APPAREILS DE DEMARRAGE DES MOTEURS A PISTONS d’AVIONS de 1910 à 1949.
Compilation de Jacques MOULIN © 2009
Les moteurs à pistons équipant les avions doivent être lancés par un système quelconque qui permet la compression d’au moins un cylindre pour pouvoir démarrer le moteur.
Si les voitures automobiles, ou les moteurs fixes, étaient lancés à la manivelle, cela devient difficile sur un avion. Les premiers appareils étaient lancés, par l’hélice, à la main, un système très dangereux, d’après Emile Odier il semble qu’il y ait eu, pendant la première guerre, plus d’un millier de morts provoqué par les difficultés de lancement.
Une photo dune aviatrice amériacain Katherine Sui Fun Cheung (1904-2003) brevetée en 1932.
D’autre part les avions devenant de plus en plus gros il devenait difficile de lancer les moteurs placés trop haut pour que les mécaniciens puisse lancer l’hélice à la main, d’autre part les hydravions étaient impossible à lancer de cette manière.
Et comme un appareil de mise en marche doit être assez puissant pour vaincre d'abord l'inertie du moteur et la résistance due au gommage possible des surfaces en contact, et ensuite pour lui imprimer pendant le temps nécessaire une vitesse suffisante pour permettre le fonctionnement du carburateur et de la magnéto, les ingénieur imaginèrent plusieurs solutions.
Différents systèmes employés.
A. MISE EN MARCHE À LA MANIVELLE (fig. 1).
— L'arbre moteur porte à l'extrémité opposée à l'hélice un tourteau t muni d'en tailles présentant une face en rampe hélicoïdale et pouvant engrener avec un tourteau identique t1 solidaire d'un arbre a a1 à l'extrémité duquel est adaptée la manivelle de lancement.
Mise en marche à la main. Fig. 1.
La rotation de cet arbre est transmise à l'arbre moteur par l'intermédiaire d'une série d'engrenages démultiplicateurs r, r1, r2, r3.
L'entraînement de l'arbre moteur se fait dans le sens normal de rotation.
En opérant une légère poussée sur la manivelle de lancement, on met en prise les deux tourteaux d'entraîné ment t et t1. Dès que le moteur est lancé, le débrayage se produit automatiquement par l'effet des rampes hélicoïdales.
Un ressort de rappel R tient les tourteaux d'entraînement écartés.
La magnéto de départ D est entraînée également par la manivelle de lancement à l'aide d'un engrenage E qui multiplie convenablement la vitesse.
Elle doit fonctionner sans avance à l'allumage pour éviter des retours de manivelle dangereux.
Ce système ne semble pas avoir vraiment été monté sur les avions construits en série. L’accès a l’arrière des moteurs étant en général assez difficile…
B. MISE EN MARCHE A L'AIDE D'UN DÉMARREUR.
Ces appareils peuvent se classer en deux groupes :
A. Démarreurs de carlingue ;
B. Démarreurs d'aérodrome.
A. DÉMARREURS DE CARLINGUE.
Ces appareils permettent d'obtenir le départ du moteur de l'intérieur de la carlingue ou de la nacelle; ils se divisent en trois catégories :
1ère catégorie. — Démarreurs réalisant, pour le départ du moteur, l'allumage d'un mélange d'air et d'essence dans les cylindres.
Démarreur Saintin type 1925 — Principe. — Amener aux cylindres au moment voulu un mélange explosif obtenu en envoyant une chasse d'air pur préalablement comprimé à la pression de 5 kilogrammes au travers d'un carburateur sous pression contenant de l'essence ou tout autre carburant.
Au passage dans le carburateur, cet air entraîne de l'essence en quantité déterminée par un réglage unique, il en sort sous forme de mélange explosif prêt à être employé immédiatement.
Description (fig. 2) — 1° Une bouteille d'air F alimentée en air pur par une petite pompe du type pompe à pneus ;
2° Un carburateur spécial de démarrage A ;
3° Un distributeur de gaz B solidaire du carburateur qui a pour but de distribuer le gaz aux cylindres intéressés ; il doit tourner en conformité de temps avec le moteur et est commandé par l'arbre à cames ;
Démarreur Saintin, Fig. 2.
