FR2853940A1

FR2853940A1 - Demarreur pour un moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR2853940A1
Application number: FR0403961A
Authority: FR
Inventors: Tsutomu Shiga; Masami Niimi; Masanori Ohmi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2004-10-22
Also published as: US20040207204A1; DE102004018357A1; US6838780B2; JP2004320954A

Abstract

Un démarreur destiné à un moteur à combustion interne présente un rapport de résistances rM/rB inférieur ou égal à 0,4, lorsque rM représente la résistance interne du moteur et rB représente la résistance interne de la batterie. De plus, le démarreur présente un rapport de dimensions L/D inférieur ou égal à 1,0, lorsque L représente la longueur axiale de l'armature et D représente le diamètre extérieur de l'armature. De plus, un moyen destiné à réprimer la montée en température est prévu pour le démarreur.

Description

DEMARREUR POUR UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE

ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION La présente invention se rapporte à un démarreur utilisé 5 lorsqu'un moteur à combustion interne est entraîné, et plus particulièrement à un démarreur présentant une puissance relativement importante.

Les besoins récents pour le démarreur d'un moteur à combustion interne sont d'être de dimension compacte, léger, à 10 haut rendement, et de faible coût. Pour satisfaire de telles exigences, un démarreur du type à aimants comportant un mécanisme de forte réduction de vitesse sera de préférence utilisé. En outre, le moteur lui-même doit être suffisamment compact. Par exemple, la demande de brevet japonais mise à la 15 disposition du public NO 10-115 274 correspondant au brevet des EtatsUnis 5 945 742 décrit ce type de démarreur pour un moteur à combustion interne.

En général, un démarreur fonctionne comme un moteur électrique. Un démarreur du type à aimants satisfait la relation 20 VO = Vm + Vr, o VO représente une tension de source d'alimentation, Vr représente une chute de tension provoquée par la résistance combinée r composée d'une résistance interne du moteur, d'une résistance interne de la batterie et d'une résistance du câble entre la batterie et le moteur, Vm 25 représente une force contre-électromotrice apparaissant dans l'enroulement d'armature, et i représente un courant circulant depuis la source d'alimentation vers le moteur.

Lorsque D représente un diamètre extérieur de l'armature, lc représente une largeur du noyau, n représente une vitesse de 30 rotation, et B représente une densité de flux magnétique du champ magnétique, on établit la relation suivante.

Vm = kl. B. lc. D. n et Vr = i. r o kl est une constante de proportionnalité (se référer à la 35 figure 1).

Les équations ci-dessus conduisent à la relation suivante.

n = (VO - i. r)/(kl. B. lc. D) Par ailleurs, le couple T peut être représenté par l'équation suivante.

T = k2. B. lc. D. i o k2 est une constante de proportionnalité, et la perte mécanique est négligée dans ce cas.

D'après l'équation ci-dessus, la puissance W peut être représentée par l'équation W = T. n = k. (lc. 2. i - r. i2) o k est une constante de proportionnalité.

Par exemple, dans le cas d'une batterie de 12 V, VO = 12.

En conséquence, une valeur de puissance maximum Wmax est donnée par l'équation suivante (1) lorsque la valeur du courant 10 est i = 6/r.

Wmax = 36. k/r ------(1) Lorsque l'équation (1) est évaluée au vu de la compacité du moteur, les facteurs D et lc définissant les dimensions du moteur ne concernent pas la puissance. Le fait de réduire ces 15 facteurs D et lc est efficace pour augmenter la vitesse de rotation n mais diminue le couple T. Cependant, conformément à un démarreur présentant un mécanisme de réduction de vitesse interne, le changement du rapport de réduction permet de les convertir en un couple quelconque T et en une vitesse de 20 rotation quelconque n sur l'arbre de sortie de pignon. Donc, en ce qui concerne la compacité, à la fois le couple T et la vitesse de rotation n n'ont aucune influence néfaste.

Plus particulièrement, la puissance du moteur augmente avec la diminution de la résistance combinée r. L'équation suivante 25 (2) représente la résistance combinée r lorsque la résistance du câblage du véhicule est négligée, o rB représente une résistance interne de la batterie et rM représente une résistance interne du moteur électrique.

r = rB + rm -à---à(2) Il en résulte que la réduction de la résistance interne du moteur rm constitue une clé de l'obtention d'une puissance satisfaisante sans augmenter la taille d'un moteur.

En outre, lorsqu'il est évalué en ce qui concerne la résistance interne du démarreur, le démarreur du type à aimants 35 est avantageux en ce qu'il ne comporte aucune résistance d'enroulement série.

Cependant, le démarreur du type à aimants présente une résistance d'armature rA et la résistance de contact du balai rTEn conséquence, l'équation suivante (3) est établie. 40 rM = rA + rT ------(3) La résistance de l'armature rA présente une relation directe avec la taille du moteur (c'est-à-dire ses dimensions). Lorsque D représente le diamètre extérieur de l'armature et L représente la longueur axiale d'un bobinage constituant l'armature 5 (L = largeur du noyau lc + longueurs des deux extrémités du bobinage) (se référer à la figure 1), l'équation suivante (4) est établie.

rA CC longueur du bobinage/aire en section transversale du bobinage rA oc L/D2 rA oc L/D ------(4) La raison pour laquelle la conversion décrite cidessus dans la formule (4) est présentée peut être expliquée de la manière suivante. Lorsque le diamètre extérieur est faible, l'aire en 15 section transversale du bobinage est faible également. La longueur circonférentielle du bobinage et la longueur radiale du bobinage doivent être réduites de façon correspondante.

