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Cette invention est relative aux pistons de moteurs à combustion interne du type comprenant une tête et une jupe avec une partie intermdi- aire portant les segments, pourvue d'une ou de plusieurs gorges, et elle concerne plus particulièrement les pistons de moteurs à combustion interne destinés à Fonctionner sous des charges élevées ou dans d'autres conditions dans lesquelles le régime de transmission de la chaleur au piston a ten- dance à être élevé.
Dans son brevet anglais n .649.351 la Demanderesse a déjà propo- sé un piston refroidi au voisinage des gorges de segments par l'action d'un liquide refroidissant qui, sous l'action du mouvement alternatif du piston, est secoué d'une extrémité à l'autre d'une chambre annulaire de refroidissement formée dans la partie du piston autour de laquelle se trouvent les gorges et s'étendant vers ou dans la jupe du piston, et en même temps un circuit de refroidissement séparé pour la circulation du liquide refroidissant dans une chambre de refroidissement de la couronne située immédiatement en dessous de la couronne du piston.
En outre? il a été proposé dans la demande de brevet anglais n .5.043 déposée en 1950 par la demanderesse de fournir un piston qui est refroidi d'une façon assez semblable mais aménagé de manière que le liquide, refroidissant sous forme d'huile de lubrification soit amené dans la chambre annulaire de refroidissement le surplus d'huile passant de là dans une chambre de refroidissement de la couronne s'étendant en des- sous de la surface du piston de la couronne d'où l'huile s'échappe dans l'intérieur du piston.
La présente invention concerne une disposition perfectionnée du piston du type précité pour tendre à augmenter le transfert de chaleur au liquide refroidissant et à empêcher la carbonisation du liquide refroi- dissant et le blocage possible des passages du liquide refroidissant par suite de la carbonisation de ce liquide aux points de température élevée.
Pour la facilité, on supposera ici que le piston est vertical avec sa couronne à son extrémité supérieure, mais il est bien entendu que l'invention est également applicable aux pistons dont les axes sont horizontaux ou inclinés aussi bien qu'aux pistons montés de manière que leurs couronnes soient aux extrémités inférieures dans les cas où la vitesse du mouvement alternatif du piston en service normal est telle que l'effet de la force vive sur le liquide refroidissant dépasse les effets de la gravitation.
Suivant la présente invention, un piston du type général précité comporte une chambre annulaire d'huile de refroidissement derrière la ou les gorges de segments et s'étendant vers ou dans la jupe et fermée à son extrémité inférieure, une chambre de refroidissement de la couronne s'étendant en dessous de la face de la couronne depuis près de son centre jusque près de sa circonférence où elle communique avec l'extrémité supérieure adjacente de la chambre annulaire, une série de passages en boucle conduisant de points intermédiaires dans la longueur de la chambre annulaire jusqu'à a approximativement au centre de la chambre de refroidissement de la couronne,
un dispositif pour admettre de l'huile dans la chambre annulaire et une ou plusieurs sorties d'huile pour l'éjection du surplus d'huile de la chambre annulaire partant de la chambre annulaire en un ou plusieurs points intermédiaires sur sa longueur,la disposition étant telle que cette huile lancée à l'extrémité supérieure de la chambre annulaire pendant la dernière moitié de chaque course montante du piston tend à dépasser les extrémités inférieures des passages en boucle et être ainsi forcée par sa force vive, lorsqu'elle atteint l'extrémité supérieure de la chambre annulairevers l'intérieur à travers la chambre de :
refroidissement de la couronne jusqu'aux extrémités supérieures des passages en boucle ce qui fait que pendant la dernière moitié de la course descendante du piston, cette huile tend à être renvoyée dans la chambre annulaire vers le bas par les passages en boucle.
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La disposition est de préférence telle que la capacité volumé- trique de la partie de la chambre annulaire qui se trouve soit au-dessus soit en dessous de la sortie ou des sorties d'huile est inférieure aux ca- pacités volumétriques combinées de la chambre de refroidissement de la couronne et de la partie de la chambre annulaire qui se trouve au-dessus des extrémités inférieures des passages en boucle de sorte que le volume d'huile retenu dans la chambre annulaire est tel qu'à la fin de chaque course montante du piston, tout le volume d'huile dans la chambre annulaire tend à être lancé au delà des extrémités des passages en boucle.
