Brevet FR2135429A1 — publié le 19721222

La présente invention concerne, de façon générale, les pistons, bielles, cylindres et autres éléments associés notamment pour moteurs å combustion interne, ainsi que des combinaisons de ces divers éléments Plus spécialement l'invention concerne un piston qui constitue un perfectionnement des pistons décrits dans la demande de brevet des E.U.A du demandeur NO 669.905 du 22 septembre 1967 et possède des caractéristiques nouvelles. L'invention a donc pour objets a) un piston, caractérisé par un ou plusieurs des avantages suivants,masse réduite, résistance mécanique et/ou rigidité élevées par rapport à la masse, refroidissement facilité et fonctionnement efficace; b) en association avec le fond de piston, un ensemble d'étanchéité qui n'occupe qu'un évidement périphérique ménagé dans ce fond mais qui est très efficace pour assurer l'étanchéité contre les fuites audessus du piston; c) une nouvelle forme de jupe pour piston, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par parties de jupe; d) des perfectionnements au montage des bielles sur les pistons, aux bielles elles-mêmes et aux ensemble-s piston-cylindre. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en élévation de face, échelle grandeur,d'un piston conforme à l'invention, ce piston étant représenté, dans un cylindre de bloc moteur et relie per une bielle au vilebrequin du moteur; - la figure 2 est une vue en élévation latérale du piston de la figure 1, de laquelle on a retiré la bielle, cette vue. étant prise selon les flèches 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une coupe verticale du piston de la figure 1 et des éléments associés, selon les floches 3-3 de la figure 1; - la figure 4 est une autre coupe verticale du piston de la figure 1 selon les flèches 4-4 de la figure 1;; - la figure 5 est une vue par le dessous du piston de la figure 1, la bielle étant retirée; - la figure 6 est une coupe transversale, suivant les flèches 6-6 de la figure 1, et montrant le profil en feuilles de trèfle des jupes du piston; - la figure 7 est une coupe selon les flèches 7-7 de la figure 1 montrant des détails de'l'ensemble d'étanchéité de la tette de piston; enfin, - les figures 8A à 8D sont des coupes, à grande échelle, d'une partie du fond de piston, expliquant le mode de fonctionnement de l'ensemble d'étanchéité de la figure 7. Sur les figures 1 à 7 qui sont à échelle grandeur la référence 10 désigne (figure 1) un-piston usiné en aluminium comportant une tête 11 en forme de disque, caractérisé paN une portion circulaire dont le rayon (distance à l'axe du piston) est supérieur, dans le rapport au moins de 3 à 1, à la dimension longitudinale-de cette portion. Autrement dit, dans la piW e 11, le rapport de l'épaisseur dans le sens longitudinal au diamètre est anormalement faible. Les faces diamétralement opposées de la tête 11 comportent deux secteurs de jupes principaux 15 et 16, dont chacun occupe autour de la tête un-angle inférieur à 900. Chacun de ces secteurs de jupes est solidaire d'une partie périphérique du dessous de la tete et est dirigé vers le bas à partir de cette partie. Les fonds des jupes 15 et 16 sont représentés comme étant au contact des faces opposées de la paroi d'un cylindre 17 d'un cloc moteur 18, dans lequel coulisse le piston 10. Au-dessous du fond de la tête 11 et solidaire de ce fond, se trouve une cloison ou joue 20 dirigée diamétralement entre les jupes.15 et 16 et solidaire des faces intérieures de ces j-upes. Comme on le voit particulièrement bien sur la figure 5, la joue 20 et les jupes 15 et 16 constituent un ensemble en forme de H, dont le-s branches de cet H sont arquées et constituées par les secteurs de jupe; tandis que la barre transversale de cet H est constituée par la joue elle-meme. Comme on le voit bga- lement sur la figure 5, la joue 20 est symétrique par rapport à un plan diamétral 19 passant par 'axe du piston et par les jupes 15 et 16 et qui constitue un plan de symétrie de l'ensemble.Cette joue 20 est d'un seul tenant, en ce sens-q'e1le est continue dans le sens transversal (c'est-àdire dans la direction perpendiculaire à l'épaisseur de la joue), de lune à l'autre des faces opposées dirigées vers l'extérieur. Comme on le voit sur les figures 1, 3 et 5, la joue 20 comporte une partie centrale 21 qui est plus épaisse(dans le sens transversal de façon symétrique par rapport au plan central 19) que les parties de la joue situées de part et d'autre de cette partie centrale. La portion inférieure de cette partie 21 a la forme d'un bloc ou béquille 22 comportant des faces verticales 23 et 24 parallèles dirigées latéralement (figures 3 et 5) sur les faces opposées du bloc. Dans ce bloc 22 est ménagé un alésage cylindrique transversal 25 dirigé horizontalement de la face 23 à la face 24, à un niveau tel qu'un jeu appréciable subsiste entre le sommet de cet alésage et les- parties du fond. de la tête 11 qui dépassent des extrémités de l'alésage.Le bloc 22 muni d'ouverture sert de support d'axe 26 de piston qui est maintenu dans l'alésage 25, de manière que ses deux extrémités fassent saillie, suivant des directions opposées, perpendiculairement aux parois 23 et 24.du bossage. De chaque côté de la partie 22, la joue 20 se rétrécit dans le sens de l'épaisseur pour prendre la forme de cloisons minces 28 et 29 (figures 1 et 55. Ces cloisons, à leurs extrémités extérieures dans le sens latéral, sont réunies aux jupes 15 et 16 par des portions intermédiaires 30 et 31, caractérisées en ce qu'elles comportent des surfaces profilées opposées 32, 33 et 34, 35 qui sont des portions de surfaces cylindriques et qui divergent l'une de l'autre dans~le sens radial en direction de l'exté- rieur, de -manière à augmenter progressivement, dans cette direction, la section transversale de chacune des portions intermédiaires.Ces portions intermédiaires 30 et -31 ont pour r8le . (a)-de raidir les portions centrales des jupes 15 et 16 qui occupent un angle relativement grand et (b) de transmettre une charge latérale depuis ces portions larges jusqu'aux portions relativement étroites 28 et 29. En même temps, la