4° Des tubulures relient le distributeur à chaque cylindre par l'intermédiaire de clapets d'injection ne fonctionnant que pour le démarrage et isolant l'appareil en temps normal.
Ils peuvent se visser à la place des robinets de décompression s'il n'existe pas sur les cylindres de bossages supplémentaires ;
5° Un robinet coup de poing E permet d'envoyer immédiatement uns partie de ia charge d'air contenue dans la bouteille au travers du carburateur A , lequel est alimenté en essence par le réservoir ; un robinet l'isole de ce dernier.
Fonctionnement. — Supposons le moteur arrêté dans une position quelconque, le distributeur étant réglé comme il a été dit plus haut, met en communication un ou plusieurs cylindres avec le démarreur. A ce moment, si nous manœuvrons le robinet coup de poing, le démarreur étant alimenté en air et en essence, nous envoyons sur un ou plusieurs pistons en position de compression et de détente un mélange explosif comprimé qui peut être allumé par l'étincelle d'une magnéto de départ.
2ème catégorie. — Démarreurs utilisant un fluide spécial.
Démarreur Letombe. — A air comprimé. — Dans ce démarreur c'est l'air comprimé contenu dans une bouteille qui agit directement sur un ou plusieurs pistons et leur transmet l'impulsion motrice.
Un distributeur rotatif (fig. 3) monté à l'extrémité de l'arbre à cames démasque successivement les orifices conduisant l'air comprimé aux cylindres par l'intermédiaire de raccords spéciaux comportant un clapet de retenue.
Ce système fut peu utilisé après le début des années 20.
Démarreur Letombe. Fig. 3.
Démarreur Venon. — A acide carbonique. — Ce démarreur utilise l'acide carbonique saturé à 60 kilogrammes pour donner l'impulsion nécessaire au départ du moteur.
Il est branché sur le cylindre auquel il aboutit par un raccord spécial (fig. 100) vissé à l'emplacement de la bougie et portant en plus de celle-ci un clapet de retenue.
Un robinet coup de poing met en communication la bouteille de gaz carbonique et le cylindre.
L'hélice est amenée à la main dans une position correspondant à la détente dans le cylindre sur lequel est fixé le raccord du démarreur (point mort légèrement dépassé). Une manœuvre brusque du robinet coup de poing livre le passage au gaz et le piston reçoit une impulsion suffisante pour permettre à l'allumage de se produire à un autre cylindre.
Démarreur Venon. Fig.4.
Ces systèmes furent peu utilisés après le début des années 20, mais les bouteilles d’acide carbonique furent utilisées par les premières version des démarreurs d’aérodrome Odier, (voir plus loin.).
Démarreur Viet et Schnébelli type 1920. — A air et acétylène.
Principe : consiste à introduire dans trois cylindres en position convenable un mélange d'air et d'acétylène homogène et stable et pouvant s'enflammer facilement sous l'action d'une étincelle électrique.
Description (fig. 5). L'appareil se compose :
1° D'une bouteille G d'une capacité de i litre environ et contenant l'acétylène dissous dans l'acétone. Cette bouteille est chargée à une pression de 10 à 12 kilogrammes;
2° D'une poche en toile de ballon F formant détendeur,
3° D'une pompe à double corps E de diamètres différents : 50 m/m pour l'air et 19 m/m pour l'acétylène. Les deux pistons ont une course identique de 330 m/m ; ils sont manœuvres simultanément, à l'aide d'une poignée unique, et refoulent dans un conduit commun. Cette disposition assure un dosage constant du mélange ;
Démarreur Viet et Schnébelli (clapets orientables). Fig. 5.
4° D'un robinet D situé entre la pompe et le distributeur permettant de mettre en communication ou d'isoler le moteur et le système de démarrage;
5° D'un distributeur A répartissant le gaz carburé aux cylindres. Il se compose d'un corps en aluminium comportant autant de départs de tuyaux que le moteur a de cylindres. Ces canalisations de départ sont commandées par des orifices disposés circulairement et dans l'ordre normal sur la glace intérieure du distributeur.