Cependant, il existe une limite à l'amincissement de l'arbre de l'armature. Donc, pour pouvoir assurer une surface de lignes 20 magnétiques suffisante, la longueur radiale du bobinage ne peut pas être diminuée en proportion. Donc, il est réaliste de remplacer D2 par D. Dans tous les cas, la réduction de la longueur axiale L du bobinage et l'augmentation du diamètre extérieur D de l'armature 25 est des plus efficaces pour augmenter la puissance (en d'autres termes, pour réduire la résistance de l'armature rA) . Cette conclusion est applicable à également à un type d'enroulement série. En conséquence, à la fois dans le type à aimants et le type à enroulement série, il est souhaitable de réduire la 30 longueur axiale du bobinage et d'augmenter le diamètre extérieur de l'armature. Dans ce cas, la résistance de l'armature rA représente la somme de la résistance de l'armature et de la résistance de champ. En résumé pour augmenter la puissance sans augmenter la taille, il est nécessaire de réduire la valeur L/D. 35 La figure 2 représente la relation entre une puissance d'un démarreur du type à réduction de vitesse classique et sa résistance combinée r. Comme cela est évident d'après le graphe, les données réelles mesurées sont pratiquement en accord avec l'équation théorique (1) représentée par une ligne continue, 40 bien que les données soient présentées séparément pour des valeurs différentes de la résistance interne de la batterie rB.

Sur le dessin, la classification des données est fondée sur la notation pour les batteries conforme à la norme JIS. Il est inutile de préciser qu'un démarreur à grande puissance utilise une batterie présentant une faible résistance interne rB.

L'importance de la résistance interne d'un démarreur représentatif de la catégorie 1,5 kW est par exemple représentée par la combinaison suivante. Dans le cas d'un type d'enroulement série, la résistance de l'armature est de 2,0 mú2, la résistance 10 de champ est de 2,0 mQ, et la résistance du balai et autres résistances représentent 1,0 mO. Il en résulte que la résistance totale (c'est-à-dire la résistance interne du moteur rM) est de 5,0 m 2. Dans le cas d'un type à aimants, la résistance de l'armature est de 2,0 m Ä, la résistance de champ est de 0 mQ, et 15 la résistance du balai et autres est de 3,0 m Q. Il en résulte que la résistance totale (c'est-à-dire la résistance interne du moteur rM) est de 5,0 mn. Dans ce cas, la résistance du balai est une valeur dans une condition dynamique. La condition dynamique est ce que l'on appelle la condition de frottement dynamique du 20 balai. Pour régler la puissance, le type à aimants utilise un balai présentant une grande résistance interne (c'est-à-dire comportant une faible quantité de cuivre), de manière à ce que la résistance totale soit égalisée à 5,0 mQ. En général, l'enroulement série utilise un balai au carbone contenant du Cu 25 à approximativement 70 %, alors que le type à aimants utilise un balai au carbone contenant du Cu à approximativement 60 %.

Dans tous les cas, approximativement une moitié de la résistance interne du moteur rM représente la résistance de l'armature rA. En conséquence, la résistance combinée r devient 30 faible et la puissance augmente avec la diminution de la résistance de l'armature rA. Conformément à la formule (4), la résistance de l'armature rA devient faible en augmentant D ou en diminuant L (ou bien le rapport L/D). Les figures 3, 4 et 5 représentent des exemples classiques.

Les données représentées sur ces dessins sont classées en plusieurs groupes conformément à la résistance interne de la batterie. La relation entre rm et D est en grande partie théorique. Cependant, la relation entre rm et L ou L/D est contraire à la théorie. On considère que, bien que L devrait 40 être faible pour obtenir une compacité et un poids léger, la capacité calorifique (D2L) du démarreur devrait être augmentée pour réduire la montée en température lorsque de la chaleur est générée. L'augmentation de L est donc préférable pour assurer la résistivité calorifique. Par ailleurs, il peut y avoir un 5 procédé pour assurer une capacité calorifique suffisante en augmentant D. Cependant, d'après la restriction voulant que la couronne d'un moteur ne peut. pas être agrandie, le pignon du démarreur est inévitablement placé à une position prédéterminée et en conséquence D ne peut pas être agrandi. De plus, la 10 vitesse circonférentielle du balai augmentera et en conséquence une grande quantité de chaleur par frottement sera produite.

D'après ces circonstances, la compacité et le poids léger doivent être sacrifiés pour assurer une longueur suffisante L. Il en résulte qu'aucune prise en compte de la compacité n'est 15 prévue de façon classique pour optimiser la conception réelle se rapportant à la dimension L/D. Cette tendance est remarquable lorsque l'échelle de la batterie devient importante car son courant augmente.

La figure 6 représente la relation entre rM/rB et L/D pour 20 indiquer la relation entre l'échelle de la batterie et la résistance du démarreur conformément aux données de démarreur classiques, d'une manière plus claire (c'est-à-dire pour exclure l'influence de la batterie), dans lequel rM/rB représente le rapport des résistances de la résistance interne rM du moteur de 25 démarreur sur la résistance interne rB de la batterie.

La réduction du rapport de dimensions L/D de la conception du moteur résultera en une augmentation de la puissance.

Cependant, comme indiqué sur la figure 6, lorsque le rapport des résistances est faible (c'est-à-dire lorsque rm est faible par 30 comparaison à rB), L/D tend à être important. Ceci est contraire à la théorie des caractéristiques des moteurs décrite ci-dessus.

En résumé, les démarreurs réalisables sont compacts (c'est-àdire relativement petits pour la valeur L/D) lorsque le rapport des résistances est supérieur ou égal à 0,4 mais ne sont pas 35 compacts (c'est-à-dire à valeur L/D relativement grande) lorsque le rapport des résistances est plus petit que 0,4.

En outre, la puissance du démarreur devrait être évaluée d'après divers points de vue autres que la taille. La figure 7 est un graphe représentant la relation entre la résistance de la 40 batterie et la résistance du démarreur calculée conformément à l'équation décrite ci- dessus (2). Dans ce graphe, des lignes continues représentent la relation entre la résistance interne du démarreur rM et la résistance combinée r pour diverses valeurs de la résistance interne de la batterie rB. Chaque repère à point 5 noir représenté sur le graphe indique une combinaison utilisée de façon classique d'un démarreur et d'une batterie. De plus, les lignes en pointillé représentent la relation avec le rapport des résistances rM/rB. L'axe des ordonnées représente la puissance obtenue d'après l'équation (1), également.

