3 Faits essentiels sur les systèmes start-stop

01/10/2024

L'industrie automobile est dynamique et sa technologie n'a cessé d'évoluer pour répondre à des réglementations environnementales strictes pour améliorer le confort de conduite. Le système Start-Stop constitue une innovation importante dans cette évolution. Introduit il y a plus de vingt ans, il a depuis lors fait l'objet d'avancées considérables. Les galets tendeurs à enroulement latéral et les courroies Gates E-Start™ Micro-V® jouent un rôle crucial dans les véhicules hybrides légers modernes. Ces composants contribuent à la réduction de la consommation de carburant et garantissent une conduite plus douce et plus silencieuse, ce qui les rend indispensables pour les solutions automobiles durables.

  • La technologie Start-Stop vue de l’intérieur

Les premiers systèmes Start-Stop sont apparus au début des années 2000. Ils ont contribué à réduire les émissions en économisant du carburant lorsque le moteur n'est pas sollicité, par exemple lorsque le véhicule se trouve à un feu rouge.

Dans les véhicules équipés du système Start-Stop, certains modèles démarrent le moteur par l'alternateur au lieu du démarreur. Dans ce cas, l'alternateur devient temporairement un moteur électrique, également connu sous le nom d’alterno-démarreur. Lorsque l’alterno-démarreur est converti en moteur électrique, il entraîne la courroie d'accessoires engagée sur le vilebrequin, ce qui permet de faire tourner le vilebrequin et de redémarrer le moteur après l'avoir arrêté.

Ces systèmes nécessitent une tension de courroie plus élevée et une meilleure adhérence pour un fonctionnement en douceur, mais ils ont le grand avantage d'être plus rapides qu'un démarreur conventionnel. Ils sont également beaucoup plus silencieux.

Pour répondre à ces exigences opérationnelles, Gates a développé une courroie plus robuste capable de transmettre la traction nécessaire et de supporter de nombreux démarrages au cours de sa durée de vie. 

Cette courroie du système Start-Stop (voir image 3) présente des améliorations telles qu'un fil d'aramide pour une résistance et une durabilité renforcées (1) et un matériau en caoutchouc EPDM amélioré pour un fonctionnement plus silencieux (2). Le revêtement caoutchouté au dos de la ceinture ajoute une protection supplémentaire, une plasticité et une résistance aux variations de température (3).

 

Image 3 

  • Évolution du système technologique Start-Stop

Ce système a évolué de manière significative avec l'introduction d'un système à deux tendeurs (voir image.4) pour s'adapter aux véhicules à moteur diesel de l'époque, améliorant ainsi l'adhérence de la courroie sur la poulie de l'alternateur.

 

Image 4 MICROV KIT

 

Les images 5 et 6 montrent comment les deux tendeurs s'adaptent aux exigences du système.

Mode moteur en vitesse de croisière
Cette image (image 5) montre comment le moteur entraîne traditionnellement la courroie. Le tendeur situé entre la poulie de l'alternateur et le vilebrequin travaille plus intense dans ce cas car c'est le moment où la courroie est moins tendue (1).

                                                    

  Image 5

 

  • Mode moteur démarrage-arrêt

Cette (image.6) illustre la façon dont les forces du système sont temporairement modifiées. Lors du démarrage, l'alternateur devient alternato-démarreur et entraîne la courroie tandis que le moteur est arrêté. La tension entre la poulie de l'alternateur et le vilebrequin, entraîne le déplacement du tendeur logé à cet endroit (1). Pendant ce temps, l'autre tendeur tend la courroie avant la poulie de l'alternateur du côté détendu (2) pour éviter de perdre la traction au démarrage.