minceur des zones 28 et29 réduit la masse du piston. Si l'on se reporte à l'axe en acier 26 du piston, on voit que ses extrémités opposées se logentdans des alésages cylindriques correspondants 37 et 38, ménagés dans deuxebras 39 et 40 d'une fourche (figure 3), recouvrant les faces opposées du bloc 22 et constituant les éléments d'extrémité supérieure d'une bielle 45 en alliage léger. L'axe 26 a donc pour rôle de relier le piston 10 à cette bielle. Etant donné que l'alésage 25 de la béquille 22 se trouve ben au-dessous des parties inférieures de la tête 11 qui dépassent des extrémités de cet alésage, un intervalle important subsiste au-dessous du fond de la tette pour que les extrémités supérieures des bras de fourche 39 et 40 entourent l'axe 26. Pour empêcher que le piston ne se détache accidentellement de la bielle du fait d'un coulissement horizontal de l'axe 26 hors des alésages dans lesquels il est contenu, cet axe 26 comporte, à une extrémité, un rebord 46 de d-iamètre supérieur à celui des alésages et, à son autre extrémité, une gorge annulaire 47 dans laquelle est logé une bague fendue ou frein de retenue 48 pouvant être retiré à volonté, et qui est de diamètre supérieur à celui de ces alésages. Comme représenté sur la figure 3, les parties supérieures des bras de fourche 39 et 40 de la bielle 45 sont disposées perpendiculairement en saillie sur le corps 51 de cette bielle, et elles sont raccordées à celui-ci par des raccords profilés 52 et 53 constituant, avec ce corps, un ensemble ayant la forme d'un Y. L'étalement des bras de fourche dans le sens transversal présente cet avantage que le bloc 22 peut avoir une section transversale calculée pour résister aux efforts engendrés par des charges transmises entre le piston-et le corps 51, alors qu'il n'est pas nécessaire de déterminer cette dimension transversale du bloc 22 en augmentant la dimension transversale du corps 51-- jusqu'à lui donner une valeur égale à la distance entre les surfaces extérieures des parties supérieures des bras 39 et 40 de fourche.Autrement dit, il-n'est pas nécessaire d'augmenter la dimension du corps 91- dans le sens transversal pour lui donner une valeur supérieure à celle qui est nécessaire pour que ce corps de bielle résiste auxdits efforts. En dehors des caractéristiques de -la bielle -45 qui ont été exposées ci-dessus, cette bielle e-st- identique à celle qui est décrite dans la demande de brevet des E.U.A. du demandeur N"--709.980 du 4 mars 1968 à laquelIe on pourra se reporter. Parmi les aspects remarquables de cette bielle décrits dans la précédente-demande de brevet, on peut citer que le corps ou tige de la bielle a une-section en forme de H et que la psrtie de cette tige qui constitue le bras transversal de cet H est un tube creux. La tige 51de la bielle 45est reliée, par un palier fendu 55 et des vis de fixation 56, à un maneton 57 d'un vilebrequin 58 dont les portées principales 59 sont immergées dans un bain d'huile 60 contenu. dans le carter (non repré-senté). La manière dont la- bielle 45 transforme le mouvement alternatif du piston -10 dans-le cylindre 17 en rotation du vilebrequin 58 est bien connue, de sorte qu'il nty a pas lieu de l'exposer en détail ci-après. Pour améliorer la stabilité du piston au cours de son va-et-vient, ce piston 10 comporte des jupes réduites 65 et 66 diamétralement opposées sur la tête 11, entre les jupes principales 15 et 16.De même que celles-ci, ces jupes réduites occupent, autour de la tête 11, un arc inférieur à 900, étant moins longues dans le sens longitudinal que les jupes principales. Les jupes 65 et 66 sont constituées par les extrémités extérieures, dans le sens radial, de deux nervures 67 et 68 (figure 5) faisant saillie vers le bas, formées sur le fond de la tête 11 et dirigées perpendiculairement, dans les deux sens, depuis-la partie centrale 21 de la joue 20 jusqu'à la partie périphérique de la tête. Dans le sens radial vers l'extérieur, les nervures 67 et 68 se rétrécissent d'abord en section transversale latérale jusqu'aux cols 69 et 70. Au-delà de ces cols, ces nervures présentent respectivement des parties effilées 71 et 72 dont la section latérale augmente progressivement en direction de la périphérie de la tête ll. Les faces opposées, dans le sens latéral, de ces portions effilées 71 et 72 se présentent comme des surfaces 73, 74 et 75, 76 qui vont en s'écartant l-'une de l'autre suivant cette direction. Les surfaces inférieures 77- (figures 1 et 3) des nervures 65 et 66 sont disposées juste- au-dessus- des bras de fourche 39, 40 de la bielle 45, mais assez loin au-dessus de l'alésage 25 t de l'axe 26 qui y est logé, pour laisser de la place aux bras de fourche pour entourer cet axe. La disposition en forme-d.X des nervures 67, 68 avec la joue 20 a pour effet de raidir la- tête 11 dans ses deux- directions perpendiculaires. De plus, la forme en sablier, en coupe horizontale, de chacune des nervures 67 et 68 a. pour effet djassurer::-une raideur convenable des jupes réduites 65 et 66 vers l'arrière, tout en rendant la tète du piston 11 plus légère -que ai ces nervures -étaient rectilignes. Par ailleurs, cette forme en sablier a pour effet de refouler du-piston, comme cela sera expliqué plus loin, l'huile que le déplacement 4u vilebrequin 58 a projetée du bain 60 sur la paroi 17 du cylindre et sur le- dessous du piston en vue, respectivement, de lubrifier ce piston et de le refroidir. L'étanchéité entre le piston et la paroi du cylindre est assurée par des segments 80 logés dans une gorge annulaire unique 81 ménagée sur le pourtour de la tête 11. La structure particulière de cet ensemble d'étanchéité constitué par les segments 80 et par l'évidement 81 sera décrite plus loin de façon détaillée. I1 suffit pour l'instant de signsler qu'une condition contribuant au bon fonctionnement de l'ensemble d'étanchéification 80, 81 à une seule zone est que le pis ton 10. a s s ur e un retour complet et facile, vers le bain 60, de l'huile qui s'accumule au-dessous des segments 80. Le piston qui permet un tel retour est décrit ci-après. Au cours de chaque tour complet du vilebrequin 58, les déplacements