Conformément à ce graphe, on comprendra que l'on peut produire 1,8 kW si un démarreur ayant rM = 0,01 utilise une batterie présentant une faible résistance interne (par exemple 12E) . Cependant, comme indiqué par les repères à points noirs, en réalité, la puissance réelle est limitée à 0,8 kW lorsqu'il 15 est combiné avec une batterie de type 12B du fait que les performances du démarreur devraient être réduites pour tenir compte de la résistivité calorifique.

Par ailleurs, un démarreur ayant rM = 0,002 peut produire 3,0 kW lorsqu'il est combiné avec une batterie de type 12E et 20 produire approximativement 1,2 kW lorsqu'il est combiné avec une batterie de type 12B. Ceci est presque identique à la puissance qui peut être produite lorsqu'un démarreur ayant rM = 0,01 utilise une batterie de type 12C. Dans ce cas, comme indiqué par les repères à points noirs, un démarreur est habituellement 25 combiné avec une batterie de type 12E pour produire 3,0 kW. A savoir, d'après la figure 7, il est évident que le démarreur présentant un rapport de résistances inférieur ou égal à 0,4 (c'est-àdire le démarreur dont on doit améliorer la compacité) est un démarreur qui produit une puissance supérieure ou égale à 30 2,0 kW. On comprendra qu'un démarreur à forte puissance produit une grande quantité de chaleur et en conséquence, lors de la conception d'un démarreur, la première priorité est accordée à l'amélioration de la résistivité calorifique.

Ces dernières années, les véhicules automobiles doivent 35 satisfaire des exigences sévères pour améliorer l'économie de carburant. En outre, du point de vue de la préservation d'environnements globaux précieux, une commande de fonctionnement économique est recommandée. De plus, il existe une exigence persistante également pour un poids léger. En 40 particulier, pour exécuter efficacement la commande de fonctionnement économique, l'utilisation d'un démarreur à forte puissance à un niveau de puissance détaré,_ est efficace pour obtenir des performances satisfaisantes aux points de vue durabilité, économie de carburant et fonctionnement du 5 démarrage. Par exemple, conformément à ce concept de conception, le remplacement d'un démarreur classique de 1,2 kW par un nouveau démarreur de 2,0 kW est considéré comme étant avantageux en ce qu'un avantage significatif sera donné au véhicule automobile dans son ensemble. Cependant, le compartiment du 10 moteur est très encombré et l'espace disponible restant dans le compartiment moteur est limité. L'installation d'un grand démarreur dans un tel espace étroit limité est difficile. Donc, il est réaliste d'augmenter la puissance du démarreur sans augmenter les dimensions du démarreur. Cependant, comme on l'a 15 décrit ci-dessus, les démarreurs à forte puissance doivent présenter une résistivité calorifique suffisante et posent généralement des difficultés pour réduire la taille du corps. En résumé, les démarreurs à faible puissance de la catégorie 1,0 kW ou moins peuvent optimiser leur conception de moteur. En 20 revanche, les démarreurs à forte puissance de la catégorie 2,0 kW ou plus ne peuvent pas employer une conception de moteur électrique idéale (compacte) en raison de l'exigence de la diminution de la génération de chaleur.

