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Piston de moteur à combustion interne.
Lors de la mise en service de nouveaux pistons dans des cylindres de moteurs à combustion interne et également dans le cas de circonstances de fonctionnement et de sollicitations exceptionnelles, on observe fréquement l'inconvénient du grippage du piston, grippage dont l'élimination est un problème important de la technique des pistons.
De nouveaux pistons qui sont adaptés avec le jeu le plus minime peuvent, aux'nombres de tours élevés du moteur, se coincer dans le cylindre, nais également des pistons déjà en service fonctionnent en c.as de défaut d'huile, ou d'eau de refroidissement trop froide ou bouillante, dans des conditions
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de frottement défavorables conduisant au grippage.
L'effet du calage des pistons est particulièrement nuisible lorsque ces derniers sont faits en métaux lourds, par exemple en fonte grise, vu que la matière dure usine comme un outil la paroi du cylindre et produit des cannelures telles qu'une re...ise en marche du moteur est impossible à cause du piston grippe. Pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé de munir les pistons en métaux durs d'un revêtement en un métal doux, compressible, @iminunat les frottements.
Dans le cas de pistons en métaux légers, il y a au contraire d'autres conditions de fonctionnement qui résultent. de ce que le ...étal léger présente, à côté d'un autre coeffician. de dilatation, également d'autres propriétés de la texture superficielle par rapport aux métaux lourds, par exemple la fonte grise. Ici également il se produit en cas de sollicitations exagérées et de circonstances défavorables le danger de grippage que l'on combat toutefois par exe.uple par un choix particulier des alliages, par un roulage ovale, par l'emploi de garnitures bimétalliques ou éventuellement par la réunion de plusieurs mesures de ce genre.
Lorsque malgré cela un coincement du piston se produit les suites sont Moins désagréables qu'avec les pistons en fonte grise vu que le moteur, en règle générale-, peut être mis en marche au bout de peu de temps.
Mais la marche irréprochable d'un piston dans le moteur ne dépend pas seulement du piston lui-même mais également de l'état de la voie de glissement du cylindre, sur la forte dété- @ioration de laquelle, en cas de coincement de pistons en fonte grise, l'attention a déjà été attirée. On sait que la surfsce du cylindre présente dans la zone de la trajectoire de course du piston, aux positions de point mort des segments de piston, des endroits usés en forme d'auges entre lesquels il se forme une surface d'usure conique qui s'élargitvers le r.aut conformément à l'auge d'usure plus profonde produite à la position de point mort supérieure.
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Les segments de piston durs dans la région desquels des résidus de combustion sous forme de charbon d'huile peuvent parvenir rabottent en quelque sorte, en la raclant, la paroi du cylindre et forment ainsi le commencement de l'effet d'usure inégal. Si la différence de profondeur d'usure vaut par exemple 0,3 mm, les segments de piston doivent, pour un nombre de tours de 3000 par minute, former ressort autant de fois.
Par cette déformation continuelle pendant la course de fonctionnement, la matière des segments est soumise à, de grandes sollicitations et la pression de frottement; des segments contre la paroi du cylindre varie constatent en grandeur? Cette circonstance conduit naturellement à ce que les segments de piston obturent mal et s'usent plus vite de sorte que non seulement la sécurité de fonctionnement mais également le caractère économique du fonctionnement du moteur sont influ- encés défavorablement.
Tandis que jusqu'à présent on a durci les pistons en métal léger par exemple par éloxage, c'est à dire par production d'une couche d'oxyde superficielle du métal d@ base, sur la surface de glissement, et on les a rendus ainsi résistants à l'usure, on applique contrairement à cette mesure antérieure, suivant la présente invention, une couche de métal doux, telle qu'elle est connue dans les pistons en fonte grise, sur un corps de piston fait en métal léger. Ceci se fait dans le but nouveau de provoquer une modification surprenante de la voie d'usure, non uniforme jusqu'à présent, de la paroi du cylindre.
Par le revêtement de métal doux, le piston en métal léger exerce à, 1'intérieur du cylindre.une action de réparation et le métal doux forme en quelque sorte la pâte de réparation de sorte que le piston rend de nouveau lisse par polissage les égratignures produites par les segments de piston.
L'expérience a montré que dans le cas d'un piston en métal léger pourvu d'un revêtement, en métal doux, la voie d'usure de la paroi du cylindre n'a pas seulement une profondeur
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notablement moindre mais est également à peu près uniforme dans les positions de point mort supérieure et inférieure.Les segments de piston font ressort plus uniformément, sont moins sollicités etdonnent une meilleure étanchéité ainsi qu'une plus grande sécurité de fonctionnement.
L'essence de l'invention est représentée au dessin à titre d'exemple.
La fig. I montre l'usure du cylindre avec le piston en métal léger usuel jusqu'à présent.
La fig. 2 montre l'usure du cylindre dans le cas d'un piston en métal léger à, revêtement de métal doux.
Sur ces figures on a représenté par
I un piston de métal léger glissant,
2 la couche de métal doux qui recouvre la surface de coulissèrent du piston I,
3 le serment de piston supérieur,
4 le segment de piston inférieur,
5 le cylindre du moteur,
6 l'auge d'usure au point mort supérieur
7 la surface d'usure entre les positions de points morts,
8 l'auge d'usure au pointmort inférieur et
9 la surface d'usure uniformisée en cas d'emploi d'un piston en métal léger recouvert de métal doux.
On a représenté à la fig. I la forme caractéristique de l'usure d'un cylindre jusqu'à présent, savoir une auge profonde 6 au point mort supérieur du premier segment de piston 3, ensuite une allure conique de la surface d'usure 7 jusqu'à la position de point mort inférieur du dernier segment de piston 4, et en cet endroit une auge d'usure 8, le tout étant repré- sené à grande échelle. On reconnait que les segments de piston doivent constamment se dilater et se comprimer pour s'adapter à cette voie d'usure. Il en résulte un glissement irrégulier, une usure accrue et une mauvaise étanchéité des seg- ments.
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On constate ce fait surprenant qu'il se produit une voie d'usure uniformisée 9 lorsque le piston de métal léger I est pourvu, par voie de projection ou par voie électrolytique, d'ur revêtement 2 en métal doux comme on ne pouvait en employer jusqu'à présent que pour les pistons en métaux durs. Les segments de piston doivent subir alors une déformation notablement plus petite pendant chaque course de sorte qu'avec un glissement plus régulier, il se produit un travail d'aspiration et d'étanchéité uniforme.
Outre cet effet nouveau du revêtement en métal doux sur des pistons en métal léger, on observe les avantages connus de semblables applications de métal doux, par exemple la compensation d'inégalités dans la paroi du cylin- dre. et le lissage de la trajectoire de sorte qu'aussi bien pour le piston que pour la surface de glissement du cylindre, on assure une durée d'existence notablement plus longue.