
Les deux masselottes fonctionnent donc comme deux électro-aimants et créent un champ magnétique.
Le rotor est constitué d’un empilage de tôles spéciales qui sont perméables au champ magnétique. Ces tôles sont en forme d’étoile donc avec des saillies (les pôles) et des encoches dans lesquelles il y a des enroulements de fil de cuivre (des spires)

Les différents pôles du rotor passent tour à tour devant les aimants du stator et le champ magnétique crée un courant dans les bobinages du rotor, ce courant est récupéré via les balais (ou «charbons»).
Le premier balai est connecté au fil rouge/blanc qui emmène ce courant au régulateur et donc au reste de la voiture. L’autre balai va évidemment à la masse.

Pannes de dynamo

Si la dynamo est soupçonnée, et après l’avoir démontée il faut vérifier :

L’état des charbons , de leurs fils et des ressorts, en enlevant les caches à l’avant de la dynamo
Sur le stator, que le fil noir traverse le corps de la dynamo sans être à la masse (présence et bon état des isolants en bakélite)

Que l’autre bout du fil n’est pas coupé ? Avec les vibrations le fil se coupe au ras de la cosse rivetée sur le corps de la dynamo.

Les autres éléments du stator n’ont généralement pas de soucis. C’est simple donc fiable. Un fil coupé dans l’enroulement autour d’une masselotte ou dénudé est quasiment impossible. Nettoyez juste et jetez un coup d’œil de contrôle

Sur le rotor,

que les fils ne sont pas coupés. Là aussi, peu de risque car tout est noyé dans un vernis d’imprégnation qui rigidifie tout

l’usure des balais
que les isolants entre le flasque porte balais et le balai « positif » (celui relié au fil marron) ne sont pas fissurés
que le fil du balai «positif» (le fil sur le balai lui-même, noyé dans le charbon) ne touche pas, par mauvais positionnement, la masse (corps de la dynamo ou flasque support des balais)
que le collecteur en cuivre sur lequel frottent les balais est en bon état. Nettoyer entre les barrettes de ce collecteur : dans chaque interstice il y a un isolant pour que deux barrettes consécutives ne soient pas reliées. S’il y a trop de crasse (poussière des charbons) au-dessus de l’isolant, cela fait un pont très conducteur entre les deux barrettes. Le nettoyage peut se faire à l’alcool à brûler.
que la connexion entre le collecteur et les extrémités des fils des spires sont bonnes

Ne jamais passer de toile émeri sur le collecteur pour le faire briller. Ca n’améliorera pas la conductivité du collecteur : un collecteur de couleur légèrement marron est signe de bonne santé. De plus les rayures ne feraient qu’user vos charbons neufs

Le vernis des enroulements peut avoir, par endroits, des éclats car il finit par vieillir et s’effriter. Il sert à isoler les fils les un par rapport aux autres dans le même enroulement (la même « spire ») car ces fils ne sont pas en parallèle mais en série : entre deux fils côte à côte il y a une différence de tension,et à tenir l’ensemble. Il a donc un rôle mécanique et électrique. Cela se répare à l’Araldite, colle époxy bicomposant, qui répond aux deux propriétés. Badigeonner d’Araldite les endroits endommagés et laisser durcir.

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LE REGULATEUR

le régulateur est chargé de réguler la tension fournie par la dynamo (partie régulateur) et d’empêcher que la tension venant de la batterie ne fasse tourner celle-ci comme un moteur (partie disjoncteur/conjoncteur).

Le principe de se servir de l’effet moteur de la dynamo comme démarreur a existé sur certaines voitures sous le nom de Dynastart, sur les Yamaha 125 DTE et sur les études actuelles de Citroën dans le domaine de l'économie d’énergie.

La Partie conjoncteur-disjoncteur :

Pour empêcher le retour de courant vers la batterie le régulateur comporte un étage «Conjoncteur-Disjoncteur» qui doit, premièrement, assurer la fermeture du circuit Dynamo -> Batterie lorsque la tension dynamo est supérieure à celle de la batterie, et, deuxièmement, assurer l’ouverture du même circuit dans le cas contraire.

Le Principe

La FEM. de la dynamo est proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur. Lorsque ce dernier tourne à environ 1000 tr/mn, la tension dynamo est supérieure à celle batterie et le CD ferme le circuit: il y a conjonction. Si la vitesse moteur diminue, le CD ouvre le circuit: il y a disjonction. Ce mécanisme est essentiel, il évite que la batterie ne se décharge dans la dynamo.