 

                                            

Image 6 

  • TECHNOLOGIE HYBRIDE LÉGÈRE :  Mild Hybrid

Les systèmes hybrides légers (Mild Hybird) peuvent être considérés comme une évolution des systèmes de stop-Start dotés d’un tendeur à enroulement latéral (BSG) pour alterno-démarreur. L'amélioration apportée par ces systèmes est déterminée par la capacité du tendeur BSG à assister le moteur à combustion à certains moments, par exemple lors d'un démarrage après un feu de circulation ou lorsqu'un couple supplémentaire est nécessaire (mode Boost). Grâce à ce nouveau système, un grand nombre de véhicules du parc européen ont réduit leurs émissions de gaz polluants et sont en mesure de répondre à des normes antipollution plus strictes.

Pour mettre en œuvre le couple additionnel offert par le tendeur BSG et utiliser pleinement le freinage par récupération, les tendeurs ont dû évoluer en même temps que le système. Dans un système avec deux tendeurs indépendants, les performances de récupération d’énergie de freinage et du mode "boost" seraient limitées. Cependant, l'utilisation d'un tendeur à enroulement latéral  permet de transférer toute la puissance avec moins de tension.

L'image 7 montre différents modèles de tendeur à enroulement latéral , qui fonctionnent tous de la même manière.

 

 

Image 7  

Ce nouveau système de tension (image 8) fonctionne sur la base d'une liaison mécanique entre les poulies situées de part et d'autre de la poulie de l'alternateur. Lorsqu'une partie de la courroie est tendue, la partie la moins tendue est instantanément tendue par le mouvement rotatif du tendeur. Voyons comment il fonctionne dans différents modes d'opération.

 Image 8

  • Application Start-Stop

Ce mode (image.9) fonctionne de la même manière que les systèmes Start-Stop traditionnels. Au moment de l'allumage, le tendeur BSG, qui devient un moteur électrique, entraîne la courroie pour faire tourner le vilebrequin et démarre le moteur. Grâce à la liaison mécanique, lorsque l'alternateur applique un couple à la courroie, celle-ci pousse la poulie du tendeur du côté tendu. Le tendeur tourne alors sur lui-même (1), appliquant une tension sur le côté détendu de la courroie (2), l'empêchant de glisser sur la poulie de l'alternateur. Ce processus se déroule très rapidement et silencieusement, de sorte que le conducteur ne le remarque parfois même pas.

Image 9 

 
  • Mode d'assistance au couple

Dans certains moments de conduite (voir image.10), le tendeur BSG assiste le moteur à combustion, par exemple lors d'un démarrage à bas régime à partir d'un feu rouge, où le moteur à combustion est moins efficace et où le tendeur BSG déploie tout son potentiel. Dans ce mode, le processus est le même qu'au démarrage, mais le tendeur BSG applique un couple beaucoup plus élevé (1) pendant plus longtemps. La liaison mécanique des poulies de tension  à enroulement latéral est particulièrement importante en raison du couple élevé transmis.

 

Image 10 

 

 

  • Mode de freinage récupération

Pendant la décélération, le tendeur BSG profite de l'inertie du véhicule pour charger la batterie. Par conséquent, le bras du tendeur BSG s'oppose davantage à la rotation (voir image.11), ce qui augmente la tension de la courroie (1) et oblige le tendeur à se positionner comme indiqué sur l'illustration ci-dessous.

                                            

Image 11  

 

  • Mode roue libre

Selon le véhicule et l'équipement, le mode roue libre peut être possible dans certaines situations. Ce mode permet de couper le moteur à combustion à une certaine vitesse (entre 55 et 160 km/h) pour profiter de l'inertie et consommer moins de carburant.

Grâce à ces modes de fonctionnement, le tendeur latéral tourne constamment sur lui-même, adaptant la tension au côté de l'alternateur ou à l'autre en fonction de son mode de fonctionnement actuel. Comme ces dispositifs de tension sont plus sollicités et fonctionnent en continu, ils ont souvent une période d'entretien fixée par le constructeur du véhicule. La période est généralement comprise entre 90 000 et 140 000 km. Gates propose des kits de remplacement, dans lesquels le tendeur et la courroie sont fournis, afin d'assurer une meilleure garantie de réparation.