horizontaux correspondants de l'extrémité de la bielle 45 ont pour effet de l'incliner, de sorte que la première, puis la seconde, des jupes 15 et 16 sont appliquées latéralement contre la paroi 17 du cylindre, soumettant ainsi à une pression élevée l'huile qui se trouve entre cette paroi et ces jupes. Pour évacuer celte huile sous pression élevée, la tête ll présente, sur son pourtour, deux fentes de purge 85, 86, sous forte pression, situées respectivement au-dessus des jupes 15 et 16, de-manière que chacune d'elles se trouve au-dessous de l'évidement 81.En outre, sur le pourtour de la tête Il, deux gorges 87 et 88 de raclage d'huile sous faible pression, sont disposées sur des faces diamétralement opposées de la tête, entre les fentes sous pression élevée. Comme on le voit particulièrement bien sur la figure 1, les fentes de forte pression et les gorges de faible pression sont isolées les unes des autres vers leur extrémité par des parties périphériques 89 de la tête 11 dépourvues d'évidement. La paroi inférieure des fentes 87 et 88 de faible pression est constituée par un rebord 84 qui joue le rôle de racleur pur l'huile sous faible pression, et dont la face inférieure constitue le fond proprement dit de la tete 11. L'huile contenue dans les fentes 85 à 88 est évacuée de l'extérieur de'la tête, par une série de lumières de purge 90 réparties autour de cette tête etalant--des fentes, en-passant par le métal de la tête, jusqu'à l'une des quatre cavités de purge 92 à 95 (figure 5), disposées -à l'intérieur des fentes, dans le sens radial. Ces quatre cavités de vidange ont chacune la forme d'un évidement concave peu profond, formé, dans le fonds de la tête-ll, dans l'im des.quatre secteurs rectangulaires suivant lesquels le fonds de la tête est divisé par ensemble en forme d'X délimité par le joue 20 et les nervures 67 et 68. Corme représenté sur la figure 5, les surfaces ces parties profilées 30 et- 31 de la structure 20 et des parties profilées 71 et 72 des nervures constituent également des surfaces latérales des cavités de purge, de manière à permettre à l'une des lumieres de vidange 90 de traverser ces parties tout en débouchant sur-la cavité correspondante.De la sorte, grâce à-ces parties, on obtient-l'avantage complémentaire d'agrandir ces cavités (ce qui a pour effet d'assurer une purge plus efficace et un meilleur refroidissement de la tete depuis le dessous, à l'aide de l'huile projetée) et de permettre aux lumières de purge d'être rapprochées angulairement les unes des autres dans les zones périphériques de la tête Il qui se trouvent respectivement à l'extérieur de la joue 20 et des nervures 67 et 68, de manière à assurer une meilleure évacuation de l'huile de ces zones. Si l'on considère les détails des jupes, il est à remarquer que les jupes principales 15 et 16 comportent des faces extérieures 105 et 106 qui sont régulièrement interrompues par des gorges horizontales 107 d'antigrippage, réparties longitudinalement, mais qui serontconsidérées dans la suite comme étant continues. Ces faces 105 et-106 des jupes présentent des zones centrales 108 et 109 (figure-6) qui occupent une surface de révolution 110 définie autour de l'axe du piston.A la réalisation du piston par usinage, on meule les parties des faces initiales 105 et 106 de part et d'autre des zones centrales 108 et 109. il en-résulte que les faces des jupes 105 et 106 du piston terminé présentent, de part et d'autre des parties centrales 108 et 109, des prolongements 111, 112 et 113, 114 qui se trouvent à l'intérieur de la ligne imaginaire 110. Pour donner une idée de l'amincissement des parties latérales des faces 105 et 106, dans le piston tel que représenté, on-peut signaler--que le diamètre joignant l'extré mité de la partie supérieure 111 -de la jupe 15 à l'extrémité de la partie inférieure 114 de- la jupe 1-6 est inférieur de 50 microns au diamètre entre les faces centrales 108 et 199 de ces- deux jupes. De même, les jupes réduites 65:et 66 ont-des faces extérieures 115 et 116 qui se caractérisent par des zones centrales 117 et 118 qui épousent la surface 110 ét par des prolongements 119, 120 et 121, 122, disposés de part et d'autre de ces zones centrales et rentrées par rapport à la ligne 110. La forme, telle que décrite,-des faces extérieures des quatre jupes est connue des spécialistes sous le nom de "profil en trèfle", étant donné que ces faces extérieures font -partie d'une courbe ferme à quatre lobes 125-qui, lorsque ces lobes sont nettement-prononcés, ressemble à une feuille de trèfle.Dans la technique antérieure, on donnait un profil en trèfle à l'extérieur d'une jupe comp-12tede-piston, c'est-b-dire occupant 3600, pour laisser un espace dans lequel les parties de cette -jupe peuvent se dilater, étant donné que le diamètre de la jupe augmente par dilatation thermique du piston; mais il se trouve que la jupe se trouve en mEme temps empêchée de se dilater, en raison de son contact avec la paroi du cylindre dans lequel est logé le piston. Dans le piston selon l'invention, les discontinuités sur le pourtour de la tête entre les secteurs de jupes assurent un espace pour la dilatation de ces jupes sous l'effet -de l'échauf- fement du piston.Nais Toutefois, au lieu de servir à laisser de la place pour la dilatation de la jupe, le profil en trèfle, dans le cas de l'invention, joue un rôle qu'il n'assure pas avec les pistons à jupe complète, c'est-à-dire occupant 360 , à savoir laisser un jeu, lorsque le piston est complètement dilaté, entre les parties latérales des jupes et la paroi du cylindre, pour permettre à une quantité convenable d'huile lubrifiante de demeurer entre les jupes et cette paroi. De -plus, le profil en trèfle réduit au minimum les zones de contact entre le piston et la paroi du cylindre, ce qui a pour effet de diminuer les frottements. De façon avantageuse, -les quatre jupes 15, 16 et 65, 66 ont-un profil en trèfle sur toute leur longueur. Comme autre caractéristique des jupes principales 15 et 16, on peut mentionner que la surface géométrique de révolution 110 est, de façon avantageuse, non pas un cylindre circulaire, mais au contraire