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" Periectionnemnts apportes aux engins comportant des moyens pour l'évacuation des calories de certains de leurs éléments, notamment aux moteurs à combustion interne ".
L'invention est relative aux engins comportant des moyens pour l'évacuation des calories de certains de leurs élé- ments; et elle concerne plus particulièrement, parce que c'est en leur cas que son application semble devoir offir le plus d'intérêt, mais non exclusivement, parmi ces engins, les moteurs à combustion interne, notamment ceux fonctionnant par injection de combustible.
Elle a pour but, surtout de rendre tels, lesdits en- gins, qu'ils répondent, mieux que jusqu'à présent, aux divers desiderata de la pratique.
Elle consiste, principalement, pour constituer les sus- dits moyens d'évacuation de calories, à faire comporter aux en- gins du genre en quéstion, à accoler à au moins partie de la surface des élements refroidir une capacité que l'on remplit
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de poudre métallique et dont certaines parties des parois soient disposées et agencées de manière à assurer l'enlèvement des ca- lories ayant été véniculée par ladite oudre métallique.
Elle consiste, mise à art cette disposition principa- le, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préfé- rence'en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci- après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode a'ap- plication, ainsi que certains modes de réalisation, desites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les engins du genre en question, notamment les moteurs à combustion interne, comportant, application desdites dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles, fixes ou mobiles, comportant de tels engins.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que au des- sin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnas surtout à titre d'indication.
La fig. 1, de ce dessin, montre, en coupe verticale axiale, la partie supérieure de l'ensemgle cylindre-piston d'un moteur à combustion interne à injection établi conformément à l'invention.
La fig. 2, enfin, montre, de même, la culasse d'un mo- teur a explosions a soupapes établi, lui aussi, conformément à l'invention.
Selon l'invention, et plus particulièrement selon ce- lui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réa- lisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple, d'éta- blir un moteur à combustion interne, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On constitue l'ensemble de ce moteur, à l'exclusion des moyens à lui faire comporter pour l'évacuation des aalories @
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d'au moins certains des éléments de sa chambre de combustion, u n'importe quelle façon appropriée.
En ce qui concerne, maintenant, lesdits moyens, on le constitue en accolant à au moins partie de la surface des suside éléments une capacité que l'on remplit de poudre métallique et dont on agence certaines parties des parois de manière telle que l'enlèvement des calories ayant été véhiculées par ladite poudre métallique soit assuré.
On peut, bien entendu, avoir recours à n'importe quel- le poudre métallique, mais il est avantageux cependant a'utili- ser un métal bon conducteur de la chaleur, tel que l'aluminium.
Ce métal est en outre particulièrement avantageux dans le cas de l'application de l'invention aux pistons des moteurs à combustion interne, organes que l'on a intérêt à faire aussi légers que possible.
Dans le cas desdits organes, on verse, dans l'inté- rieur du piston préalablement retourné, une ité suffisante de poudre métallique afin d'obtenir, éentuellement après tasbe- ment, un matelas a que l'on vient maintenir en place par une pa- roi b de forne appropriée, paroi à laquelle on fait avantageuse- ment comporter, sur sa face opposée à celle par laquelle elle est en contact avec le matelas a, des ailettes de refroidisse- mentc.
S'il s'agit d'un piston de moteur à combustion interne devant comporter, en son centre, une saillie d sur laquelle boit dirigé le jet de l'injecteur, on fait avantageusement porter la- dite saillie par un élement e que l'on vient visser ou fixer en place de tout autre manière sur le corps f du piston, et on evi- de cet élément e de telle manière que la poudre métallique puis- se avoir avec lui un contact aussi étendu que possible et que, d'autre part, les parois dudit élément soient peu épaisses, ce qui est avantageux car la conductibilité thermique de la aiatière (par exemple acier spécial) constituant l'élamnet e est infériez re à celle de la poudre métallique tassée constituant le matelas a.
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S'il 5'agit, maintenant, d'appliquer l'invention à la culasse alun moteur à combustion interne, par exemple d'un mo- teur comportant une chambre de comustion g en forme de tore,
On constitue, aatour des parois externes de ladite culas- se, une capacité que l'on ferme extérieurement par une paroi h baignant, par exemple, dans l'eau de refroidissement du moteur, et on remplit cette capacité de poudre métallique que l'on tasse de préférence.