Claims

RESUME DE L'INVENTION Au vu des problèmes décrits ci-dessus, la présente invention a pour but de procurer un démarreur permettant de résoudre les problèmes décrits cidessus. Pour résoudre les inconvénients décrits ci-dessus, la 30 présente invention élucide une partie spécifique du démarreur o la génération de chaleur est importante et refroidit largement cette partie de génération de chaleur indépendamment de la largeur du bobinage L, en réduisant ainsi efficacement la montée de température même lorsque le démarreur est sousdimensionné. 35 Donc, la présente invention rend possible d'employer une valeur L/D optimisée et procure un démarreur compact et de forte puissance. Habituellement, le démarreur est un moteur électrique qui est à courte durée nominale de fonctionnement, c'est-à-dire que, 40 par nature, il n'est pas concerné par la montée en température. En d'autres termes, le moteur termine habituellement son opération de démarrage en moins de 0,7 s. De même, en conséquence l'opération de démarrage du moteur s'arrête sans provoquer de montée en température importante. De plus, pendant 5 le temps requis pour fournir l'alimentation électrique au démarreur, le temps pour obtenir le courant maximum (c'est-àdire le courant de blocage) ne dépasse pas 0,1 s. Presque tout le temps restant de la fourniture de l'alimentation concerne un courant sans charge (approximativement 70 A) . Ce courant sans 10 charge est presque constant indépendamment de la capacité du démarreur. En d'autres termes, pendant presque toute la durée du démarrage du moteur, la quantité de génération de chaleur peut être réduite au niveau d'approximativement 70 x 70 x rm. Un démarreur de faible capacité est assez désavantageux non 15 seulement par sa petite taille mais également sur ce point. Néanmoins, de nombreux démarreurs de petite taille peuvent être utilisés en pratique. Ce fait est une preuve a contrario qu'il n'y a pas de problème de montée en température tant que le démarreur est utilisé pour une opération de démarrage de moteur 20 ordinaire. Par exemple, en ce qui concerne la résistivité calorifique du démarreur, on trouvera les deux exigences suivantes. I. Après que le moteur commence à fonctionner, le démarreur doit pouvoir durer dans une certaine mesure (par exemple un 25 temps prédéterminé) même si le moteur électrique continue à tourner. II. Lorsque l'opération de démarrage du moteur se déroule mal, le démarreur doit pouvoir durer dans une certaine mesure (par exemple un temps prédéterminé) même si le conducteur répète 30 l'opération de fermeture du commutateur de contact. L'exigence I ci-dessus n'est pas très importante pour la grandeur de rm. La figure 8 représente la montée en température dans le démarreur après que le moteur commence à fonctionner. D'après ce graphe, on comprend qu'une partie à haute température 35 est une partie de contact balai qui n'est pas liée à la taille de l'armature. La figure 8 représente les données de test obtenues à partir d'un test de simulation qui simule des opérations de démarrage continues durant longtemps dans une condition anormale. Conformément à ce test de simulation, un 40 seul cycle complet est constitué d'une alimentation de secondes d'un courant de 350 A et d'un arrêt pendant les secondes suivantes de l'alimentation. Ceci est évident d'après l'équation (3) et l'exemple représentatif décrit ci-dessus. Une moitié de rM représente rA et 5 le reste représente rT. La quantité de génération de chaleur est presque la même. Cependant, l'armature et le balai sont très différents par leurs volumes. En d'autres termes, la capacité calorifique de l'armature est très différente de la capacité calorifique du balai. En outre, cette partie de contact par 10 frottement est soumise mécaniquement à une grande quantité de génération de chaleur. En conséquence, la réduction de la quantité de génération de chaleur au niveau de cette partie spécifique ou le refroidissement intense de cette partie permet d'éliminer efficacement les problèmes même si la largeur du 15 bobinage L de l'armature est diminuée. De plus, lorsque le moteur a déjà démarré, aucune fourniture de puissance au moteur électrique n'est nécessaire. Donc, la surveillance du fonctionnement du moteur et l'arrêt net de l'alimentation vers le moteur électrique après avoir réussi le démarrage du moteur 20 sont préférables. Si un tel mécanisme de commande est employé, le temps d'alimentation requis sera de 0,3 s ou moins. Sous cet aspect, la génération de chaleur sera grandement réduite. L'exigence II ci-dessus se rapporte à un cas particulier tel qu'une combinaison choisie d'un démarreur et d'une batterie ne 25 peut pas produire une puissance suffisante ni convenable pour une charge requise de ce démarreur lorsque le moteur commence à tourner. En conséquence, le démarrage du moteur échouera toujours. Donc, la surveillance d'une telle situation en utilisant un capteur et en arrêtant l'alimentation vers le 30 démarreur est préférable. En variante, l'arrêt de l'alimentation lorsque la température dépasse un certain niveau est efficace pour réprimer la montée en température dans le démarreur. A savoir, presque la moitié de la quantité de génération de chaleur provient du balai et de sa partie de contact par 35 frottement dont les capacités calorifiques sont relativement faibles. D'après ce fait, en tant que l'un des facteurs clés pour réprimer la montée en température dans le démarreur, un moyen approprié pour réduire la quantité de génération de chaleur provenant du balai et de sa partie de contact par 40 frottement ou bien pour refroidir intensément ces parties, devrait être prévu. Un autre facteur clé est d'arrêter immédiatement l'alimentation vers le démarreur après avoir réussi une opération de démarrage du moteur. Le fait de prévoir un tel moyen de réduction de montée en température permet d'obtenir un démarreur compact, léger et de forte puissance. Au vu de ce qui précède, la présente invention procure un premier démarreur destiné à un moteur à combustion interne qui reçoit une alimentation électrique d'une batterie, comprenant un engrenage d'un pignon avec une couronne d'un moteur à combustion 10 interne, et une section de moteur électrique comprenant une carcasse et une armature pour entraîner le pignon par l'intermédiaire d'un mécanisme de réduction de vitesse, o la résistance interne rm de la section de moteur électrique et la résistance interne rB de la batterie satisfont une relation telle 15 que le rapport des résistances rM/rB est inférieur ou égal à 0,4, la longueur axiale L d'un bobinage constituant l'armature et le diamètre extérieur D de l'armature (c'est-à-dire le noyau) satisfont une relation telle que le rapport L/D est inférieur ou égal à 1,0, et un moyen destiné à réprimer la montée en 20 température dans le démarreur est prévu. Conformément à cet agencement, un démarreur de forte puissance peut présenter un rapport L/D suffisamment petit sans provoquer de montée en température anormale. A savoir, la diminution de L permet de diminuer la résistance lorsque D est fixé. La puissance 25 augmente. En variante, la diminution de L largement comparée à une valeur D réduite permet d'assurer la puissance requise. Dans tous les cas, avec la restriction telle que D ne peut