Un disque muni d'une fenêtre qui découvre trois ou quatre orifices et appliqué sur la glace par un ressort, tourne, entraîné par l'arbre à cames.
Il est réglé en conformité de temps avec les cylindres, et met successivement en communication, les canalisations de départ avec la chambre où arrive le mélange carburé;
6° De clapets orientables (fig. 5) fixés sur des bossages ménagés sur les cylindres et qui sont les aboutissants des tuyaux de départ du distributeur. Ces clapets isolent les cylindres de la tuyauterie pendant la marche du moteur.
Fonctionnement. — Remplir la poche F sans la tendre, en ouvrant le robinet pointeau de la bouteille ; refermer le robinet après remplissage convenable de la poche.
Ouvrir le robinet d'isolement D entre la pompe et le distributeur.
Donner rapidement 10 coups de pompe; le mélange explosif est refoulé aux cylindres à travers les orifices découverts par le disque du distributeur.
La manœuvre de la magnéto de départ suffit pour provoquer l'allumage du mélange.
Après le départ du moteur, fermer le robinet d'isolement D.
Par la suite les démarreurs Viet se généralisant il changèrent de type de fonctionnement en remplaçant le mélange air et acétylène ; par un système à mélange air essence.
Publicité pour les démarreurs a air Carburé (1) (en fait à acétylène).
1) L’acétylène est produit en faisant réagir de l’eau sur du carbure de calcium.
Démarreur Viet auto vireur essence gazéifiée.
Par la suite Viet construisit des démarreurs plus simples et utilisant de l’essence ordinaire d’aviation pour faire son mélange.
On trouve de nombreuses versions de ce type de démarreur qui fut utilisé jusqu’en 1939 sur les avions civils et militaires,
Démarreur Viet type 1925. — A essence gazéifiée type 60.
Légende
1- Pistons
2- & 2 bis Demi corps des cylindres.
3- Balanciers de commande.
4- Axes de bielles
5- X
6- Boulons
7- Tamis
8- Bielles.
9- Feutres gras.
10- Cuir emboutis d’étanchéité.
11- Segments d’extension.
12- Ecrou de blocage.
13- Clapets d’admission.
14- Axes de pistons
15- X
16- Levier de manœuvre.
17- Tamis démontable.
18- Clapets de refoulement.
19- X
20- X
21- Tamis démontables.
22- Bouton de manœuvre du pointeau de réglage.
23- Bossages
24- Clapets de refoulement.
25- Bossages.
26- X
27- Vis.
28- Pistons.
29- Demi corps.
30- Axes.
31- Boulons.
32- Bielle.
33- X
34- Axes de pistons.
35- Feutres gras.
36- Cuirs emboutis.
37- Segments d’extensions.
38- Ecrous de blocages.
39- Clapets d’aspiration..
41 Bouchons filetés.
42 Clé de robinet de distribution.
43 Clé de robinet de distribution.
44 Pompes d’injection.
45 Tubes de communication.
46 Injection.
47 Cuirs en V.
48 Gicleur.
49 Ecrous.
50 Ecrous freiné.
51 Diffuseur.
52 Etrangleur.
53 Raccord.
54 Ecrou.
55 Tige de commande.
56 Poigné de manœuvre.
57 Robinet d’arrêt.
Démarreur Viet type 1929. — Auto vireur à essence gazéifiée type 120.
Démarreur Viet type 1932. — A essence gazéifiée type 200.
Démarreur Viet type 1934. — A essence gazéifiée type 250.
Le démarreur Viet automatique à essence type 250 différait des versions précédentes principalement par l’adjonction de compresseur destinés a gonfler la bouteille d’air comprime, a noter que sur les démarreurs Viet pouvaient grâce à leurs bouteille gonflé les pneus, ou les amortisseurs des avions.
Ces démarreurs étaient aussi souvent couplés avec les systèmes d’extincteurs à bord des avions.
3ème catégorie. — Démarreurs électrique
Dès les années 30 le système de démarrage direct (comme sur nos voitures) fut utilisé pour les moteurs de petite puissance.
Démarreurs à INERTIE
Principe du Système
Par suite de l’augmentation de la puissance et du taux de compression ce système fut remplacé par des démarreurs électriques à inertie.
