CH346068A - Piston de moteur à combustion interne - Google Patents

Description

  Piston de moteur à combustion interne    Dans les     moteurs    à combustion interne modernes,  les     puissances    demandées, sous des volumes de plus  en plus réduits ont conduit à augmenter les vitesses  et à suralimenter les moteurs.  



  Pour les vitesses linéaires atteintes,     seuls    les pis  tons en alliage d'aluminium peuvent donner satisfac  tion en raison. de leur légèreté. D'autre part,     la        con-          ductibilité        calorifique    de l'aluminium est également  très appréciable. Mais aux températures     atteintes,     particulièrement dans les gros moteurs, la tenue des  gorges. supérieures, dans lesquelles sont     placés    les  segments, est limitée. Ces gorges se déforment et  s'usent rapidement et l'on a été conduit,     pour    remé  dier à cet inconvénient, à     tenter    de refroidir la tête  du piston.  



  De nombreux dispositifs ont été     préconisés    en     ce     sens dont la plupart utilisent comme agent de refroi  dissement l'huile de graissage du moteur. Cette huile  est prise en dérivation sur le conduit de     graissage    et  est envoyée, soit dans la chambre interne du piston,  soit dans un serpentin à l'intérieur même de la masse  du piston pour être ensuite retournée au carter.  



  Cependant, bien que ces     dispositifs    assurent un       certain    refroidissement de la tête du piston et amé  liorent sa tenue, ils ne la protègent pas     suffisamment.     En     particulier,    la ou les premières gorges des seg  ments sont toujours l'objet d'une usure et d'une dété  rioration prématurée.  



  Le présent brevet vise à remédier à     ces    incon  vénients et comprend un piston, dont le corps est en  métal coulé, et qui est caractérisé en ce qu'il     com-          porte    un     conduit    de circulation d'un fluide de refroi  dissement incorporé lors de la coulée du piston dans  la tête de celui-ci, la face externe de     ce    conduit se    prolongeant jusqu'à la périphérie du     corps    de     piston     pour     former    au     moins    une gorge     porte-segment.     



  Le brevet comprend également un     procédé    de  fabrication du piston ci-dessus, dans lequel on coule  d'abord ledit     conduit    en une     première        opération,    puis  le     corps    de piston dans un moule autour dudit con  duit en une     seconde    opération.  



       Ce        procédé    est caractérisé en ce que, pour mettre  en     place    le conduit dans. ledit moule, on     utilise    des  tubes que l'on introduit dans des oreilles formées sur  ledit conduit, ces tubes assurant l'évacuation de l'air  contenu dans le conduit au moment de la coulée du  piston.  



  Le dessin représente, à titre d'exemple, une  forme d'exécution ainsi que des variantes du piston  revendiqué.  



  La     fig.    1 est une vue d'un piston en coupe ver  ticale.  



  La     fig.    2 est une vue en coupe horizontale par  la ligne     a-a    de la     fig.    1.  



  La     fig.    3 est une vue en coupe par la ligne     b-c-d     de la     fig.    2 du conduit incorporé dans le piston de  la     fig.    1.  



  La     fig.    4 est une variante d'un conduit.  



  La     fig.    5 est une vue en coupe axiale d'une  variante de piston.  



  La     fig.    6 est une vue en     coupe,    approximative  ment par la ligne     a-a    de la     fig.    5.  



  La     fig.    7 est une vue en coupe axiale d'une autre  variante de piston.  



  La     fig.    8 est une vue en plan de dessus du con  duit de la     fig.    7.      Si l'on se     reporte    aux     fig.    1 à 3, on voit que le  piston     représenté    est constitué par un corps de piston  1,     dans,    la tête duquel est incorporé un conduit 2  constitué par un anneau circulaire et prolongé laté  ralement sur sa face extérieure de façon à former  en 3 un     porte-segment    pour le segment supérieur du       piston.     