pas être augmentée suffisamment d'après la relation incontournable avec la couronne, cette invention a pour effet d'augmenter la 30 puissance même lorsque la longueur est réduite. Il en résulte qu'un démarreur de forte puissance de 2,0 kW ou plus peut être miniaturisé et devient compact et léger. De préférence, le moyen de réduction de la montée en température est un dispositif de réduction d'un courant excessif 35 prévu dans un circuit d'alimentation électrique intercalé entre la batterie et le démarreur. Le dispositif de réduction d'un courant excessif réduit de façon sûre la montée en température dans le démarreur et en conséquence empêche une génération de chaleur anormale ou une destruction d'un démarreur de forte 40 puissance même s'il est miniaturisé. De préférence, le dispositif de réduction d'un courant excessif est une partie à soudure tendre prévue dans le circuit d'alimentation électrique du démarreur. Ceci est avantageux en ce qu'aucun dispositif ni mécanisme spécial n'est requis et en 5 conséquence le démarreur de forte puissance peut être miniaturisé sans augmenter le coût. De préférence, le moyen de réduction de montée en température comprend une unité de commande qui arrête l'alimentation électrique allant de la batterie au démarreur en 10 réponse à un signal indiquant un démarrage du moteur à combustion interne, en empêchant ainsi la montée en température dans le démarreur. L'unité de commande permet de réduire de façon sûre la montée en température dans le démarreur. Donc, le démarreur peut être correctement miniaturisé. Par exemple, la 15 commande de fonctionnement économique peut être exécutée avec un circuit de commande pouvant être mis en oeuvre conformément à l'état du moteur. Dans un tel cas, le circuit de commande peut être utilisé directement comme unité de commande pour commander l'alimentation électrique vers le démarreur. En d'autres termes, 20 aucun dispositif spécial ni supplémentaire n'est nécessaire. De préférence, le moyen de réduction de montée en température comprend un dispositif de refroidissement qui fournit de l'air de refroidissement au démarreur. L'air de refroidissement permet de réduire de façon sûre la montée en 25 température. Donc, le démarreur de forte puissance peut être correctement miniaturisé. En particulier, la section de moteur électrique tend à être encombrée et en conséquence l'introduction de l'air de refroidissement dans la section du moteur produit des effets remarquables pour réprimer la montée 30 en température. De préférence, le dispositif de refroidissement amène l'armature à tourner comme un ventilateur pour produire l'air de refroidissement. L'agencement de refroidissement est simple. De plus, il est préférable que le bobinage constituant 35 l'armature comporte une surface latérale constituant un collecteur et une partie d'évidement du collecteur agit comme ventilateur pour produire l'air de refroidissement. Aucune pièce ni composant constitutif particulier ne sont nécessaires pour refroidir le démarreur. De plus, la présente invention fournit un second démarreur destiné à un moteur à combustion interne qui reçoit une alimentation électrique d'une batterie, comprenant un engrenage à pignon avec une couronne d'un moteur à combustion interne, une 5 section de moteur électrique comprenant une carcasse et une armature pour entraîner le pignon par l'intermédiaire d'un mécanisme de réduction de vitesse, un contact immobile positionné à une extrémité d'une borne prévue dans le démarreur et reliée à un câble de batterie pour fournir l'alimentation 10 électrique de la batterie au démarreur, et un contact mobile relié directement à une queue-de-cochon d'un balai de la section de moteur électrique et coopérant avec le contact immobile pour constituer un commutateur, o la résistance interne rm de la section de moteur électrique et la résistance interne rB de la 15 batterie satisfont une relation telle que le rapport des résistances rM/rB est inférieur ou égal à 0,4, la longueur axiale L d'un bobinage constituant l'armature et le diamètre extérieur D de l'armature satisfont une relation telle que le rapport L/D est inférieur ou égal à 1,0, et un moyen est prévu pour réprimer 20 la montée en température dans le démarreur. Conformément à cet agencement, le courant d'alimentation est fourni par l'intermédiaire d'une seule partie de contact entre le câble de la batterie et la queue-de-cochon du balai. La partie de contact par frottement du balai et du collecteur est 25 l'emplacement o la montée en température est très importante. En conséquence, il est possible de transférer la chaleur générée à partir de la partie de contact par frottement du balai et du collecteur vers le câble de la batterie présentant une résistance thermique relativement faible. Il en résulte qu'un 30 câble de batterie épais peut être utilisé comme refroidisseur ou radiateur de refroidissement. Ceci empêche efficacement le démarreur à forte puissance d'être soumis à une montée en température anormale. La valeur L/D peut être diminuée. Le démarreur peut être miniaturisé. De préférence, le contact mobile et la queue-de-cochon sont fixés par une soudure tendre. La queue-de-cochon présente une température supérieure. La soudure tendre peut agir comme fusible si un courant important circule aux bornes de la queuede-cochon. En outre, la présente invention procure un démarreur du type à champ à aimants permanents destiné à un moteur à combustion interne qui reçoit une alimentation électrique d'une batterie, comprenant un engrenage à pignon avec une couronne d'un moteur à 5 combustion interne, et une section de moteur électrique comprenant une carcasse et une armature pour entraîner le pignon par l'intermédiaire d'un mécanisme de réduction de vitesse, o lorsque rB représente la résistance interne de la batterie, rT représente la résistance globale du balai comprenant une 10 résistance de contact vers un balai et un collecteur, et rA représente la résistance de l'armature, la résistance interne rB de la batterie et la résistance interne rM (rM = rT + rA) de la section de moteur électrique satisfont une relation telle que le rapport des résistances rM/rB est inférieur ou égal à 0,4, la 15 longueur axiale L d'un bobinage constituant l'armature et le diamètre extérieur D de l'armature satisfont une relation telle que le rapport L/D est inférieur ou égal à 1,0, et la résistance globale du balai rT est plus petite que la résistance de l'armature rA, et la résistance globale du balai rT est 20 inférieure ou égale à 1,5 mQ. La partie de balai engendre une grande quantité de chaleur et présente une faible capacité calorifique. Donc, la température de la partie de balai tend à augmenter fortement. Le fait d'établir la résistance globale rT de la partie de balai 25 pour qu'elle soit plus petite que la résistance de l'armature rA est efficace pour réprimer la montée en température dans le démarreur et également pour réduire la résistance interne du moteur électrique rM. L'obtention d'une puissance plus élevée et l'amélioration de la capacité de refroidissement peuvent être 30 facilement atteintes pour le démarreur. De préférence, le balai est un balai du type métal-graphite contenant du cuivre à 80 % ou plus. Ceci est obtenu facilement en modifiant le matériau du balai, sans augmenter le coût. