Piston <B>de moteur à combustion</B> interne On a proposé déjà l'emploi d'un piston re froidi au voisinage des rainures des segments par l'action d'un liquide de refroidissement, secoué par le mouvement alternatif du piston et déplacé de ce fait d'une extrémité à l'autre d'une chambre de refroidissement annulaire ménagée dans la partie du piston située à l'ar rière de ces rainures et s'étendant dans la por tion cylindrique du piston, et en même temps de prévoir un circuit de refroidissement séparé pour l'écoulement du liquide de refroidisse ment à travers une chambre de refroidissement frontale située dans la tête du piston.
On a proposé en outre l'emploi d'un pis ton refroidi d'une manière assez semblable à celle décrite ci-dessus, mais agencé pour qu'un liquide de refroidissement, constitué par l'huile de lubrification, soit envoyé dans la chambre de refroidissement annulaire, l'huile en surplus passant de là dans une chambre de refroidisse ment frontale s'étendant dans la tête du piston et d'où l'huile s'échappe dans l'intérieur du piston.
Le piston faisant l'objet de l'invention est du type comprenant une chambre annulaire de refroidissement à huile derrière les rainures des segments, s'étendant dans la portion cylin drique du piston et fermée à son extrémité op posée à la tête du piston, une chambre de re froidissement frontale s'étendant contre la face intérieure de la tête du piston, du voisinage du centre de celle-ci jusqu'au voisinage de sa pé riphérie où ladite chambre frontale commu- nique avec l'extrémité adjacente de la chambre annulaire, des moyens pour admettre de l'huile dans<B>-</B>la chambre annulaire, et au moins une sortie d'huile pour l'éjection du surplus d'huile de la chambre annulaire,
en un point intermé diaire de sa longueur. Il est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un conduit de déri vation conduisant d'un point intermédiaire de la longueur de la chambre annulaire jusqu'au voisinage du centre de la chambre frontale, et agencé de manière que l'huile de refroidisse ment projetée vers l'extrémité frontale de la chambre annulaire pendant la deuxième moitié de chaque course du piston vers l'avant passe en regard de l'extrémité arrière dudit conduit et soit forcée ensuite par sa force vive, quand elle atteint l'extrémité frontale de la chambre annulaire, vers l'intérieur dans la chambre de refroidissement frontale et dans l'extrémité frontale dudit conduit, et que,
pendant la deuxième moitié de la course du piston vers l'arrière, cette huile soit renvoyée à la chambre annulaire à travers ledit conduit.
La disposition est de préférence telle que la capacité de chacune des parties de la cham bre annulaire qui se trouvent en avant et en arrière de la sortie ou des sorties d'huile soit plus petite que la somme des capacités de la chambre de refroidissement frontale et de la partie de la chambre annulaire qui se trouve en avant des extrémités arrière des conduits de dérivation, de manière que le volume de l'huile retenue dans la chambre annulaire soit tel qu'à la fin de chaque course du piston vers l'avant le volume total de l'huile dans la cham bre annulaire tende à être rejeté par les extré mités arrière des conduits.
De plus, comme le passage de l'huile de l'extrémité supérieure de la chambre annulaire dans la chambre de refroidissement frontale, au moment où l'huile atteint l'extrémité frontale de la chambre annulaire, peut être quelque peu retardé par le changement soudain de direc tion, il peut être préférable que la capacité de chacune des parties de la chambre annulaire qui se trouvent en avant et en arrière des sor ties d'huile ne soit pas plus grande que la ca pacité de la partie de la chambre annulaire qui se trouve en avant des extrémités arrière des conduits de dérivation,
de manière que le vo lume total de l'huile retenue dans la chambre annulaire puisse être logé dans la partie de cette chambre annulaire en avant des extrémi tés arrière des conduits.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du piston faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale du piston et de l'extrémité supérieure de sa bielle, par un plan perpendiculaire à l'axe du piston.
La fi g. 2 est une coupe longitudinale par un plan contenant l'axe de piston et correspond à la coupe 2-2 de la fig. 3.
La fig. 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la fig. 2.
Le piston vertical représenté comprend deux parties principales, à savoir une partie eîterne comprenant une tête A et une portion <I>AI</I> portant les segments, par laquelle la tête est reliée à une partie cylindrique A22, et une partie interne B qui se loge étroitement dans la partie externe et comprend des bossages BI pour l'axe du piston près de son extrémité in férieure.