La Partie régulation :

Le régulateur doit maintenir, quelle que soit la charge demandée et la vitesse de rotation du moteur, une tension stable (7-8 V pour une batterie 6 V ; 14-15 V pour une batterie 12 V)

Le Principe:

La FEM d’une dynamo est proportionnelle à deux paramètres :

N, la vitesse de rotation de l’induit de la dynamo
F, le flux embrassé par l’enroulement de l’induit.

Pour garder une tension stable, il faut chercher la constance du produit NF. C’est à dire que lorsque la vitesse de rotation ( N ) augmente, on va faire diminuer F et inversement, lorsque la vitesse de rotation va diminuer, on va faire augmenter F.

Pour cela, on utilise le circuit suivant :

Lorsque N augmente, on augmentera la valeur de la résistance variable R afin de diminuer le courant dans la bobine d’excitation et donc de diminuer le flux F. Lorsque N diminue, on effectue l’opération inverse. L’idéal est de pouvoir faire un tel ajustement de R progressif et automatique. Mais, pour une question de coût et de technologie à l’époque (les transistors n’existaient que pour les militaires), on n’a pas utilisé cette solution sur les autos. En pratique, l’évolution progressive de la résistance R est remplacée par un tout ou rien: soit on insère une résistance de valeur R, soit on ne met rien (on shunte la résistance)

Régulation de tension simplifiée

Grâce à ce mécanisme, la tension U est ainsi maintenue entre deux valeurs voisines, et en moyenne, on a une tension constante comprise entre ces deux valeurs.
Le mécanisme pratique est basé sur le même principe que celui du Conjoncteur-Disjoncteur :

On réalise une bobine B en fil fin branché en dérivation sur le + de la dynamo (le courant et donc le champ sont proportionnels à la tension)
Une palette P porte un contact C1 en face de la touche C2.
Le ressort R maintient, au repos, C1 et C2 en contact.

Etude du fonctionnement
D = Dynamo, EX =excitation, R = résistance shunt, B = Bobine, r = ressort de rappel, c1 et c2 les contacts

A faible tension, C1 et C2 sont en contact. La résistance R est shuntée, le courant d’excitation est «fort». La tension augmentant, elle atteint un seuil U0 où l’attraction de B ouvre les contacts C1 et C2. La résistance R entre en série avec la bobine d’excitation, le flux diminue entraînant une diminution de la tension jusqu’à une tension seuil UF où l’attraction de B ne sera plus suffisante face au ressort r et où C1 et C2 sont de nouveau en contact. Et ainsi de suite ! La palette s’anime donc d’une vibration très rapide.

Echauffements
A chaque ouverture de C1-C2, un arc de rupture se crée, échauffant très fort les points de contact. Ceux-ci doivent donc avoir un point de fusion très élevé. Ils sont donc souvent fabriqués en tungstène.

De même, à la longue, la bobine chauffe et a une force d’attraction moindre (la résistance du fil augmente et le courant diminue). La tension d’ouverture des contacts augmente alors légèrement, mais, en moyenne, la tension reçue par le régulateur reste presque constante.

Pannes de régulateur

Le régulateur ne peut pas être réparé. Il est automatiquement à changer s’il est défectueux. Toujours débrancher la batterie quand on change le régulateur (c’est d’ailleurs vrai à chaque fois qu’on fait une intervention électrique) . La plupart des pannes électriques sur une voiture ancienne sont dues à l’oxydation des masses et des cosses, à la rupture d’isolant des fils électriques qui deviennent cassants avec l’age et aux fils cassés par une contrainte quelconque mais qu’ils subissent depuis des années.