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus de la présente invention ainsi que d'autres seront mis en évidence d'après la description détaillée suivante qui doit être lue en conjonction avec les dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe transversale représentant un démarreur classique, La figure 2 est un graphe représentant une relation entre une puissance et une résistance combinée d'un démarreur classique, La figure 3 est un graphe représentant une relation entre une résistance interne du démarreur classique et le diamètre extérieur D de son armature, La figure 4 est un graphe représentant une relation entre la 10 résistance interne du démarreur classique et une largeur de bobinage L de son armature, La figure 5 est un graphe représentant une relation entre la résistance interne du démarreur classique et le rapport de dimensions L/D, La figure 6 est un graphe représentant une relation entre un rapport des résistances du démarreur classique et le rapport de dimensions L/D, La figure 7 est un graphe représentant une relation théorique entre la résistance combinée et la résistance interne 20 du démarreur, La figure 8 est un graphe représentant le résultat d'un test de montée en température exécuté pour un démarreur classique de la catégorie 1,5 kW, La figure 9 est une vue en coupe transversale représentant 25 un démarreur conforme à un mode de réalisation de la présente invention, La figure 10 est une vue en coupe transversale partielle d'une armature du démarreur conforme à un mode de réalisation préféré de la présente invention, La figure 11 est une vue latérale représentant l'armature du démarreur conforme au mode de réalisation préféré de la présente invention, La figure 12 est une vue en coupe transversale représentant le démarreur conforme au mode de réalisation préféré de la 35 présente invention, prise suivant la droite XII-XII de la figure La figure 13 est une vue en plan représentant un balai et les pièces associées du démarreur conformes au mode de réalisation préféré de la présente invention, La figure 14 est un graphe représentant une zone cible du démarreur conforme à la présente invention, pour la relation entre le rapport des résistances et le rapport de dimensions L/D, La figure 15 est un graphe représentant une relation entre une résistance spécifique d'un balai du type métal-graphite et de sa teneur en cuivre, La figure 16 est un graphe représentant une relation entre la teneur en cuivre du balai métal-graphite et la résistance du 10 balai, et La figure 17 est un graphe représentant les effets du refroidissement produits par le mode de réalisation préféré de la présente invention. DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE Un mode de réalisation préféré de la présente invention sera expliqué ciaprès en faisant référence aux dessins joints. Comme indiqué sur les figures 9 à 13, une armature 10 comprend un noyau 11 et un bobinage 12. Une carcasse 20 comprend 20 un aimant permanent 22 et un carter 21. La carcasse 20 et l'armature 10 constituent en coopération une section de moteur électrique 1. Le bobinage 12 comporte deux parties d'extrémités de bobinages 12a et 12b à ses deux extrémités dans la direction axiale. Une première partie d'extrémité de bobinage 12a a pour 25 fonction d'agir comme collecteur au niveau d'une surface latérale du noyau 11. Le collecteur 12a est en retrait au niveau de sa partie d'évidement 13. Le collecteur 12a peut tourner conformément à la rotation de l'armature 10 de façon à agir comme ventilateur centrifuge. Il en résulte que l'air de 30 refroidissement circule vers la partie d'évidement 13. L'effet de ventilateur du collecteur 12a amène l'air de refroidissement introduit depuis l'orifice d'entrée Gla de la protection 61 à franchir la partie d'évidement 13 et à refroidir la partie de contact par frottement du collecteur 12a et du balai 30, et 35 ensuite à sortir d'un orifice de sortie 21a du carter de carcasse 21. Bien que l'orifice d'entrée 61a conforme à ce mode de réalisation soit prévu sur la protection 61, il est possible de prévoir l'orifice d'entrée 61 au niveau d'une autre partie appropriée. Une première extrémité de la queue-de-cochon 31 du balai 30 est reliée ou fixée à un contact mobile 41 au moyen d'une soudure tendre 35. Lorsqu'un courant excessif circule aux bornes de la queue-de-cochon 31, ou bien lorsque l'alimentation se 5 poursuit pendant un temps relativement long, la soudure tendre 35 fond en réponse au fait que la température atteint un niveau prédéterminé et arrête en conséquence l'alimentation. La soudure tendre 35 peut être faite d'un matériau présentant un point de fusion approprié. En conséquence, la soudure tendre 35 peut agir 10 comme fusible. Par exemple, un matériau d'étain est utilisé de préférence pour la soudure tendre 35 si nécessaire pour arrêter l'alimentation à un niveau de température d'approximativement 200 OC, et un matériau de plomb est de préférence utilisé pour la soudure tendre 35 si nécessaire pour arrêter l'alimentation 15 au niveau de température d'approximativement 300 OC. Un contact immobile 42 est prévu à une extrémité d'une borne de batterie 45. Le contact immobile 42 et le contact mobile 41 constituent en coopération une partie de contact principale 40. Un solénoïde électromagnétique 50 comporte un plongeur 51 mobile 20 dans sa direction axiale. Chacune d'une partie de sous-contact 47 et de la partie de contact principale 40 provoque une action de commutateur en réponse au mouvement du plongeur 51. La rotation de l'armature 10 est transmise par l'intermédiaire d'une section de réduction de vitesse du type à train planétaire 25 71, une section d'embrayage 72, et un arbre de sortie 73 à un pignon 74. Le plongeur 51 du solénoïde électromagnétique 50 déplace non seulement le contact du commutateur mais déplace également une barre de limitation de rotation 92 par l'intermédiaire d'une barre de liaison 91 pour limiter la 30 rotation du pignon 74. Lorsque la rotation du pignon est limitée, la force engendrée par la rotation du moteur électrique amène le pignon à se décaler dans la direction axiale à l'aide de l'arbre de sortie 73 présentant une fonction de cannelure de torsion et amène le pignon à s'engrener avec la couronne du 35 moteur. On suppose maintenant que la résistance du bobinage d'armature 12 est rA et que la résistance du balai 30 est rT. La résistance globale du balai RT comprend une résistance de contact du balai et du collecteur 12a. Dans ce cas, la section de moteur 40 électrique 1 ne comporte pas d'autres parties présentant une résistance électrique significative. En conséquence, la résistance rM de la section de moteur électrique 1 peut être représentée par une équation rM = rA + rTComme indiqué sur la figure 15, un matériau de métal5 graphite contenant du cuivre à 80 % ou plus présente une résistance spécifique de 10 yiQ.cm ou moins. Le balai de ce mode de réalisation est fait de métal-graphite présentant de telles caractéristiques. En conséquence, la résistance globale du balai rT est inférieure ou égale à 1,5 mQ. Cette relation est 10 représentée sur la figure 16. En outre, la relation rA > rT est satisfaite. Par ailleurs, lorsque la largeur du bobinage 12 est L et que le diamètre extérieur de l'armature 10 est D, la relation L/D < 1,0 est satisfaite. A savoir, comme L est plus petit que D, la résistance rA du bobinage 12 peut être réduite. 