La partie interne B est maintenue dans la partie externe au moyen d'une pince circu laire conique C s'engageant dans une rainure ménagée dans la partie A= de la partie externe et s'appuyant contre un anneau de butée D à l'extrémité inférieure de la partie interne B.
La surface périphérique intérieure des par ties externes<I>AI,</I> A2 et la surface inférieure de la tête A, de même que la surface périphérique extérieure et la surface supérieure de la partie interne B sont agencées de manière à former une chambre annulaire de refroidissement à huile comprenant une partie supérieure E dis posée derrière la partie A1 et une partie infé rieure<B>El</B> qui s'étend vers le bas dans la partie A2 jusqu'en un point situé juste au-dessous de l'axe F du piston qui est supporté dans les bos sages BI,
la partie E de la chambre annulaire communiquant à son extrémité supérieure avec une chambre frontale de refroidissement à huile comprenant une série de passages radiaux G dont les extrémités intérieures communi quent avec une poche GI, tandis que leurs ex trémités extérieures communiquent avec l'ex trémité supérieure de la chambre annulaire E, <B><I>El.</I></B>
Une bielle H (fig. 1) comprend un passage <I>HI</I> d'amenée d'huile à travers lequel de l'huile est envoyée de la manière usuelle depuis le vilebrequin. Ce passage, en plus de sa fonc tion d'amener de l'huile à des paliers H' de l'axe du piston, est agencé pour envoyer de l'huile à travers un passage annulaire H3 vers une lumière H-1 qui communique avec une chambre de rassemblement d'huile J formée par un évidement dans la partie interne B du piston et limitée par la surface cylindrique de la bielle qui constitue un joint pratiquement étanche à l'huile avec les surfaces correspon dantes des bords de l'évidement.
Deux passages d'entrée d'huile JI sont mé nagés dans la partie interne B du piston, dont les extrémités intérieures communiquent avec la chambre J, tandis que leurs extrémités exté rieures communiquent avec la chambre annu laire E,<B><I>El,</I></B> comme représenté à la fig. 2. Deux lumières de sortie d'huile J2 (fig. 1) sont égale ment ménagés dans la partie interne B du pis ton pour le passage de l'huile depuis la cham- bre annulaire E,<B><I>El</I></B> dans l'intérieur de la par tie interne B du piston et, de là, à travers l'ex trémité inférieure du piston.
Entre la poche GI et la chambre annulaire de refroidissement E,<B><I>El</I></B> sont prévus deux con duits de dérivation comprenant chacun une partie inclinée vers l'extérieur J3 venant de la poche GI et une partie pratiquement radiale J4 conduisant de l'extrémité inférieure de la partie J3 à la chambre annulaire E,<B><I>El.</I></B> Dans une variante, on pourrait ne prévoir qu'une seule lumière de sortie d'huile et qu'un seul conduit de dérivation.
Le diamètre moyen de la partie inférieure <B>El</B> de la chambre annulaire, ainsi que l'aire de sa section transversale sont supérieurs aux di mensions correspondantes de la partie supé rieure E, et la forme de ces parties est telle que soit achevé le changement de direction du cou rant d'huile à la jonction des parties supérieure et inférieure de la chambre E,<B><I>El,</I></B> quand l'huile est rejetée depuis la partie inférieure<B>El</B> vers la partie supérieure E dans la dernière partie de chaque course de montée du piston, avant que l'huile atteigne les extrémités inférieures J4 des passages J3, J4, de manière que lorsque de l'huile est projetée vers le haut,
elle tende à être rejetée au delà des extrémités des passages J4 dans l'extrémité supérieure de la partie E de la chambre annulaire, et ainsi dans la cham bre frontale G, GI, d'où elle tend à s'écouler jusqu'au niveau approprié en bas des conduits J3.