Les premiers furent des licences Eclipse, appareil d’origine US
Montage des Système d’engrenage des démarreurs a Inertie.
Démarreurs a inertie Gnome et Rhône.
La société Bronzavia mis au point un système spécial de démarrage, mais il ne semble pas que ce système fut utilisé en série.
Autres type de démarreur.
Démarreur Sabathé. — L'impulsion est donnée directement au piston du moteur par l'explosion d'une cartouche montée à la place d'une bougie de cylindre. Ce procédé assez brutal est peu utilisé.
3e catégorie. — Démarreurs mécaniques. — Les moteurs Renault 220 et 280 C.V. comportent un dispositif de mise en marche à air comprimé agissant directement sur l'arbre-moteur.
Description (fig. 107). — II se compose d'un petit moteur en étoile à 6 cylindres avec pistons en aluminium garnis de cuir.
Ces 6 pistons sont attelés sur un maneton unique.
Moteur à air de démarrage pour moteurs Renault de 220 et 280 CV. Fig. 6.
L'air arrive dans une chambre centrale où un plateau rotatif claveté sur l'arbre règle sa distribution aux cylindres du démarreur.
L'échappement se fait par les canaux d'admission mis en communication à un certain moment avec l'air libre par un espace annulaire ménagé sur la face interne du plateau distributeur.
La liaison est établie entre le démarreur et le moteur par une roue à rochets et un jeu de cliquets.
Fonctionnement. — L'air comprimé dans une première bouteille à 150 kilogrammes est détendu dans une deuxième bouteille de dimensions réduites et munie d'un robinet coup de poing.
L'air arrive au démarreur à une pression de 30 à 40 kilogrammes environ. Il pénètre dans la chambre centrale, passe par l'orifice laissé libre par le distributeur et arrive dans le cylindre correspondant.
L'impulsion reçue par le premier piston est transmise à l'arbre qui entraîne le distributeur dans son mouvement de rotation; les orifices d'admission sont successivement démasqués, livrant passage à l'air et assurant ainsi la rotation continue de l'arbre du démarreur.
A ce moment les cliquets d'entraînement sont en prise et le mouvement est transmis à l'arbre du moteur.
Le moteur une fois lancé, les cliquets s'écartent d'eux-mêmes sous l'effet de la force centrifuge et la liaison est supprimée entre le démarreur et le moteur.
Démarreur Jupiter. — Ce démarreur spécial au moteur Jupiter 450 C.V., consiste en un petit moteur à deux temps à deux cylindres en V : un cylindre moteur et un cylindre compresseur.
Ce dernier aspire par un gicleur réglable, un mélange combustible dans le carburateur qui alimente le cylindre moteur et envoie ce mélange sous pression dans les cylindres du moteur.
Un distributeur à disque, interposé entre le cylindre compresseur et les cylindres du moteur principal, commandé par ce dernier, et tournant à demi-vitesse de l'arbre vilebrequin, envoie le mélange à chaque cylindre :
1° Quand il est en période de détente;
2° Pendant sa course d'aspiration.
Dans la première période, les gaz assurent le tour initial du moteur; dans la deuxième, ils assurent son alimentation et constituent une masse explosive susceptible d'être allumée par l'étincelle d'une magnéto de départ.
Chaque cylindre est en outre muni d'un clapet de retenue qui isole le démarreur du moteur en marche.
Démarreur Farman a cartouche. – Ce démarreur était assez peu utilisé mais il était quand même le système des Autogire LeO C-30, cet appareil servait aussi sur les camions et des chars de combat il semble bien que ce système était également utilisé en Grande Bretagne.
Le lancement est réalisé par l’explosion d’une cartouche spéciale dans la culasse , le souffle de l’explosion actionne un piston sur lequel est fixé la Soupape G qui contient un ressort limitant la pression des gaz et empêchant le retour pendant le fonctionnement normal du moteur.
Démarreur Farman type C a cartouche.
Légende :
A – Culasse mobile avec le percuteur.
B – Ejecteur.
C – Gâchette (sic)
D – Percuteur.
E – Raccord .