une surface tronconique dont la section diminue progressivement depuis le bas jusqu'au sommet des jupes 15 et 16 et sur toute la longueur de ces jupes. I1 en résulte que les zones 108 et 109 extérieures des jupes principales convergent l'une vers l'autre dans ce sens et sur toute la longueur des jupes. La contre-dépouille, ou convergence, est celle que la distance diamétrale entre les parties extérieures centrales -108, 109 au bas des jupes 15, 16 est supérieure de 0,12 mm àla distance aux sommets de ces jupes.De plus, la distance diamétrale-entre ces portions extérieures au bas des jupes 15 et 16 est supérieure de 12 microns au diamètre intérieur du cylindre 17, lorsque le piston et ce cylindre sont à la température ambiante, et lorsque le piston se trouve en dehors du-cylindre et > par conséquent, ne subit pas d'-efforts au contact de la paroi. Autrement dit, le piston 10 au bas des jupes 15 et 16 présente un jeu négatif lorsqu'on l'introduit, à température ambiante, dans le cylindre 17. Cette convergence des jupes principales du piston compense le fait que la dilatation latérale du sommet du piston est supérieure à la dilatation latérale de sa partie -inférieure, sous l'effet de l'é'chauffement du piston depuis le sommet par des gaz chauds de la chambre de combustion située au-dessus du piston. De--plus, le jeu négatif du piston, à ia température ambiante, au bas de ces jupes (par rapport au cylindre -17) facilite la stabilité de l'alignement du piston dans le cylindre, lorsque moteur est froid.On peut dire qu'en pratique, la possibilité d'effiler de la sorte les jupes principales et d'assurer un jeu négatif à la température ambiante dépend, en grande partie, de la raideur latérale conférée aux jupes 15 et 16 par la joue 20, et de la possibilité qui en résulte de prédire avec précision la quantité dont le piston sera dilaté latéralement d'un point à un autre de sa longueur (dans le cylindre 17) lorsque le moteur s'échauffe. L'ensemble d'étanchéité décrit plus haut (80, 81) est particulièrement visible sur bs figures 7 et 8A-8D. Dans cet ensemble, ltevi- dement annulaire 81 est composé d'une gorge annulaire supérieure 130 partant du pourtour de la te te lî et pénétrant radialement dans celle-ci, et comportant une paroi latérale supérieure 131 et une paroi intérieure inférieure 132. Au point de -débouché vers ltextérieur, dans le sens radial, l'évidement 81 se trouve agrandi par rapport à l'extrémité radiale de -la gorge 130, par un canal annulaire 135 allant de la paroi 132 dans le sens longitudinal vers le bas, radialement vers la tête 11 à partir de sa périphérie.Comme représenté, ce canal 135 a pour rôle de diminuer la dimension radiale de la paroi 132 par rapport à celle de la paroi 131. De plus, le canal 135 donne au fond de l'évidement 81 une configuration à échelon, ou suivant une coupe radiale. Dans ltévidement 81 est logé un segment d'étanchéité 140 en acier, dont la partie intérieure, dans le sens radial, vient se loger dans la gorge 130 entre les parois 131 et 132, ce segment présentant également à l'extérieur, dans le sens radial, une partie qui fait saillie hors du canal 135. La largeur du segment 140, dans le sens longitudinal, est légèrement inférieure d celle de la gorge 130, de sorte qu-'il est placé dans cette gorge avec un certain jeu. Le segment 140 est un segment souple fendu comportant des extrémités périphériques séparées par un vide 141 (figure 7). Ce segment peut se déplacer de façon excentrique par rapport à l'axe du piston, et son diamètre extérieur est supérieur à celui de la tête du piston, aussi bien lorsque cette tête est en dehors du cylindre 17, de sorte que le segment se détend etque l'intervalle vide 141 n'a sa valeur maximale, que lorsque la tête se loge dans le cylindre. Dans ce dernier cas, le segment 140 se trouve comprimé élastiquement par la paroi du cylindre, de sorte que l'intervalle vide 141 est plus petit que lorsque le segment est détendu. Lorsque la tête 11 se trouve appliquée fortement contre l'une des faces latérales de la paroi du cylindre, sous l'effet, par exemple, d'une composante latérale de l'effort exercé par la bielle 45, (en position inclinée) contre la tête, la portion de segment 140 sur cette face de la tête est enfoncée davantage dans la gorge 130, et le segment, dans son ensemble, est excentré par rapport à l'axe de la tête. La gorge 130 est suffisamment profonde pour que l'on puisse enfoncer complbtement cette partie du segment dans l'évidement 81. A l'intérieur de la gorge 130 et en arrière du segment 140, dans le sens radial, est disposé un ressort 145 à lame en forme de bague polygonale, disposé sur tout le pourtour intérieur de la gorge. Lorsque le segment 140 est centré par rapport à la tête 11, ce ressort 145 est en contact à la fois avec l'intérieur du segment et la paroi intérieure 146 de la gorge 130, mais il est en même temps à l'état détendu. Mais, lorsqu'une partie donnée du pourtour de segment 140 est enfoncée plus profondément dans la gorge 130, la section du ressort 145 vers l'intérieur de cette portion se comprime et a tendance à repousser cette portion vers l'extérieur. De la sorte, ce ressort à lame 145 a tendance à maintenir le segment 140 en position centrée par rapport à la tete et, ainsi, à maintenir cette tête centrée par rapport à l'axe du cylindre 17. Dans le canal 135, et au-dessous de la partie en surplomb du segment. 