On peut, bien entendu, appliquer également l'inven- tion à de nombreux autres dispositifs, par exemple aux joints au type dit "métalloplastique", lesquels on pourra alors constituer par une enveloppe en métal tel que du cuivre, dans laquelle on bourrera de lapoudre métal- li que , ou encore aux moteurs comportant deux soupapes juxtapo sées (fig. 2).
Dans ce cas, au lieu de prévoir, dans l'espace situé entre les tubulu- res aboutissant au siège de ces soupapes une mince lame d'eau ainsi que cela se fait à l'heure actuelle, ce qui présente l'in- convénient d'un entartrage rapide dudit espace, on dispose, dans cet espace, un matelas i de poudre métallique que l'on renferme par un paroi j portant avantageusement des ailettes de refroi- disseent, paroi que l'on fait baigner extérieurement par l'eau de refroidissement du moteur contenue dans la chemise k.
quel que soit le mode d'application ainsi que le mode de réalisation adoptés, on conçoit que le matelas de poudre mé- tallique, se trouvant parfaitement au contact de la surface à refroidir (fond de piston, paroi de culasse, etc.), le passage des calories de cette surface audit matelas se fera de façon bien plus parfaite que si l'on était.venu appliquer, contre la- dite surface, une masse métallique solide.
Il est en effet pratiquement impossible d'arriver à faire porter l'une contré'l'autre sur toute leur étendue deux @
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surfaces métalliques.
Ces .dernières ne sont jamais au contact l'une de 1''au- tre que par leurs points hauts ou "bosses" et le passage des ca- lories de l'une à l'autre est bien moins bon que si un contact parfait pouvait être obtenu.
Or, ce contact parfait est complètement réalisé par la poudre métallique et, même s'il se trouve que la conductibilité thermique de cette dernière est moins bonne que celle du melal qui la constitue, l'évacuation des calories n'en est cependant pas moins meilleure que si une masse métallique solide étant utilisée.
Cet avantage se fait particulièrement sentir dans le cas des pistons de moteurs à combustion interne du genre de ceux dont il vient d'être question et qui font l'objet de la fig. 1. l'our des raisons de construction on est, en effet, ap- pelé à constituer ces pistons par la juxtaposition d'éléments en métaux différents et la liaison thermique entre ces éléments est bien mieux assurée par de la poudre métallique que par un bloc de métal léger tel que ceux qu'on utilisait jusqu'à pré- sent pour réaliser cette liaison.
Enfin, les différences de dilatation entre les divers métaux empêchent en général de maintenir un bon contact pour toute la gamme des températures d'utilisation. Ces différences peuvent d'ailleurs être très gênantes et provoquer des ruptures, par exemple si l'on insère un élément de métal léger, très dila- table, dans une enveloppe en métal moins dilatable.
Au contraire, si l'on dispose, dans cette enveloppe, un matelas de poudre métallique, laquelle reste toujours coin- pressible, on évite tous les susdits inconvenients.
Il y a lieu de noter, enfin, que,dans de nombreux cas, par exemple pour les pistons, si la poudre n'est pas tassée, el- le sera brassée par les mouvements de l'enveloppe qui la con- tient, ce brassage pouvant encore faciliter l'évacuation des ca- lories.
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Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà. de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement a celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus particuliè- rement été envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
RÉSUME.
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"Improvements made to vehicles comprising means for the evacuation of calories from some of their elements, in particular to internal combustion engines".
The invention relates to devices comprising means for removing heat from some of their elements; and it relates more particularly, because it is in their case that its application seems to offer the most interest, but not exclusively, among these devices, internal combustion engines, in particular those operating by fuel injection.
Its aim is, above all, to make the said devices such that they respond better than hitherto to the various desiderata of practice.
It consists, mainly, in order to constitute the aforesaid means of evacuating calories, in making the devices of the kind in question comprise, in attaching to at least part of the surface of the elements to cool a capacity which is filled.
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of metal powder and of which certain parts of the walls are arranged and arranged so as to ensure the removal of the calories which have been poisoned by said metal powder.
It consists, apart from this main provision, of certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be discussed more explicitly below.
It relates more particularly to a certain mode of application, as well as to certain embodiments of these arrangements; and it relates more particularly still, and this by way of new industrial products, the devices of the type in question, in particular the internal combustion engines, comprising, application of the aforesaid provisions, the special elements specific to their establishment, as well as the sets, fixed or mobile, comprising such devices.
And it can, in any event, be well understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawing, which supplement and drawing are, of course, given above all by way of indication.
Fig. 1 of this drawing shows, in axial vertical section, the upper part of the cylinder-piston assembly of an internal combustion engine with injection produced in accordance with the invention.