15 La résistance du balai rT est également faible. Donc, la résistance du moteur électrique rM peut être diminuée. Le rapport de la résistance du moteur électrique rm et de la résistance interne de la batterie rB est inférieur ou égal à 0,4 (c'est-àdire que rM/rB < 0,4)20 La borne de la batterie 45 est reliée à la batterie par l'intermédiaire du câble (non représenté) . De plus, bien qu'elle ne soit pas représentée sur le dessin, il est préférable que le circuit comprenne une unité de commande pour arrêter immédiatement l'alimentation en courant vers la section de 25 moteur électrique du démarreur en réponse à une opération de démarrage du moteur. Le démarreur du mode de réalisation décrit ci-dessus sera expliqué ciaprès. Lorsqu'un commutateur de contact (non représenté) est fermé, le solénoïde électromagnétique 50 déplace 30 le plongeur 51, ce qui permet qu'un courant relativement faible (par exemple approximativement 200 A) circule dans le moteur électrique par l'intermédiaire de la partie de sous-contact 47. Le moteur électrique commence à tourner lentement en réponse à cette alimentation. Il en résulte que le pignon s'engrène avec 35 la couronne dans un état tel que le pignon n'est pas empêché de tourner. Après cela, un courant important est fourni depuis la partie de contact principale 40 et le moteur commence à tourner. Le courant important est un courant maximum devant être fourni et représente par exemple approximativement 800 A. Comme on l'a décrit cidessus, par comparaison à un démarreur de faible puissance, une forte puissance devrait diminuer la résistance du moteur électrique rM. A cette fin, L devrait être réduite. Cependant, en prenant en compte la 5 capacité calorifique, L doit être maintenue à une valeur relativement grande. Donc, D est forcément augmenté pour diminuer la résistance du moteur électrique rM. De ce point de vue, les démarreurs de forte puissance classiques ne peuvent pas être considérés c comme excellents. Cependant, le besoin 10 d'utiliser un démarreur à forte puissance pour la commande de fonctionnement économique augmente. Par exemple, conformément à la commande de fonctionnement économique, le moteur est arrêté automatiquement lorsque des conditions prédéterminées sont satisfaites. Il en résulte que la puissance électrique est 15 fréquemment fournie au démarreur pour redémarrer le moteur de façon répétitive. Cependant, la grande taille du démarreur constitue un goulot d'étranglement pour obtenir le fonctionnement économique. Cependant, la présente invention a pour but d'obtenir une miniaturisation efficace d'une section de 20 moteur électrique (par exemple L/D < 1) dans un démarreur de forte puissance en utilisant une batterie de grande capacité de 2,0 kW ou plus, c'est-à-dire présentant un rapport de résistances rM/rB < 0,4 comme indiqué sur la figure 14. A cette fin, la présente invention emploie divers moyens pour réprimer 25 la montée en température en cas de panne. Plus particulièrement, ce mode de réalisation utilise le moyen suivant pour réprimer la montée en température dans le démarreur. Un premier moyen de réduction de montée en température 30 conforme à ce mode de réalisation est la soudure tendre utilisée pour la liaison ou la fixation de la queue-de-cochon 31. Lorsque la température de la queue-decochon 31 dépasse le point de fusion de cette soudure tendre, la soudure tendre fond et arrête l'alimentation. En conséquence, ceci empêche efficacement le 35 démarreur de provoquer une génération de chaleur anormale ou empêche les composants du démarreur d'être détruits. Un second moyen de réduction de montée en température conforme à ce mode de réalisation est le dispositif de commande qui détecte l'allumage et le démarrage du moteur et optimise 40 l'état de fonctionnement économique. Ceci empêche efficacement l'alimentation vers le démarreur d'être poursuivie inutilement pendant longtemps. Donc, un démarreur de forte puissance miniaturisé est fourni pour la commande de fonctionnement économique. Un troisième moyen de réduction de montée en température conforme à ce mode de réalisation consiste à fournir l'air de refroidissement au démarreur pour réprimer la montée en température dans le démarreur. De plus, ce mode de réalisation utilise la partie d'évidement du collecteur comme ventilateur. 10 Donc, aucun ventilateur spécial n'est requis. La partie de contact du balai qui provoque une très forte montée en température peut être refroidie de façon intense. Un quatrième moyen de réduction de montée en température conforme à ce mode de réalisation consiste à évacuer la chaleur 15 du balai par l'intermédiaire de la queue-de-cochon ne présentant pratiquement pas de résistance thermique vers le câble épais de la batterie. Donc, la partie de balai ne provoque pas de montée en température extrême. Conformément à ce mode de réalisation, une seule partie de contact est prévue. La distance entre le 20 balai et la borne de la batterie est courte. La résistance thermique est très faible. Au contraire, selon le démarreur classique représenté sur la figure 1, la distance entre le balai 30 et la borne de batterie 45 est longue et la partie de contact est constituée de deux parties disposées en série. Donc, la 25 résistance thermique est relativement importante. Un cinquième moyen de réduction de montée en température conforme à ce mode de réalisation consiste à utiliser la partie de balai constituée d'un matériau contenant une proportion suffisante de cuivre qui est excellent à la fois pour la 30 résistance électrique et la résistance thermique, en réduisant ainsi efficacement la génération de chaleur depuis la partie de balai. La figure 17 représente la montée en température apparaissant au cinquième cycle d'un test de simulation pour 35 fournir une alimentation électrique à 500 A à un démarreur présentant un ensemble miniaturisé et permettant de produire 2,0 kW (dans les mêmes conditions que celles de la figure 8). Le résultat du test représenté sur la figure 17 prouve que chacun des moyens de réduction de montée en température décrits ci40 dessus conformes à ce mode de réalisation produit une amélioration satisfaisante. Plus particulièrement, même lorsque le démarreur est miniaturisé et peut produire une puissance accrue, la montée en température peut être réduite à un niveau sensiblement équivalent à celui d'un démarreur classique de la 5 catégorie 1,5 kW (c'est-à-dire celui testé à 350 A sur la figure 17). Les moyens de réduction de montée en température conformes à ce mode de réalisation peuvent être combinés de diverses manières. Par exemple, deux ou plusieurs des premier à cinquième 10 moyens de réduction de montée en température peuvent être combinés de façon appropriée en considérant un niveau de puissance cible et en supposant un état anormal à éliminer. Comme on l'a décrit ci-dessus, ce mode de réalisation permet qu'un concepteur de moteur électrique ou un fabricant produise 15 un démarreur à forte puissance optimisé présentant un ensemble compact et léger et utilisable pour la commande de fonctionnement économique. REVENDICATIONS