F – Tube de raccordement.
G – boite à soupape
Perfectionnement au démarreur Farman à cartouche
(L’aéronautique n° 163 juin 1935)
Un cylindre de moteur comporte en général trois bossages : les deux premiers pour les bougies, et le troisième pour le clapet de démarrage.
Dans le cas où le moteur comportait déjà un système de démarrage, du type Viet, par exemple, le troisième bossage se trouvait occupé, et l'on était gêné pour l'installation du démarreur à cartouche.
Le perfectionnement apporté par Farman consiste à munir le corps de soupape de son démarreur d'un bossage qui peut recevoir le clapet Viet.
Pour l'emploi du Viet, on obture le démarreur par une fausse cartouche; si le Viet est en panne, on enlève la fausse cartouche, et on la remplace par une cartouche active. La tubulure du Viet reste bouchée par son clapet.
On peut signaler que la Compagnie des Chemins de Fer du Nord a consulté Farman pour le montage de démarreurs à cartouche sur certaines automotrices.
Coupe du démarreur mixte Farman à cartouche et à air comprimé.
Démarrage à cartouches. — Les gaz de la cartouche active soulèvent le clapet C; le clapet C' reste fermé.
Démarrage à l’air comprimé. — Une fausse cartouche K obture le démarreur; l'air comprimé soulève les deux clapets C et C'.
B. DÉMARREUR D'AÉRODROME.
Ces appareils, manœuvres de l'extérieur des avions permettent de mettre en marche rapidement les moteurs des appareils volants d'un aérodrome.
Ce système inventé par Antoine Odier fut utilisé jusqu’à la guerre aussi bien pour les avions civils et militaires anciens dépourvus de démarreur interne ou dont le démarreur était défectueux, et également pour les avions civil ou de tourisme.
Démarreur Odier. — Principe. — Utilisation d'un gaz comprimé pour le déplacement brusque d'un piston dans un cylindre. Ce mouvement rectiligne est ensuite transformé en mouvement circulaire, applique à l'extrémité de l'arbre-moteur.
Description (fig. 7). — L'appareil comprend :
a) Un châssis tabulaire avec pied télescopique mobile servant à supporter les divers organes du démarreur et à le placer en bonne position de fonctionnement.
b) Le démarreur proprement dit qui se compose :
1° D'une petite bouteille contenant de l'acide carbonique sous une pression de 60 kilogrammes environ ;
2° D'un tube d'acier formant cylindre, fermé à la partie inférieure et ouvert à l'autre pour laisser libre passage au piston.
La bouteille est en communication avec Sa partie basse du cylindre par un petit tuyau et une soupape de retenue du gaz comprimé dite robinet coup de poing ;
3° D'un piston pouvant se déplacer dans le cylindre et affectant la forme d'un fourreau pour assurer un bon guidage. Il porte à son extrémité libre un réa sur lequel passe un câble ;
4° D'un câble en acier immobilisé sur le bâti par une de ses extrémités ; l'autre partie après son passage sur le réa du piston vient s'enrouler sur une poulie à gorge commandée par un ressort en spirale.
Ce dispositif transforme le mouvement rectiligne du piston, en mouvement circulaire de la poulie et en même temps ramène le piston en position de départ par l'action du ressort de la poulie d'enroulement fortement bandé pendant le fonctionnement.
A - Manchon d'accrochage.
B - Cylindre.
C - Piston.
D - Bouteille.
E - Carter du tambour d’enroulement du câble.
F - Câble.
G - Poulie servant à guider le câble.
H - Soupape de retenue (de l'air comprimé ou du gaz carbonique).
I - Levier.
T - Tube supportant les organes de
T' - Tubes servant à la mise en place de l'appareil
Fig. 7. Démarreur Odier à l’acide carbonique.
Un Nieuport 29 équipé du démarreur Odier à Acide Carbonique première version.
(Photo origine Famille Wetzel via Baudru.)
Le démarreur Odier à sandow type 1928.
Légende des croquis du démarreur d’aérodrome ODIER type 1928.