  Le     conduit    2 est en un     alliage    plus dur que le  corps de piston, par exemple, en     alliage    de bronze  ou de bronze d'aluminium et il assure ainsi un refroi  dissement     efficace    de la     tête    du piston et particuliè  rement de la zone de son premier segment, zone qui  subit les     efforts    les plus intenses. De plus un tel  alliage a une bonne     conductibilité        calorifique    et un       coefficient    de frottement avantageux.  



  La     circulation    d'huile dans le conduit 2 se fait  par un     orifice    4 percé dans la bielle 5, par un canal  6 dans le piston et aboutit dans des oreilles 7 ména  gées sur la face intérieure du conduit 2 à la partie       supérieure    de     celui-ci.     



       Dans    l'exemple représenté, le retour de l'huile se  fait de la même façon jusqu'à un canal 8 percé dans  la bielle.  



  On peut     également    faire déboucher l'huile direc  tement dans le piston, par exemple en branchant un  perçage identique au perçage 9 de la     fig.    1     sur    le  retour     d'huile.    Cette dernière solution présente tou  tefois l'inconvénient de provoquer des projections  d'huile vers la     chemise    du     piston,        ce    qui augmente  la consommation d'huile.  



  Comme représenté dans la     fig.    3, le conduit 2 est       annulaire    et présente des échancrures en queues  d'aronde 10 qui assurent son ancrage dans la masse  du piston. Les moyens. d'ancrage pourraient     égale-          ment    être     constitués    par des     aspérités    sur la     surface     du     conduit.        Toutefois,        dans    la     variante        représentée     dans la     fig.    4, le conduit est lisse et ne présente pas  de moyens d'ancrage.  



  Dans le cas des     fig.    1 à 3, le     conduit    2 ne     porte     qu'une seule gorge     porte-segment    3.  



  Dans le cas de la     fig.    4, le conduit 2 présente  deux gorges     porte-segments    3 et 13.  



  La     coulée    du conduit du piston décrit s'effectue  de la façon suivante  a) par le moyen de broches     occupant    la posi  tion des canaux 6 des     fig.    1 et 2, on met en  place le noyau qui servira à la     coulée    du       conduit    2 ;

    b) le conduit étant ainsi coulé avec ses oreilles  intérieures, on débarrasse le conduit 2 de son  noyau et on le met en     place    dans la moule  de     coulée    du piston par le moyen de deux  " broches creuses introduites dans les oreilles  et occupant également la position des canaux  6, ces broches servant à la fois au maintien  du conduit 2 dans le moule de coulée et à  l'évacuation de     l'air    occlus dans ce     conduit.     



  Selon une variante non représentée, les broches  creuses sont remplacées par des     tubes    d'amenée et    de     sortie    d'huile, en alliage     approprié    qui restent  noyés dans la masse du piston après coulée.  



  On voit ainsi que le piston décrit est non seule  ment d'une efficacité     particulière,    mais     encore        d'une     grande     simplicité    de fabrication.  



  Ce piston permet de     placer    en une position parti  culièrement haute le segment dit   de feu  . Cet  avantage résulte de la     qualité    du refroidissement  dudit segment.  



  On     diminue    ainsi considérablement la couronne  de calamine qui se produit à la partie     supérieure    du  piston, entre le haut de la tête et le     premier    segment.  Or, il est connu que cette calamine est     particulière-          ment    préjudiciable à la chemise de cylindre.  



  Outre     cet    avantage, le piston décrit permet de  diminuer le jeu de montage des premiers segments  et, par suite, d'améliorer considérablement la     courbe     d'usure des gorges et des segments.  



  Enfin, le jeu de montage du piston lui-même peut  être également réduit, ce qui permet d'éviter le       bas-          culage      du piston, qui peut se produire lorsque  celui-ci n'est pas en température de bon fonctionne  ment et l'inconvénient du       basculage      étant ainsi       écarté    par la     diminution    du jeu de montage du piston,  la longueur de ce dernier peut être réduite d'autant.  



  Il est également possible de     renforcer    certaines  parties du piston, autres que la zone des segments,  qui sont     soumises    à des conditions de travail     parti-          culièrement    dures, notamment les parois de la cham  bre de combustion qui définissent la     partie    supé  rieure du     piston.     