1. Démarreur destiné à un moteur à combustion interne qui reçoit une alimentation électrique d'une batterie, comprenant: un pignon (74) s'engrenant avec une couronne d'un moteur à combustion interne, et une section de moteur électrique (1) comprenant une carcasse (20) et une armature (10) destinées à entraîner ledit pignon par l'intermédiaire d'un mécanisme de réduction de vitesse, 10 caractérisé en ce que une résistance interne rM de ladite section de moteur électrique (1) et une résistance interne rB de ladite batterie satisfont une relation telle que le rapport des résistances rM/rB est inférieur ou égal à 0,4, une longueur axiale L d'un bobinage (12) constituant ladite armature (10) et un diamètre extérieur D de ladite armature (10) satisfont une relation telle que le rapport L/D est inférieur ou égal à 1,0, et un moyen de réduction de montée en température destiné à 20 empêcher la montée en température dans ledit démarreur étant prévu.

2. Démarreur destiné à un moteur à combustion interne selon la revendication 1, dans lequel ledit moyen de réduction de 25 montée en température est un dispositif de suppression de courant excessif prévu dans un circuit d'alimentation électrique intercalé entre ladite batterie et ledit démarreur.

3. Démarreur destiné à un moteur à combustion interne selon 30 la revendication 2, dans lequel ledit dispositif de suppression de courant excessif est une partie de soudure tendre (35) prévue dans ledit circuit d'alimentation électrique dudit démarreur.

4. Démarreur destiné à un moteur à combustion interne selon 35 la revendication 1, dans lequel ledit moyen de réduction de montée en température comprend une unité de commande qui arrête l'alimentation électrique entre ladite batterie et ledit démarreur en réponse à un signal indiquant le démarrage dudit moteur à combustion interne, en réprimant ainsi la montée en 40 température dans le démarreur.

5. Démarreur destiné à un moteur à combustion interne selon la revendication 1, dans lequel ledit moyen de réduction de montée en température comprend un dispositif de refroidissement qui fournit de l'air de refroidissement audit démarreur.

6. Démarreur destiné à un moteur à combustion interne selon la revendication 5, dans lequel ledit dispositif de refroidissement amène ladite armature (10) à tourner comme un ventilateur pour produire ledit air de refroidissement.

7. Démarreur destiné à un moteur à combustion interne selon la revendication 6, dans lequel le bobinage (12) constituant ladite armature comporte une surface latérale constituant un collecteur (12a) et une partie d'évidement (13) dudit collecteur 15 agit comme ledit ventilateur pour produire ledit air de refroidissement.

8. Démarreur destiné à un moteur à combustion interne qui reçoit une alimentation électrique d'une batterie, comprenant: un pignon (74) s'engrenant avec une couronne d'un moteur à combustion interne, et une section de moteur électrique (1) comprenant une carcasse (20) et une armature (10) destinées à entraîner ledit pignon par l'intermédiaire d'un mécanisme de réduction de vitesse, 25 caractérisé en ce que un contact immobile (42) est positionné à une extrémité d'une borne prévue dans ledit démarreur et reliée à un câble de batterie afin de fournir une alimentation électrique de ladite batterie audit démarreur, et un contact mobile (41) est relié directement à une queue-decochon (31) d'un balai (30) de ladite section de moteur électrique (1) et coopère avec ledit contact immobile pour constituer un commutateur, o une résistance interne rm de ladite section de moteur 35 électrique (1) et une résistance interne r] de ladite batterie satisfont une relation telle que le rapport des résistances rM/rB est inférieur ou égal à 0,4, une longueur axiale L d'un bobinage (12) constituant ladite armature et un diamètre extérieur D de ladite armature satisfont une relation telle que le rapport L/D est inférieur ou égal à 1,0, et un moyen destiné à réprimer la montée en température dans ledit démarreur est prévu.

9. Démarreur destiné à un moteur à combustion interne selon la revendication 8, dans lequel ledit contact mobile (41) et ladite queue-decochon (31) sont fixés par une soudure tendre (35).

10. Démarreur du type à champ à aimants permanents destiné à un moteur à combustion interne qui reçoit une alimentation électrique d'une batterie, comprenant: un pignon (74) s'engrenant avec une couronne d'un moteur à 15 combustion interne, et une section de moteur électrique (1) comprenant une carcasse (20) et une armature (10) destinées à entraîner ledit pignon par l'intermédiaire d'un mécanisme de réduction de vitesse, caractérisé en ce que lorsque rB représente une résistance interne de ladite batterie, rT représente une résistance globale du balai comprenant une résistance de contact avec un balai (30) et un collecteur, et rA représente une résistance d'armature, la résistance interne rB de ladite batterie et la résistance 25 rm (rM = rT + rA) de ladite section de moteur électrique (1) satisfont une relation telle que le rapport des résistances rM/rB est inférieur ou égal à 0,4, une longueur axiale L d'un bobinage (12) constituant ladite armature et un diamètre extérieur D de ladite armature satisfont 30 une relation telle que le rapport L/D est inférieur ou égal à 1,0, et ladite résistance globale du balai rT est inférieure à ladite résistance de l'armature rA, et ladite résistance globale du balai rT est inférieure ou égale à 1,5 mQ. 35

11. Démarreur destiné à un moteur à combustion interne selon la revendication 10, dans lequel ledit balai (30) est un balai du type à métal-graphite contenant du cuivre à 80 % du plus.