140, se trouve un segment racleur d'huile 150, en acier. De même que le segment 140, ce segment racleur 150 est un segment fendu dont les extrémités extérieuret opposées sont séparés par une coupure 151 (figure 7), décalée angulairement par rapport à la coupure 141 du segment 140 pour empêcher tout passage de l'huile dans la zone- périphérique de l'ensemble de segments.En outre, de même que le segment 140, le segment racleur a un diamètre extérieur supérieur à celui de la tête 11; il est comprimé élastiquement de manière que l'intervalle de coupure 151 se rétrécit lorsque la tête 11 vient se loger dans le cylindre 17; il peut se déplacer excentriquement par rapport à la tête 11 et est conçu pour qu'une de ses parties latérales soit enfoncée à force dans le canal 135 lorsque la tête 11 est comprimée énergiquement sur cette face contre la paroi du cylindre. Toutefois, le segment racleur 150 est plus petit dans le sens radial et dans le sens longitudinal, que le segment d'étanchéité 140. De plus, ce segment racleur 150 a avantageusement la même largeur, dans le sens longitudinal, que le canal 135. I1 en résulte que, étant appliqué sous pression contre la paroi latérale inférieure 132 de la gorge 130, aucun jeu sensible n'existe entre le segment 140 et l'enceinte latérale constituée par la partie en surplomb du segment 150 et la paroi latérale inférieure 155 du canal 135. Comme déjà signalé, le segment racleur 150, dans le sens longitudinal, a une dimension ne dépassant pas celle du canal 135 mais avantageusement égale à cette dernière. Si le segment 150 peut avoir, dans le sens longitudinal, une épaisseur légèrement inférieure à celle du canal 135, en revanche la différence (jeu) entre les largeurs du segment 140 et de la gorge 130, dans le sens longitudinal, est toujours supérieure à la différence (jeu)entre les largeurs du segment 150 et du canal 135, dans le sens longitudinal. Le fonctionnement de l'ensemble d'étanchéité au cours des divers temps de déplacement du piston est représenté sur les figures 8A à 8D. Sur la figure 8A, le piston est représenté au temps moteur. La pression des gaz de combustion (dans la chambre au-dessus du piston) agit sur le segment d'étanchéité 140 et le maintient en contact sous pression avec la paroi inférieure 132 de la gorge 130, malgré la tendance des forces d'inertie à le détacher de cette paroi. Mais, en opposition à cette pression provenant des gaz de combustion, la- descente du piston et les claquements éventuels de celui-ci contre la paroi du cylindre sous pression hydrodynamique élevée ont tendance, en même temps que les efforts d'inertie, à détacher le segment 140 de la paroi 132 et à faire passer l'huile par l'intervalle 160 entre ce segment et-la paroi.Dans le cas de cette figure 8A, cependant, le segment 150 est entrainé contre Ie segment 140 par les efforts d'inertie de manière à empêcher un tel écoulement d'huile entre ces deux segments. De plus, étant donné qu'il nty--a pratiquement pas de jeu entre la face inférieure du segment 150 et la paroi 135 du canal 135, il ne peut s'écouler que peu, sinon pas--du tout, d'huile, dans l'intervalle 165 entre le segment 150 et la paroi 155. Par suite, pendant le temps moteur, la quantité d'huile ou de gaz qui s'échappe de l'intéiieur des segments 140 et 150 est extrêmement faible. Au cours du temps d'échappement, représenté sur la figure 8B, les forces d'inertie et la pression des gaz qui s'échappent de la chambre de combustion ont pour effet d'entrainer vers le bas les deux segments 140 et 150 paN rapport à la tête ll.-Par suite, les fuites d'huile et/ou de gaz par-l'intérieur des segments sont réduites au minimum, pour les raisons expliquées à propos de la figure 8A. Au cours de la descente du piston pendant le temps d'aspiration (figure 8C), les deux segments 140 et 1SO sont soulevés par rapport à la tête 11, sous l'effet des forces d'inertie engendrés et par la dépression dans la chambre de combustion. De plus, il prend naissance dans la pellicule d'huile au-dessous des segments, une pression hydrodynamique élevée, qui a tendance à faire passer l'huile par l'interface 160, qui est alors ouverte. Toutefois, pour pouvoir atteindre cette interface, l'huile doit d'abord s'écouler par le labyrinthe étroit délimité initialement par l'interface 165 (entre la face inférieure du segment 150 et la paroi 155 du canal inférieur) puis par l'interface 166 délimitée par la paroi intérieure 167, dans le sens radial du canal 135.Etant donné que ce chemin en labyrinthe offre une résistance élevée à l'écoulement d'huile, et comme d'autre part toute -quantité d'huile s'écoulant par ce chemin, puis par l'interface 160, doit nécessairement passer par l'interface 168 entre la paroi 131 et le segment 140 pour s'échapper de l'ensemble de segment, il en résulte-qu'il ne s'écoule qu'une trs petite quantité d'huile au-delà des parties intérieures des segments'au cours du temps d'aspiration. Au cours du temps de compression (figure 8D), les segments 140 et 150, sous l'effet des forces d'inertie et de la pression du gaz comprimé dans la chambre de combustion, viennent occuper la même position relative par rapport à la tête 11 que dans le cas des figures 8A et 8B. Mais dans ce cas, une quantité très faible d'huile s'écoule au-delà des parties intérieures des segments. On comprend aisément, d'après ce qui vient d'être expliqué, que le segment 150 agit, par rapport au segment' 140, comme un segment de sûreté qui a pour rôle, au cours des temps de détente motrice, d'échappement et de compression, d'empêcher -l'huile de s'écouler- par l'interface 160, et par ailleurs au cours du temps d'aspiration, qui présente une résistance élevée à l'écoulement de l'huile.L'utilisation d'un ensemble d'étanchéité du type qui vient d'être décrit-s'est'révéîée efficace pour assurer l'étan- chéité contre les fuites d'huile au point qua- l'on peut faire tourner le moteur, la t8te en bas, c'est-à-dire avec son vilebrequin au-dessus du piston, sans provoquer la formation de fumées. D'autres raisons de cet excellent effet d'étanchéité sont exposées ci-après Tout d'abord, le jeu nécessaire entre un segment normal de piston et la gorge -dans laquelle ce-segment est-logé, est proportionnel en général à la profondeur, dans le sens radial,- occupée par le segment dans cette gorge. Toutefois, dans la combinaison représentée sur les figures 7 et 8A à 8D, la paroi latérale inférieure 132 de la gorge 130 est beaucoup plus courte (en raison de la présence du canal 135) que la paroi latérale supérieures 131. Par suite, le jeu nécessaire entre le segment 140 et les parois 131 et 132 de la gorge est notablement plus petit que si la paroi 132 dépassait le pourtour de la tête 11.En outre, il n'y a pas à prévoir de tolérances d'insertion du segment racleur dans le canal 135, entre la paroi de canal inférieure 155 et la partie en surplomb