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Piston en métal léger pour moteur
L'invention se rapporte à un piston en métal léger pour moteurs à combustion et se propose de tenir compte, d'une manière nouvelle et particulièrement avantageuse, des différents efforts qui s'exercent dans
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les diverses parties du piston et des propriétés désirées pour la matière dans ces mêmes parties.
La culasse d'un moteur Diesel peut en fonctionnement, par exemple au point d'injection, être chauffée jusqu'à 44000 environ, et devoir ainsi supporter des pressions montant jusqu'à 90 atm. Ces efforts conduiraient indubitablement à la détérioration de la tête du piston - qui se fissure du fait de ces efforts élevés et qui est ensuite complètement brûlée - si la matière n'avait pas une bonne conductivité calorifique, une bonne résistance et une bonne dilatabilité. Par contre, pour la zone des surfaces frottantes du piston, il faut une matière présentant une grande résistance à l'usure, compte tenu du frottement permanent de glissement dans le c ylindre.
Mais, en outre, le coefficient de dilatation à la chaleur de la matière du piston devrait être aussi petit que possible dans cette zone des surfaces frottantes, afin de permettre, à l'aide de faibles jeux constructifs, une course rapide et sans cliquetis du piston.
On a proposé d'éviter ces différents efforts en construisant des pistons dits bi-métal liques.
C'est ainsi par exemple que l'on connaît déjà des dispositifs dans lesquels un piston en métal léger est formé avec une plaque de tête en métal lourd. On connaît égale ment un fond de piston en métal léger combiné par moulage
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ou par vissage avec une enveloppe en acier ou en fonte.
On n'a cepéndant réussi que très difficilement à fabriquer en série et à utiliser de tels pistons. Leur fabrication était sensiblement renchérie du fait que la partie en métal lourd du piston devait être fabriquée à part. En outre, des moules spéciaux étaient nécessaires, pour couler la partie de fond avec l'enveloppe en métal lourd, ou bien l'assemblage mécanique exigeait une perte de temps élevée.
Il se peut enfin qu'après un certain temps de fonctionnement la partie en métal lourd se désagrège car on ne peut pas atteindre la resistance d'une pièce homogène.
Conformément à la présente invention, on obtient un piston dans lequel on tient compte des différents efforts et des propriétés nécessaires des diverses zones du piston, sans que se produisent en même temps les inconvénients rappelés ci-dessus des dispositions connues jusqu'ici, Suivant l'invention, le piston est constitué par deux ou plusieurs alliages de compositions différentes, dont la réunion est réalisée. avec formation d'un alliage intermédiaire, à une température supérieure à la température de travail du piston, De cette manière, on obtient un corps homog-ène avec des propriétés différentes de matière dans des zones déterminées.
La fabrication s'opère par coulée et on a également la possibilité de préparer par coulée des pièces moulées constituées par plusieurs couches d'alliage, et de presser ensemble des pièces moulées dans le travail à la
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presse, afin de les transformer en ébauches de pistons.
L'invention permet de conserver des réalisations connues de pistons de tout type - par exemple des pistons avec des bandes insérées pour le réglage de la dilatation à la chaleur - qui se sont montrées avantageuses jusqu'à présent.
En tenant compte des poids spécifiques et des températures de solidification des divers alliages, on peut fixer la zone d'alliage intermédiaire des différentes couches, en réglait la succession dans le temps des diverses opérations de coulée et en modifiant éventuellement le type du processus de coulée. Dans la coulée, on peut par exemple amener les différents alliages liquides, sans pression ou sous pression, au même jet ou séparément. Dans le cas de plusieurs jets distincts, ces derniers peuvent être disposés à des hauteurs différentes, et, suivant le cas, le plan de la surface de fond du piston ou celui des bords du piston, tournés du côté de l'arbre, peut coincider avec la surface de fond du moule.
On a déjà indiqué que, dans des pistons obte- nus à la presse, on réalise - par préparation de pièces moulées convenant à la fabrication d'ébauches à la pr esse - la disposition des couches d'alliage suivant des directives spéciales en accord avec les différents efforts des diverses zones de piston.
Au dessin ci-joint, on a représenté l'in-
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vention schématiquement et à titre non limitatif.
Dans ce dessin : fig. 1 est une coupe longitudinale d'un piston qui est constitué par deux couches d'alliage avec une zonelimite sensiblement plane ;
Fig. 2 représente en coupe longitudinale un piston dans lequel on a réalisé une stratification multiple et ou les zones de séparation s'étendent suivant des courbes.
Tel qu'il est représenté à la fig. l, le piston montre la superposition en couches de duex alliages 1 et 2. Lg zone d'alliage intermédiaire est désignée par 3 et s'étend à peu près suivant un plan. L'alliage 1 peut être par exemple un alliage cuivre-alluminium, avec de bonnes conductivités calorifiques, resistance et dilatabilité ; l'alliage 2 pourrait être constitué par un alliage aluminium-silicium ayant un faible coefficient de dilatation à la chaleur et une bonne résistance à l'usure.
Le piston représenté en fig. 2, est: la combinaison de plusieurs couches d'alliage 4,5 et 6.
Les alliages 4 et 6 peuvent d'ailleurs avoir la même constitution. Dans l'exemple représenté, les zones limites ou les couches d'alliage intermédiaires 7 et 8, s'étendent suivant des courbes.