En outre., comme le passage de l'huile de l'extrémité supérieure de la chambre annulaire dans la chambre de refroidissement de la couronne au moment où l'huile atteint l'extrémité supérieure de la chambre annu- laire peut être légèrement retardé par le brusque changement de direction, il peut être préférable de faire la capacité volumétrique de la partie de la chambre annulaire qui se trouve soit au-dessus soit en dessous de la sortie ou des@ sorties d'huile non supérieure à la capacité volumétrique de la partie de la chambre annulaire qui se trouve au-dessus des extrémi- tés inférieures des passages en boucle de sorte que tout le volume d'huile retenu dans la chambre annulaire puisse être reçu dans la partie de cette chambre annulaire se trouvant au-dessus des extrémités inférieures des pas- sages en boucle.
A ce propos, il est à remarquer que pendant le mouvement alter- natif du piston,, chaque fois que l'huile est ncée à l'extrémité de la chambre annulaire de capacité volumétrique inférieure mesurée depuis le plan transversal dans lequel la ou les sorties se trouvent, le surplus d'huile tend à être éjecté par les sorties et que la quantité d'huile main- tenue dans la chambre annulaire pendant le fonctionnement tend à être approximativement celle qui amène l'huile juste à ras de ces sorties lorsque toute l'huile est lancée à cette extrémité dé la chambre.
Les détails de construction peuvent varier considérablement mais on a représenté à titre d'exemple une forme de construction du piston suivant l'invention sur les dessins annexés dans lesquels :
La Fign 1 est une coupe de l'élévation de côté du piston et de l'extrémité supérieure de sa bielle associée dans un plan perpendicu- laire à l'axe du tourillon de piston;
La Figo 2 est une coupe de l'élévation du piston partiellement dans deux plans, c'est-à-dire suivant la ligne 2-2 de la Fig. 3 et
La Figo 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2.
Dans la construction représentée, le piston comporte deux par- ties principales, là savoir une partie extérieure comprenant une couronne A et une partie A portant les segments et qui relie la couronne à la jupe A et une partie intérieure B qui s'adapte avec précision dans la partie extérieure suivant la manière générale d'un bouchon et qui com- prend les bossages habituels de l'axe du piston B près de ses extrémités inférieures. La partie intérieure B est retenue dans la partie extérieure au moyn d'un frein circulaire conique C engagé dans une rainure dans la jupe A de la partie extérieure comme c'est représenté et appuyant par une bague de poussée D sur l'extrémité inférieure de la partie intérieure B.
La surface circonférentielle intérieure de la partie extérieure A1, A2 et la surface inférieure de la couronne A et la surface circon- férentielle extérieure et la surface supérieure de la partie intérieure B sont formées de macère à coopérer pour constituer une chambre annulaire d'huile de refroidissement comportant une partie supérieure E se trou vint derrière la partie A portant les segments et une partie inférieure E qui s'étend vers le bas dans la jupe A jusqu'à un point juste en dessous
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du tourillon de piston F qui est supporté dans les bossages B1 du touril- lon de piston.,
la partie E de la chambre annulaire d'huile de refroidis- sement communiquant par son extrémité supérieure avec une chambre d'huile de refroidissement de la couronne comprenant une série de canaux radiaux G dont les extrémités intérieures communiquent avec une poche G tandis que leurs extrémités extérieures communiquent avec l'extrémité supérieure de la chambre annulaire d'huile de refroidissement E, E .
Comme le montre la Fig. 1, la bielle H comporte un passage d'amenée d'huile H par lequel, d'une manière connue, l'huile est amenée au vilebreqin, ce passage d'arrivée d'huile, en plus d'amener de l'huile au palier H de l'axe du piston, est aménagé de manière à amener de l'huile par un passage annulaire H3 à un orifice qui communique avec une chambre réceptrice d'huile J formée en partie par un évidementt dans la partie intérieure B du piston et partiellement par une surface cylin- drique de la bielle qui forme un joint en substance étance à l'huile avec des surfaces correspondantes aux bords de la chambre J.
Dans la partie intérieure B du piston sont ménagés deux passages d'huile J dont les extrémités intérieures communiquent avec la chambre J tandis que leurs extrémités extérieureslcommuniquent avec la chambre annulaire d'huile de refroidissement E, E comme le montre la Fig. 2. Dans la partie intérieure B du piston sont aussi ménagés, comme le montre la Fig. 1, deux orifices de sortie d'huile J par lesquels l'huile peut passer de la chambre annulaire d'huile de refroidissement E,E1 à l'intérieur de la partie intérieure B du piston et de là dehors par l'extrémité inféri- eure du piston.