du segment 140. En consequence, l'ensmble d'étanchéité décrit permet aux segments 140 et 150 de se loger dans l'évidement 81, avecjeu, entre les parois latérales de cet évidement et l'ensemble de segments ainsi logé (constitué par les deux segments 140 et 150), qui est très petit (inférieur d'environ 50%) par rapport à celui qui serait normalement nécessaire pour la profondeur maximale, dans le sens radial, que l'ensemble de segments occupe dans cet évidement. De façon évidente toutefois, un tel jeu minimal diminue les fuites d'huile et/ou de gaz par la partie intérieure de l'ensemble de segments. En second lieu, il y a lieu de remarquer que, au cours des temps de détente d'échappement et de compression, la pression du gaz dans la chambre de combustion peut -avoir tendance à fixer le segment 140 en position excentrée sur -son siège 132 de sorte que, sur l'une des faces de la tête, la face correspondante du segment 140 est entièrement logée dans la gorge 130.Dans de telles circonstances et en l'absence de segment racleur 150, il n'y aurait pas d'élément d'étanchéité efficace sur cette face latérale, et l'huile située sur cette face, entre le piston et la paroi du cylindre serait refoulée vers le haut au-delà de la tête, sous l'effet-de la pression -hydrodynamique 'élevée -engendrée dans cette huile lorsque la tête est sollicitée, sur eette-face, vers la paroi par la composante latérale de la force résultant de l'obliquité, par rapport à la verticale, de la bielle 45 lorsque la tête de bielle suit le mouvement de rotation du maneton 57 du vilebrequin (figure 1).Toutefois, dans l'ensemble d'étanchéité décrit, le segment de -compression-140 est interposé entre la pression de gaz et le segment racleur 150, de manière à ltmpecher d'être fixé par rapport à la tête 11 sous l'effet de cette pression de gaz. Toutefois, le segment-150-a-toujours la- possibilité d'assurer un- effet d'étanchéité qui empêche, ou tout au moins réduit de façon importante, les fuites d'huile et/ou de gaz vers l'extérieur de cet ensemble. Pour le piston représenté, dont la tête a un diamètre de 64 mm, les dimensions de la structure d'étanchéité sont les suivantes EXEMPLE Segment 140 largeur dans le sens radial 0,25 mm épaisseur dans le sens longitudinal 0,18 mm Segment 150 largeur dans le sens radial 0,18 mm épaisseur dans le sens longitudinal 0,06 mm Ressort 145 épaisseur dans le sens radial 0,035mm largeur dans le sens longitudinal 0,18 mm Gorge 130 profondeur dans le sens radial 0,35 mm largeur dans le sens longitudinal 0,19 mm Canal 135 profondeur dans le sens radial 0,20 mm largeur dans le sens longitudinal 0,06 mm Pour des pistons dont la tête a un diamètre plus grand ou plus petit que 64 mm, (diamètre de l'exemple donné ci-dessus), ces valeurs peuvent augmenter ou diminuer en fonction de ce diamètre de la tête.En outre, si les dimensions qui ont été indiquées pour un piston ayant une tête d'un diamètre de 64 mm donnent des résultats satisfaisants, il est bien entendu que ces valeurs ne sont données qu'à titre d'exemple et peuvent varier considérablement sans sortir -pour cela du cadre de l'invention. Le -piston selon l'invention préente-2encore les avantages sti- vants On a préconisé, dans la technique -antérieure, que dans les pistons à parties de jupe, ces jupes soient élastiques de façon à diminuer le bruit du moteur et à éviter la nécessite d'ajustage serré entre le piston et le cylindre. Nais l'inconvénient -d'une telle realisation, dans le cas ou elle est appliquée à des pistons en al d nium, tienttau fait que-l'aluminium est un métal fragile qui a tendance se briser s'il subit une flexion trop importante ou de trop longue durée.En consépuence, les jupes principales du piston selon l'invention sont très rigidifiées par la joue ou cloison 20 inter-calée entre ces jupes, structure qui convient particulièrement pour conférer de la rigidité aux jupes, étant tonné que, en raison du profil en forme de trèfle des jupes, les forces latérales exercées par la paroi du cylindre et qui agissent sur le-piton -s-e concentrent dans les zones centrales étroites 108 et-109 des jupes et, par suite, sont directement alignées avec les-forces opposées de réaction exercées sur les jupes du piston par la cloison. Par conséquent, il-ne se produit qu'unie faible flexion des jupes, ou même aucune flexion, dans des plans horizontaux.En outre, étant donné que les forces d'action et de réaction du piston provoquées par les efforts latéraux subis par le piston sont en relation normale avec son axe d'articulation, il ne se produit aucune interaction entre ces forces latérales et les forces qui proviennent de la transmission des efforts par l'intermédiaire de la bielle5 entre piston et vilebrequin. Le profilage et le jeu négatif des jupes, décrit plus haut, favorisent la stabilité du piston dans le cylindre lorsque le moteur est froid. De plus, ce profilage assure, le moteur et le piston étant réchauffés par les gaz chauds de la chambre de combustion, que la différence de -dilatation produite le long du piston par les différences de températures sur cette longueur, réalise un-ajustage optimal (sans cependant être trop serré en aucun point) entre piston et cylindre lorsque le moteur est très chaud. Les zones centrales 108 et 109 des jupes -prennent1 à l'état chaud, une forme qui est voisine dlune surface cylindrique de révolution autour de l'axe géométrique du piston. Toutefois, -que le moteur soit froid ou chaud, le profil en forme de trèfle des jupes réduites et des jupes principales assure un faible frottement entre le cylindrent le piston enmême temps que leur excellente lubrification. En raison de lrétanchéité efficace'assurée par l'ensemble de segments décrit plus haut et la configuration à échelon- de l'evitement, et en raison également des caractéristiques' du piston qui permettent -un retour libre de l'huile dans le carter du moteur (de manière à emp8cher ainsi l'accumulation et la mise sous-pression de l'huile au-dessous des dispositifs d'étanchéité à segments et un envoi devl'huile sous forte pression hydrodynamique au-delà de ces d-is-positifs, il suffit que la tête Il