Durant la course de descente suivante du piston, quand l'huile tend à être rejetée vers l'extrémité inférieure de la chambre annulaire <I>E,<B>El,</B></I> la partie de l'huile qui est encore dans la partie supérieure E de cette chambre tend à être rejetée directement vers le bas, car l'air provenant de l'extrémité inférieure de la cham bre annulaire peut plus facilement atteindre la partie supérieure de la chambre E que tout au tre point de la chambre frontale G, GI, et l'huile qui se trouve dans les extrémités supé rieures des conduits J3, J4 est rejetée vers le bas à travers ces conduits dans la chambre annu laire E,<B><I>El</I></B> et tend à entraîner avec elle l'huile de la chambre frontale G,
GI. On peut voir que, pendant le mouvement alternatif du piston, l'huile est envoyée à tra vers la lumière H4, la chambre<I>J</I> et les passages JI dans la chambre annulaire E,<B><I>El</I></B> avec le dé bit approprié, et que l'huile s'échappe à un débit moyen correspondant à travers les lumiè res de sortie J2.
En même temps, pendant le mouvement al ternatif du piston, il se superpose à l'envoi d'huile dans la chambre annulaire E,<B><I>El</I></B> et à l'échappement de l'huile de cette chambre de la manière indiquée ci-dessus, une circulation d'huile dans le circuit constitué par la partie supérieure E de la chambre annulaire, la chambre de refroidissement frontale G, GI et les conduits de dérivation J3, J4. Il faut noter que la quantité d'huile maintenue au total dans le piston est déterminée et maintenue cons tante en raison de la position des lumières de sortie J2,
et qu'en conséquence seule l'huile dépassant une quantité déterminée sera éjectée du piston lors de chaque course alternative.
Internal <B> combustion engine </B> piston It has already been proposed to use a piston cooled in the vicinity of the grooves of the segments by the action of a cooling liquid, shaken by the reciprocating movement of the piston. and thereby moved from one end to the other of an annular cooling chamber formed in the part of the piston situated at the rear of these grooves and extending into the cylindrical portion of the piston, and at the same time time to provide a separate cooling circuit for the flow of coolant through a front cooling chamber located in the piston head.
It has further been proposed the use of a cooled pis ton in a manner quite similar to that described above, but arranged so that a cooling liquid, consisting of lubricating oil, is sent into the chamber. annular cooling chamber, the excess oil passing from there to a front cooling chamber extending into the piston head and from which the oil escapes into the interior of the piston.
The piston which is the subject of the invention is of the type comprising an annular oil cooling chamber behind the grooves of the segments, extending into the cylindrical portion of the piston and closed at its end opposite posed to the head of the piston, a front cooling chamber extending against the inner face of the piston head, from the vicinity of the center thereof to the vicinity of its periphery where said front chamber communicates with the adjacent end of the chamber annular, means for admitting oil into the <B> - </B> annular chamber, and at least one oil outlet for ejecting excess oil from the annular chamber,
at an intermediate point of its length. It is characterized in that it comprises at least one bypass duct leading from an intermediate point along the length of the annular chamber to the vicinity of the center of the front chamber, and arranged so that the oil cools. ment projected towards the front end of the annular chamber during the second half of each forward stroke of the piston passes opposite the rear end of said duct and is then forced by its live force, when it reaches the front end of the annular chamber, towards the interior in the front cooling chamber and in the front end of said duct, and that,
during the second half of the piston stroke backwards, this oil is returned to the annular chamber through said duct.
The arrangement is preferably such that the capacity of each of the parts of the annular chamber which are located in front and behind the oil outlet or outlets is smaller than the sum of the capacities of the front cooling chamber and the part of the annular chamber which is in front of the rear ends of the bypass conduits, so that the volume of oil retained in the annular chamber is such that at the end of each stroke of the piston forwards the total volume of oil in the annular chamber tends to be rejected through the rear ends of the ducts.
Also, as the passage of oil from the upper end of the annular chamber into the front cooling chamber, by the time the oil reaches the front end of the annular chamber, may be somewhat delayed by the change. suddenly in direction, it may be preferable that the capacity of each of the parts of the annular chamber which are in front and behind the oil outlets is not greater than the capacity of the part of the annular chamber which is located in front of the rear ends of the bypass ducts,
so that the total volume of oil retained in the annular chamber can be accommodated in the part of this annular chamber in front of the rear ends of the ducts.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the piston forming the subject of the invention.
Fig. 1 is a longitudinal section of the piston and the upper end of its connecting rod, by a plane perpendicular to the axis of the piston.
The fi g. 2 is a longitudinal section through a plane containing the piston pin and corresponds to section 2-2 of FIG. 3.
Fig. 3 is a section taken on line 3-3 of FIG. 2.