Les quatre bornes situées sous le régulateur sont, de droite à gauche :

L'arrivée du courant depuis la dynamo (gros fil rouge/blanc)). Borne D+.
le départ du courant d’excitation vers stator de la dynamo via le fil vert, borne DF.
un gros fil rouge qui alimente le reste de la voiture en électricité et la batterie, borne B+
Le petit fil bleu qui vas à la lampe sur le tableau de bord. Borne « 61 »

Toutes les mesures se font au multimètre,

Vérifier que les fils sont tous bien connectés aux bornes, qu’ils ne se touchent pas ou qu’ils ne touchent pas la carrosserie, qu’ils ne sont pas dénudés ou coupés.
Vérifier que la mise à la masse du régulateur est bonne, cosse en place sur la carrosserie, pas de rouille, pas de peinture.
Vérifier que le courant arrive bien au régulateur : y a-t-il une tension entre la borne « fil rouge » et la masse ? (Tester au multimètre). Si non, le fil rouge est coupé, l’éventuel fusible grillé, la cosse côté batterie débranchée ou malade (oxydée). Si oui, passer à la suite...
Vérifier que le régulateur débite bien le courant d’excitation : y a-t-il une tension au départ du régulateur si oui à l’arrivée de la dynamo (arrivée du fil vert sur la dynamo) ? S’il n’y en a pas en sortie de régulateur, il est HS si il y en a sur le régulateur mais pas sur la dynamo, le fil vert est coupé. On peut vérifier ça en tirant provisoirement un autre fil entre régulateur et dynamo
Vérifier la mise à la masse de la dynamo (tresses, cosses)
Vérifier qu’un courant repart bien de la dynamo (moteur tournant à régime « élevé » sur le ralenti accéléré,idem que précédemment : multimètre entre le fils rouge/blanc et la masse..... S’il n’y en a pas, la dynamo est HS. Voir paragraphe suivant. S’il y a de la tension, cela veut dire que la dynamo fait du courant, sinon voir la vérification de la dynamo. Si il y à de la tension sur la dynamo, vérifier quelle est bien présente sur le régulateur, fil rouge/blanc, si il n’y en a pas , le fil rouge/blanc est coupé, si il y en a c’est que le régulateur est HS

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L' ALTERNATEUR

Un alternateur se compose :

- d'une partie fixe (induit) appelée stator. Elle est constituée de lamelles disposées en étoile avec, dans des encoches axiales, des bobines qui constituent les enroulements générateurs. Pour un alternateur triphasé, les enroulements, tous identiques, sont disposés sur le pourtour intérieur du stator. L'extrémité de chaque bobine est reliée d'un côté à une autre bobine, de l'autre aux diodes redresseuses ;

- d'une partie mobile (inducteur) appelée rotor. Ce dernier est constitué d'un paquet de lamelles présentant des masses polaires. Les bobinages d'induit sont enroulés sur les masses. Le rotor peut être également constitué d'un inducteur à circuit de Lundell.

Dans ce dernier cas, qui est le plus fréquent, l'enroulement est constitué par une bobine annulaire placée entre deux couronnes à griffes constituant les masses polaires. Les extrémités de l'enroulement inducteur sont soudées sur les bagues collectrices de l'arbre du rotor.

Les balais d'alimentation, qui sont reliés au circuit de la batterie, ne transmettent généralement qu'un courant de quelques ampères. Enfin, les collecteurs ne sont pas à lamelles, comme sur l'induit de la dynamo, et, de ce fait, n'engendrent pas de scintillation.

La tension du courant produit dépend de trois facteurs : le nombre des spires des enroulements du stator, l'intensité du champ magnétique et la vitesse de rotation.

Ce dernier facteur rend nécessaire la présence d'un régulateur de tension. Le système de production de courant par alternateur ne nécessite pas l'emploi d'un conjoncteur-disjoncteur évitant à la batterie de se décharger dans la dynamo (dynamo en court-circuit).

La liaison dynamo-batterie n'est assurée que pour une tension supérieure à celle de la batterie. Pour l'alternateur, le redresseur suffit à empêcher la batterie de se décharger dans le générateur. Il convient de noter que les redresseurs n'engendrent pas de parasites, comme les conjoncteurs classiques, et sont indéréglables.

Les progrès réalisés dans les semi-conducteurs ont permis la mise au point de systèmes de régulation à transistor, ce qui élimine, d'une part, les risques de pannes et d'usure, et, d'autre part, les déréglages.

Les alternateurs considérés jusqu'ici comportent toujours des balais et des collecteurs qui, bien que traversés par un courant très faible (courant d'excitation) sont néanmoins sujets à l'usure et à l'oxydation. Pour éliminer ces inconvénients, on a mis au point des alternateurs comportant un inducteur à aimant permanent.

Ce dispositif empêche évidemment de régler la tension en agissant sur le courant d'excitation. On résout cette difficulté en effectuant la régulation au moyen de trois inductances en série avant le pont redresseur à diodes et d'un régulateur électronique spécial.