du piston ait un seul évidement pour le logement des segments. En- conséquence, la tête selon l'invention supprime les-inconvénients des pistons de technique antérieure qui comportent des segments logés dans une série d'évidements situés à une certaine distance les uns des autres;dans- le sens longitudinal, ces inconvénients étant que l'huile emprisonnée entre ces segments distants les uns des autres et échauffée considérsblement est refoulée sous une pression élevée; au-delà du segment supérieur, lorsque le piston oscille dans le cylindre ou vient frapper la paroi de ce cylindre. Etant donné que, pour les raisons exposées ci-dessus, il suffit que tête ll ait un seul évidement pour le logement des segments, cette tête peut n'avoir, dans le sens longitudinal, qu'une épaisseur relativement faible- (à savoir seulement trois à quatre fois la largeur de l'évidement lui-même, dans le sens longitudinal) pour avoir ainsi une masse faible.De plus, du fait que la masse de la tête est faible3 l'inertie du piston diminuée en conséquence facilite son refroidissement sous l'effet de l'huile qui est projetée du vilebrequin sur la face inférieure de cette tête. A ce propos, la cloison ou joue 20 unique et le fait que l'épaisseur des sections transversales centrales de cette cloison et des nervures 65 et 66 est faible, ont pour conséquence d'exposer la partie la plus chaude du fond de la tête ce qui contribue à son refroidissement par l'huile qui est projetée vers le haut.En outre, à ce propos, les cavités 92 à 95 non seulement favorisent-la vidange de -l'huile mais de plus diminuent la masse de la tête et augmentent, en raison de leur forme concave, la surface du fond de la tête exposée à l'huile de refroidissement, tandis que, en même temps, la forme -arquée, en section verticale, de ces cavités, permet de conserver à la t8te -sa résistance et sa raideur, malgré la diminution de matière résultant de leur formation. En outre, malgré-h-minceur de la tête 11 dans le sens longitudinal, la configuration en X de renforcement formée par la --jtipe-2o et les nervures 65 et 66, contribue à augmenter la raideur et la résistance de la tête mince, en présence de pression et de forces élevées -agissant sur celle-ci. I1 va de soi que l'invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif et nullement limitatif et qu'on peut y -apporter des modifications sans pour cela sortir de son cadre. En particulier, il est bien entendu que l'invention-peut s'appliquer à des pistons autres que des pistons en aluminium et également à des pistons autres que ceux destinés aux moteurs à combustion interne. REVENDICATIONS 1 - Piston métallique comportant une tête circulaire et deux jupes principales disposées sur une partie des côtés opposés diamétralement de cette tête, d'une seule pièce avec elle et dépendant des parties périphériques respectives du fond de ladite tête, ce piston étant caractérisé par un élément de cloison faisant partie et s'étendant du fond de la tête, diamétralement en dessous de ce fond, entre les côtés intérieurs de ces jupes et s'y intégrant, de manière à former un élément en forme de H dont les bras sont en arc et constitués par les jupes, la barre de cet H étant formée par le dispositif de cloison. 2 - Piston selon la revendication 1, dans lequel l'élément de cloison est caractérisé part une partie centrale constituée en une seule épaisseur transversale de métal comportant un trou central destiné à recevoir l'axe de piston. 3 - Piston selon la revendication 2, dans lequel l'axe de piston reçu dans le trou comporte des parties d'extrémité,séparéestransversalement, faisant saillie de part et d'autre de la partie centrale de l'élément de cloison, de manière qu'une bielle de liaison à extrémité supérieure composée de deux branches de fourche comportant des trous respectifs soit disposée sur les côtés opposés de la cloison afin de recevoir les parties séparées de l'axe dans ces trous. 4 - Piston selon la revendication 1 ou 3, dans lequel ledit élément de cloison est raccordé-à chacune desdites jupes par une partie de transition constituée sur les côtes opposés-tran-sversalement,selon des surfaces en courbe qui divergent l'une-de l'autre-en- direction radiale' extérieure pour intercepter les surfaces intérieures des jupes sur les côtés opposés. 5 - Piston selon la revendication 1 dans lequel lesdites parties de jupes ont des surfaces extérieures respectives ayant oes zones centrales angulaires respectives conformées à une surface-de révolution autour de l'axe géométrique du piston, et-dans lequel ladite-surface extérieure de chaque jupe constitue des côtés opposés angulaires de la zone centrale de la surface par des prolongements de cette surface extérieure,qui sont écartés radialement vers l'intérieur de la surface de révolution. 6 --Piston selon la revendication 5,- dans lequel ladite surface de révolution a une section transversale décroissant progressivement en s'écartant du fond du sommet des jupes de manière à converger en dépouille l'une vers l'autre selon la longueur desdites zones centrales des surfaces de jupe. 7 - Piston selon la revendication 5, dans lequel deux autres parties réduites de jupe circonférentielle, faisant corps avec ladite tête, sont disposées sur des côtés diamétralement opposés, selon la bissectrice des axes des jupes principales, chacune -de ces parties réduites ayant une longueur axiale inférieure à celle des j upes principales, et des surfaces extérieures respectives, qui sont conformées chacune,dans les zones centrales angulaires respectives à ladite surface de révolution, chacune de ces surfaces étant constituée sur les côtés opposés angulaires de cette zone centrale de surface par des prolongements de celle-ci, qui sont séparés radialement vers l'intérieur de la surface de révolution. 