  Les     fig.    5 et 6 en sont un exemple. Le piston 1  représenté à la     fig.    5 comporte un conduit 2 affleu  rant la     surface    du piston non seulement en 3 (pour  porter les segments) mais encore en 10 sur l'arête de  la chambre de     combustion    qu'il protège ainsi, par  sa     circulation    d'huile, contre les surchauffes, les       déformations,    les     fissures,    et surtout les cassures qui  provoquent le détachement de morceaux de métal  qui, à leur tour, font les plus graves dégâts     dans    les  moteurs.  



  Comme on peut le voir sur les     fig.    5 et 6, le  conduit 2 est, selon cette variante, divisé en deux  passages annulaires 2' et 10 reliés par des canaux 11.  Les autres éléments sont les mêmes que dans les       figures        précédentes.     



  Dans le cas des     fig.    7 et 8, c'est une     pièce    12  occupant la partie     centrale    de la face supérieure du  piston qui est associée à la     partie        porte-segment    3  du conduit 2 pour les mêmes raisons et avantages  que dans, le cas. des     fig.    5 et 6.  



  Bien que dans le     piston        décrit    le conduit soit en  une pièce, il pourrait être constitué en plusieurs  pièces. D'autre part, le corps du piston est de pré  férence en aluminium mais pourrait bien entendu être  en un autre métal.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Piston de moteur à combustion interne, dont le corps est en métal coulé, caractérisé en ce qu'il comporte un conduit de circulation d'un fluide de refroidissement incorporé lors de la coulée du piston dans la tête de celui-ci, la face externe de ce conduit se prolongeant jusqu'à la périphérie du corps de piston pour former au moins une gorge porte- segment. Il.

   Procédé de fabrication du piston selon la revendication I, dans lequel on coule d'abord ledit conduit en une première opération, puis le corps de piston dans un moule autour dudit conduit en une seconde opération, caractérisé en ce que pour mettre en place le conduit dans ledit moule, on utilise des tubes que l'on introduit dans des oreilles formées sur ledit conduit, ces tubes assurant l'évacuation de l'air contenu dans le conduit au moment de la coulée du piston. SOUS-REVENDICATIONS 1. Piston selon la revendication I, caractérisé en ce que le conduit comporte une partie recouvrant au moins partiellement la tête du piston. 2.

   Piston selon la revendication I, caractérisé en ce que le conduit est constitué par au moins un anneau circulaire comportant sur sa face interne des oreilles pour l'arrivée et la sortie du fluide de refroidissement. 3. Piston selon la sous-revendication 2, caracté risé en ce que lesdites oreilles sont placées à la partie supérieure dudit anneau. 4. Piston selon la sous-revendication 2, caracté risé en ce que des tubes d'amenée et sortie de fluide de refroidissement aboutissant dans les oreilles sont noyés dans la masse du piston. 5.

   Piston selon la revendication I, caractérisé en ce que le conduit est constitué en un alliage plus dur que le corps de piston .et ayant une bonne conducti- bilité calorifique et un bon coefficient de frottement. 6. Piston selon la sous-revendication 5, caracté risé en ce que ledit conduit est en un alliage de bronze. 7. Piston selon la revendication I, caractérisé en ce que le conduit est muni de moyens d'ancrage à la coulée. 8. Piston selon la sous-revendication 7, caracté risé en ce que ledit conduit présente des échancrures en forme de queues d'aronde. 9.

   Piston selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte des canaux débouchant dans la bielle et communiquant avec ledit conduit. 10. Piston selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte des canaux débouchant dans le bas du piston et communiquant avec ledit conduit. 11. Piston selon la revendication I, caractérisé en ce que la surface extérieure dudit conduit est cylin drique et présente ladite gorge porte-segment. 12. Procédé selon la revendication II, caractérisé en ce qu'on retire lesdits tubes après. la coulée du corps de piston. 13. Procédé selon la revendication Il, caractérisé en ce qu'on noie lesdits tubes dans le corps de piston.