Les avantages de ce modèle sont, pour une puissance égale : une réduction considérable du poids et de l'encombrement, un rendement très élevé, une indépendance vis-à-vis des variations de température : un alternateur de 500 watts, 12 volts, pèse 3 kg avec son régulateur.

LES AVANTAGES DE L'ALTERNATEUR

Dans l'alternateur sans aimant permanent, le courant d'excitation est amené des balais aux bagues collectrices. Son intensité n'est que de quelques ampères et il est porté par des bagues continues, sans variations de courant sous les balais.

De cette façon, le risque de scintillation est éliminé et l'usure des balais est plus faible qu'avec des collecteurs discontinus à lamelles. comme sur les dynamos.

Les enroulements générateurs sont placés sur le rotor dans la dynamo et sont reliés au collecteur par une soudure à l'étain. L'augmentation de la vitesse de rotation entraîne une élévation de la température qui, au-delà d'une certaine valeur, ne peut plus être supportée par la soudure, entraînant la coupure du circuit.

Dans l'alternateur, les enroulements sont sur le stator, c'est-à-dire sur une masse métallique de grand volume qu'il est possible de ventiler convenablement.

La vitesse de rotation n'est alors limitée que par des facteurs mécaniques (forces centrifuges sur le rotor et les paliers) ; de ce fait, la vitesse peut être bien plus élevée que celle de la dynamo. L'alternateur ne demande que peu d'entretien et offre un faible encombrement; on peut d'ailleurs réduire ses dimensions au fur et à mesure que l'on accroît sa vitesse maximale de fonctionnement. Le groupe de régulation ne comporte pas de limiteur d'intensité ni de disjoncteur, car le courant, dans le sens batterie-alternateur, ne traverse pas les diodes redresseuses.

Troisième caractéristique importante de l'alternateur : la possibilité de fournir du courant à très faible régime. Au ralenti, la dynamo ne charge pratiquement pas, et tout le courant est fourni par la batterie.
Tant que la tension engendrée ne dépasse pas celle de la batterie, le circuit de charge est fermé par le disjoncteur. L'alternateur, au contraire, commence à débiter dés le départ.

L'alternateur ne présente pas les problèmes d'entretien de la dynamo. Les balais, ne frottant pas sur des lamelles, ont une durée supérieure. Les encoches des collecteurs n'ont pas besoin d'être polies, les roulements, lubrifiés for life ne demandent aucun graissage.

Les pannes concernant les enroulements sont pratiquement inconnues. Les supports de l'alternateur ne risquent pas de se desserrer, ou encore de se casser, comme cela se produit fréquemment pour la dynamo à cause de son poids.

Enfin, le groupe de régulation à transistor a une durée illimitée si l'on respecte quelques règles bien précises :

- ne pas débrancher la batterie lorsque le moteur tourne, c'est-à-dire lorsque le rotor est excité ;
- toujours débrancher les fils de la batterie pour la mettre en charge : - ne pas déposer l'alternateur, ou encore souder à l'arc, sur le véhicule ;
- ne pas connecter l'alternateur sur une batterie de polarité inversée (inverser les pôles de la batterie) :
- ne pas débrancher les fils de l'alternateur pendant qu'il tourne ;
- éviter tout court-circuit, inversion et liaison incorrectes :
- ne pas modifier la résistance ou la section des câbles reliant l'alternateur au circuit électrique. Dans tous ces cas, on modifierait l'équilibre établi entre les diodes et les transistors destinés à la régulation du courant d'alimentation de la batterie d'accumulateurs.

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LA BOBINE

Elle a pour but de générer, à partir d'un courant basse tension, un courant haute tension susceptible de provoquer une étincelle entre les électrodes de la bougie.
Les pannes de bobines ont la plupart du temps pour origine une discontinuité électriques des bobinages internes : On vérifie la production de haute tension en tenant le fil haute tension qui va de la bobine au plot central du distributeur à proximité d'une masse. Une étincelle doit jaillir lorsqu'on actionne le démarreur, contact mis.
Si tel n'est pas le cas, on peut vérifier la continuité électrique entre les bornes d'alimentation basse tension à l'aide d'un ohmmètre.
Attention, il arrive que la discontinuité ne se manifeste que lorsque la bobine est chaude.
Nota : la borne + est parfois repérée SW pour switch (contact) et la borne – par CB, contact breaker (rupteur).

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