8 - Piston selon la revendication 1, dans lequel lesdites jupes principales ont des surfaces extérieures respectives comportant des zones centrales angulaires respectives conformées à une surface de révolution autour de l'axe géométrique du piston, cette -surface de révolution ayant une section transversale diminuant progressivement selon cet axe à partir des fonds vers les sommets de jupe pour converger en dépouille l'une vers l'autre selon ladite longueur des zones centrales de ces surfaces de jupe. 9 - Piston de l'une quelconque des-revendications 1 à 8, la tête comportant sur sa circonférence une seule gorge annulaire pour segment d'étanchéité, 10 - Piston selon la revendication 9, dans lequel ladite tête a un rayon qui est an moins--trois fois supérieur à son épaisseur axiale, celle-ci étant comprise entre trois et quatre fois la largeur axiale de ladite gorge annulaire. 11 - Piston selon la revendication 9, dans lequel ladite gorge axiale comprend une première partie annulaire-ayant des parois latérales supérieure et inférieure et s'estendant radialement dans ladite tête depuis sa périphérie, et une deuxième partie annulaire d'élargissement axial de son ouverture extérieure radiale,par rapport à la largeur axiale à l'extrémité intérieure radiale de-la première partie, la deuxième partie s'étendant-axialement vers 1e bas X partir de-latparoi inférieure,et radialement,dans ladite tête à partir de sa périphérie, jusqu'à une profondeur inférieure au prolongement intérieur radial de-la première partie,-la deuxième partie constituant un redan sur le fond de la gorge selon sa section transversale radiale 12 - Piston selon la revendication 11, comprenant un segment élastique fendu à compression ayant une partie intérieure radiale reçue entre les parois latérales de la première partie annulaire, 'et ayant une partie extérieure radiale recouvrant ladite deuxième partie, et dans lequel un segment fendu élastique racleur d'huile est reçu dans la seconde partie audessus de ladite partie de recouvrement du segment de compression. 13 - Piston selon la revendication 12, dans lequel la largeur axiale du segment de compression est inférieure à la largeur axiale de ladite première partie annulaire et la largeur axiale du segment racleur est au moins égale à celle de ladite deuxième partie, et dans lequel la différence des largeurs axiales respectives du segment de compression et de la première partie est supérieure à la différence, le cas échéant, entre les largeurs axiales respectives de segment racleur et de deuxième partie. 14 - Piston de l'unedesrevendications9 à 13, dans lequel deux fentes circonférentielles de purge à haute pression sont formées chacune dans la tête, axialement entre la gorge de segment et, celle correspondante des deux jupes principales, et dans lequel deux fentes circonférentielles de purge à basse pression sont constituées dans la circonférence de la tête sur des côtés opposés diamétraliement, sous la gorge de segment, à la périphérie, et entre les fentes à haute pression, ces fentes à haute et basse pressions étant séparées l'une de l'autre à-leur extrémité par des parties circonférentielles de la tête, laquelle comporte des orifices de purge la traversant radialement et servant à évacuer l'huile desdites fentes. 15 - Piston selon la revendication 1, dans lequel deux nervures descendentes sont intégrées au fond de la tête et s'étendent transversalement vers l'extérieur, selon des directions opposées vers la région périphérique de cette téte,à partir de la zone centrale de ladite cloison, ces nervures formant un X avec cette cloison -de manière à diviser en quatre cadrans le prolongement du fond de la tête. 16 - Piston selon la revendication 15, dans lequel ladite cloison est raccordée auxdites jupes par des parties profilées respectives dont la section transversale augmente progressivement vers l'extérieur en fonction de la distance radiale et dans lequel lesdites nervures ont des parties respectives radiales étranglées de centre et des parties respectives profilées radialement vers l'extérieur,à section transversale augmentant progressivement en fonction de la distance radiale,à partir de ces parties étranglées. 17 - Piston selon la revendication 16 et la revendication 3, dans lequel les fonds desdites nervures sont disposés au-dessus dudit alésage de cloison de manière à laisser un dégagement entre lesdites nervures et l'axe de bielle destinés à recevoir l'extrémité en fourche de celle-ci. 18 - Piston selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le fond de ladite tête comporte des cavités peu accentuées qui sont formées sur les côtés opposés transversalement de ladite cloison. 19 - Piston selon l'une quelconque des revendications 12 à 18 dans lequel ledit segment de compression a un diamètre intérieur supérieur à celui de ladite première partie annulaire afin de pouvoir s'y excentrer et dans lequel ledit segment racleur a un diamètre intérieur supérieur à ladite seconde partie annulaire afin de pouvoir s'y excentrer. 20 - Piston selon la revendication 19, dans lequel un dispositif de ressort élastique s'étend circonférentiellement autour de ladite gorge, radialement vers l'intérieur du segment de compression, ce dispositif de ressort servant à rappeler ce segment de compression en position centrée par rapport à l'axe de la tête. 21 - Piston selon la revendication 20, dans lequel ledit ressort élastique est constitué par une lame polygonale élastique allongée qui, étant détendue, est en contact à la fois avec le segment de compression et la paroi intérieure de ladite gorge, lorsque ce segment est-rel ché. 22 - Piston selon l'une quelconque des revendications précédentes et associé à un cylindre, ce piston étant caractérisé en ce que les fonds desdites jupes principales présentent un jeu minimal relativement au diamètre du cylindre lorsque ces deux éléments sont à la température ambiante de 21 C et que les jupes ne sont pas contraintes. 23' - Bielle d'accouplement d'un piston selon la revendication 3, dans laquelle les branches de fourche sont reliées au corps de bielle par des parties de raccordement ayant une forme en H. 24 - Bielle selon la revendication 23, dans laquelIe ledit corps a une section transversale en forme de H normalement à la direction longitudinale de ce corps, qui comporte une partie tubulaire creuse formant la barre transversale du H. 25 - Appareil -comportant un piston selon l'une quelconque des revendications 1 à 22.