56 Poulie d'entraînement avec moyeu rivé.
58 Moyeu avec ergots.
83 Roues de bois.
84 Essieu.
106 Poignée de serrage.
141 Tambour d'enroulement avec câble soudé.
142 Carter de treuil.
155 Manivelle avec poignée.
156 Arc-boutant complet.
157 Piston de ressort.
158 Bielle de ressort.
159 Support.
160 Axe.
161 Pivot de support.
162 Ferrure attelage du câble.
163 Tringle de retenue.
168 Boulon « Woodruff » de bielle.
173 Levier de départ.
174 Câble
175 Extenseurs (Sandows).
176 Verrou complet.
5° D'un manchon d'accrochage solidaire de la poulie d'enroulement du câble et entraîné par elle. Il est ainsi dénommé parce qu'il porte des ergots lui permettant d'accrocher une griffe portée extérieurement par le moyeu d'hélice, assurant ainsi la liaison momentanée entre le moteur et le démarreur.
Fonctionnement. — L'appareil étant en position, le manchon accroché à l'hélice, en manœuvrant le robinet coup de poing, le gaz sous pression pénètre dans le cylindre et chasse violemment le piston vers l'extérieur; dans son mouvement de recul, celui-ci souque d'abord le câble sur la poulie à gorge, puis oblige le câble à se dérouler en entraînant la poulie d'environ deux tours et par suite le manchon.
L'impulsion transmise à l'hélice assure le départ du moteur; à ce moment les griffes d'entraînement portées par le moyeu repoussent légèrement en avant le manchon d'accrochage et le démarreur se trouve libéré.
Nota. — De petits orifices percés dans la paroi du cylindre, vers la partie haute, sont découverts par le piston en temps voulu et limitent sa course montante en évacuant la pression à l'extérieur.
Publicité des démarreurs Odier
Photo d’une des premières versions des démarreurs d’aérodrome Odier la bouteille d’acide carbonique est bien visible.
Par la suite Antoine Odier modifia son démarreur pour qu’il n’y ai plus besoin de bouteilles d’acide carbonique, et il remplaça ce système par l’utilisation de sandow ce fut la version 1928.
Démarreur Carmier. — Principe. — Utilisation de l'énergie mécanique développée par la détente d'un ressort fortement bandé au préalable.
Description (fig. 8). — L'appareil, soutenu par un châssis tabulaire, tel .que celui décrit précédemment comprend :
1° Une boîte en aluminium, avec couvercle, contenant :
a) Une roue dentée de grand diamètre placée dans l'axe de la boîte et munie de deux cliquets d'arrêt;
b) Une roue de petit diamètre, commandée par une manivelle extérieure à la boîte et engrenant avec la première.
2° Un tambour concentrique à la boîte et pouvant être immobilisé par un frein à l'aide d'une manette extérieure. 3° Un ressort en spirale, dont une extrémité est accrochée à l'axe de la grande roue dentée et l'autre au tambour. 4° Les organes de transmission de mouvement :
a) Une roue dentée commandée par le tambour:
b) Une boîte intermédiaire avec les roues de démultiplication ;
c) Un manchon d'accrochage;
d) Deux chaînes galles de commande.
Deux trous sont ménagés sur le couvercle de la boite contenant le ressort pour recevoir des ergots servant à caler la manivelle.
B Boîte renfermant le mécanisme.
C Boîte intermédiaire renfermant les pignons de démultiplication.
D Boite supportant le manchon d'accrochage et le pignon claveté sur son axe.
M Manivelle.
E Chaînes galles.
T Châssis tabulaire.
P Pied télescopique.
L Levier servant à bloquer le frein ruban.
.
Démarreur Cormier. Fig. 8.
Fonctionnement. — 1° Placer le démarreur en bonne position de façon à ce que le manchon vienne accrocher le moyeu d'hélice;
2° Immobiliser une extrémité du ressort en bloquant le tambour à l'aide du levier extérieur ;
3" Bander le ressort par la manivelle ;
4° Caler la manivelle, le ressort étant bandé à fond;
5° Lâcher le frein du tambour; le ressort libéré par une extrémité, se déroule brusquement, imprime un mouvement rapide de rotation au tambour et par les transmissions intermédiaires, au manchon d'accrochage.
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