The vertical piston shown comprises two main parts, namely an internal part comprising a head A and a portion <I> AI </I> carrying the segments, by which the head is connected to a cylindrical part A22, and an internal part B which fits tightly in the outer part and includes BI bosses for the piston pin near its lower end.
The internal part B is held in the external part by means of a conical circular clamp C engaging in a groove made in the part A = of the external part and resting against a stop ring D at the end lower part of the internal part B.
The inner peripheral surface of the outer parts <I> AI, </I> A2 and the lower surface of the head A, as well as the outer peripheral surface and the upper surface of the inner part B are arranged to form a annular oil cooling chamber comprising an upper part E placed behind part A1 and a lower part <B> El </B> which extends downwards in part A2 to a point just below below the axis F of the piston which is supported in the BI wise bos,
part E of the annular chamber communicating at its upper end with a front oil cooling chamber comprising a series of radial passages G whose inner ends communicate with a pocket GI, while their outer ends communicate with the end upper annular chamber E, <B><I>El.</I> </B>
A connecting rod H (fig. 1) has an <I> HI </I> oil supply passage through which oil is sent in the usual way from the crankshaft. This passage, in addition to its function of supplying oil to bearings H 'of the piston pin, is arranged to send oil through an annular passage H3 towards a lumen H-1 which communicates with an oil collecting chamber J formed by a recess in the internal part B of the piston and bounded by the cylindrical surface of the connecting rod which forms a practically oil-tight seal with the corresponding surfaces of the edges of the recess .
Two JI oil inlet passages are arranged in the internal part B of the piston, the inner ends of which communicate with the chamber J, while their outer ends communicate with the annular chamber E, <B> <I> El, </I> </B> as shown in fig. 2. Two oil outlet ports J2 (fig. 1) are also provided in the internal part B of the bottom for the passage of oil from the annular chamber E, <B> <I> El < / I> </B> into the interior of the inner part B of the piston and from there through the lower end of the piston.
Between the GI pocket and the annular cooling chamber E, <B> <I> El </I> </B> are provided two bypass conduits each comprising an outwardly inclined portion J3 coming from the GI pocket and a practically radial part J4 leading from the lower end of part J3 to the annular chamber E, <B> <I> El. </I> </B> In a variant, only one lumen could be provided outlet and only one bypass pipe.
The average diameter of the lower part <B> El </B> of the annular chamber, as well as the area of its cross-section are greater than the corresponding dimensions of the upper part E, and the shape of these parts is such that the change of direction of the oil flow be completed at the junction of the upper and lower parts of the chamber E, <B> <I> El, </I> </B> when the oil is discharged from the lower part <B> El </B> towards the upper part E in the last part of each upstroke of the piston, before the oil reaches the lower ends J4 of the passages J3, J4, so that when oil is projected upwards,
it tends to be rejected beyond the ends of passages J4 into the upper end of part E of the annular chamber, and thus into the front chamber G, GI, from where it tends to flow to the level suitable at the bottom of J3 ducts.
During the next downstroke of the piston, when the oil tends to be rejected towards the lower end of the annular chamber <I>E,<B>El,</B> </I> the part of the oil which is still in the upper part E of this chamber tends to be discharged directly downwards, since the air from the lower end of the annular chamber can more easily reach the upper part of the chamber E than anything else. point of the front chamber G, GI, and the oil which is in the upper ends of the conduits J3, J4 is rejected downwards through these conduits into the annular chamber E, <B> <I> El < / I> </B> and tends to carry with it the oil from the front chamber G,
GI. It can be seen that, during the reciprocating movement of the piston, the oil is sent through the lumen H4, the chamber <I> J </I> and the passages JI in the annular chamber E, <B> <I> El </I> </B> with the appropriate flow rate, and that the oil escapes at a corresponding average flow rate through the outlet lights J2.
At the same time, during the alternating movement of the piston, it is superimposed on the sending of oil into the annular chamber E, <B> <I> El </I> </B> and on the exhaust of the 'oil from this chamber in the manner indicated above, an oil circulation in the circuit consisting of the upper part E of the annular chamber, the front cooling chamber G, GI and the bypass ducts J3, J4. It should be noted that the quantity of oil kept in total in the piston is determined and kept constant due to the position of the outlet ports J2,
and that consequently only the oil exceeding a determined quantity will be ejected from the piston during each reciprocating stroke.