Fig. 2, finally, likewise shows the cylinder head of a valve explosion engine also constructed in accordance with the invention.
According to the invention, and more particularly according to its modes of application, as well as those of the embodiments of its various parts, to which it seems that preference should be given, proposing , for example, to establish an internal combustion engine, the procedure is as follows, or analogously.
We constitute the whole of this engine, excluding the means to make it include for the evacuation of aalories @
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at least some of the elements of its combustion chamber, u any suitable way.
As regards, now, said means, it is constituted by attaching to at least part of the surface of the above elements a capacity which is filled with metal powder and of which certain parts of the walls are arranged in such a way that the removal calories having been conveyed by said metal powder is ensured.
Any metal powder can of course be used, but it is nevertheless advantageous to use a metal which is a good conductor of heat, such as aluminum.
This metal is also particularly advantageous in the case of the application of the invention to the pistons of internal combustion engines, members which it is in the interest of making as light as possible.
In the case of said components, a sufficient amount of metal powder is poured into the interior of the previously turned over piston in order to obtain, possibly after packing, a mattress which is held in place by a wall b of appropriate form, which wall is advantageously made to include, on its face opposite to that by which it is in contact with the mattress a, cooling finsc.
If it is an internal combustion engine piston having to include, in its center, a projection d onto which the injector jet is directed, the said projection is advantageously made to bear by an element e that l 'one comes to screw or fix in place in any other way on the body f of the piston, and we avoid this element e in such a way that the metal powder can have with it as extensive contact as possible and that, d 'On the other hand, the walls of said element are not very thick, which is advantageous because the thermal conductivity of the material (for example special steel) constituting the elamnet e is inferior to that of the packed metal powder constituting the mattress a.
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If it is now a question of applying the invention to the cylinder head alum internal combustion engine, for example of an engine comprising a combustion chamber g in the form of a torus,
A capacity is formed around the outer walls of said cylinder head, which is closed externally by a wall h bathing, for example, in the cooling water of the engine, and this capacity is filled with metal powder which the preferably we cup.
The invention can, of course, also be applied to numerous other devices, for example to seals of the so-called "metalloplastic" type, which can then be formed by a casing of metal such as copper, in which it will be stuffed. metal powder, or even engines with two juxtaposed valves (fig. 2).
In this case, instead of providing, in the space located between the tubes leading to the seat of these valves, a thin layer of water as is done at the present time, which presents the disadvantage rapid scaling of said space, there is, in this space, a mattress i of metal powder which is enclosed by a wall j advantageously carrying cooling fins, which wall is bathed externally by the engine cooling water contained in jacket k.
Whatever the mode of application as well as the embodiment adopted, it can be seen that the mattress of metallic powder, being perfectly in contact with the surface to be cooled (piston base, cylinder head wall, etc.), the passage of the calories from this surface to said mattress will be done in a much more perfect manner than if one had come to apply, against said surface, a solid metal mass.
It is indeed practically impossible to manage to bring one against the other over their entire extent two @
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metal surfaces.
These latter are never in contact with one another except by their high points or "bumps" and the passage of calories from one to the other is much less good than if a contact perfect could be obtained.
However, this perfect contact is completely made by the metal powder and, even if it turns out that the thermal conductivity of the latter is less good than that of the melal which constitutes it, the evacuation of the calories is nevertheless nonetheless better than if a solid metal mass being used.
This advantage is particularly felt in the case of pistons of internal combustion engines of the type just discussed and which are the subject of FIG. 1. For construction reasons, we are in fact called upon to constitute these pistons by the juxtaposition of elements made of different metals and the thermal connection between these elements is much better ensured by metallic powder than by a block of light metal such as those which have hitherto been used to make this connection.
Finally, the differences in expansion between the various metals generally prevent good contact from being maintained over the entire range of operating temperatures. These differences can moreover be very annoying and cause ruptures, for example if an element of light metal, very expandable, is inserted into a less expandable metal casing.
On the contrary, if one has, in this envelope, a mattress of metallic powder, which always remains corner-pressible, all the aforesaid drawbacks are avoided.
It should be noted, finally, that in many cases, for example for pistons, if the powder is not compacted, it will be stirred by the movements of the casing which contains it, this stirring can further facilitate calorie removal.
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As it goes without saying, and as it is already evident. of the foregoing, the invention is in no way limited to that of its modes of application, nor to those of the embodiments of its various parts, which have more particularly been considered; on the contrary, it embraces all the variants.
ABSTRACT.
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