Entre la poche G1 et la chambre annulaire d'huile de refroidissement E, E s'étendent deux passages en boucle comprenant chacun une section inclinée J partant de la poche G et une section sensiblement radiale J partant de l'extrémité inférieure de la partie J et aboutis- sant dans la chambre annulaire d'huile de refroidissement E, El.
Gamme c 'est représenté, le diamètre moyen de l'extrémité inférieure E de la chambre annulaire d'huile de refroidissement aussi bien que sa section transversale sont supérieurs aux dimensions corres- pondantes de la partie supérieure E et la forme des parties est telle que le changement de direction du courant d'huile à la jonction des parties supérieure et inférieure E, E lorsque l'huile est lancée de la partie inférieure E bers la partie supérieure E à la fin de chaque course montante du piston est achevé avant que l'huile n'atteigne les extrémités inférieures J des passages en boucle J3, J4 de sorte que lorsque l'huile est lancée vers le haut,
elle tend à être lancée au delà des extrémités des passages J à l'extrémité supérieure de la partie E de la chambre annulaire et ainsi dans la chambre de refroidissement de la couronne G, G d'où elle tend à couler au niveau approprié vers le bas des passages en boucle J .
Lorsqu'au cours de la course descendantes suivante du piston, l'huile tend alors à être lancée vers l'extrémité inférieure de la chambre annulaire E, E ,la partie de l'huile se trouvant encore dans la partie supérieure E de cette chambre tend à être lancée directement vers le bas puisque de l'air de J'extrémité inférieure de la chambre annulaire peut plus facilement atteindre ce point que tout point dans la chambre de refroidissement de la couronne G, G -.tandis que l'huile aux extrémités supérieures des passages en boucle J , J est lancée 'cers le bas paroles
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passages efi'boÚè1e-dans là cha>mbre annulaire EE/etctend entraller avec elle l'huile de la chambre de refroidissement de la couronne G G .
On remarquera que pendant les mouvements alternatifs du piston, l'huile est amenée par l'orifice H , la chambre J et les passages J1 dans la chambre annulaire E, E avec un débit approprié et que l'huile s'échappe à un débit moyen correspondant par les orifices de sortie J .
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En même temps, au cours des mouvements alternatifs du piston, il se superpose à 1-'arrivée et à l'échappement d'huile de la chambre annulaire E, E de la manière décrite une circulation d'huile autour du circuit comprenant la partie supérieure E de la chambre annulaire, la chambre de refroidissement de la couronne G, G et les passages en boucle J J'. Il est à remarquer,que la quantité d'huile maintenue à l'intérieur du piston tend dans son ensemble à être contrôlée et maintenue constante par la position des orifices de sortie J ce qui assure que seule l'huile au-dessus d'une quantité prédéterminée est éjectée du piston au cours de chaque mouvement alternatif.
REVENDICATIONS
1.- Piston du type précité comportant une chambre annulaire derrière la ou les gorges de segments et s'étendant vers ou dans la jupe et fermée à son extrémité inférieureune chambre de refroidissement de la couronne s'étendant en dessous de la surface de la couronne depuis près de son centre jusque près de sa circonférence où la chambre de refroi- dissement de la couronne communique avec l'extrémité supérieure adjacente de la chambre annulaireune série de passages en boucle allant de points intermédiaires sur la longueur de la chambre annulaire jusqu'à approxima- tivement au centre de la chambre de refroidissement de la couronne,
un dispositif pour admettre de l'huile dans la chambre annulaire et une ou plusieurs sorties d'huile pour l'éjection du surplus d'huile de la chambre annulaire et partant de points intermédiaires sur la longueur de la chambre annulaire, la disposition étant telle que l'huile de refroidissement lan- cée vers 1?extrémité supérieure de la chambre annulaire pendant la dernière moitié de chaque course montante du piston tend à dépasser les extrémités inférieures des passages en boucle et à être forcée par sa force vive, lorsqu'elle atteint, l'extrémité supérieure de la chambre annulaire, vers l'intérieur par la chambre de refroidissement de la couronne dans les ex- trémités supérieures des passages en boucle ce qui fait que pendant la dernière moitié de la course descendante du piston,
cette huile tend à être renvoyée dans la chambre annulaire vers le bas par les passages en boucle.