Brevet FR2208074A1 — publié le 19740621

La présente Invention concerne les pistoîis du type dit alternatifs ; elle permet de réduire sensiblement le frottement du 1er segment, da aux compressions et décompressions gazeuses à son niveau. Sur un piston classique de moteur thermique à embiellage, il est courant de constater que l'usure du 1er segment dit "coup de feu" augmente proportionellernent à l'élévation de la puissance dudit moteur. D'ailleurs, et malgré une technologie très évoluée, on en est arrivé, notamment, au stade de la commercialisation des grandes séries automobiles, a fournir des moteurs qui, pour "tenir" ne restituent guère que 15 à 20 % de la puissance du carburant. Même dans la technogique de pointe ; celle des 200 CV au litre, ladite restitution ne dépasse pas de beaucoup les 35%... et ceci depuis de nombreuses années. L'une des grandes barrières de progression est constituée par le frottement excessif et tout particulièrement par celui du er segment de piston. Le dispositif suivant l'invention a donc pour but, en réduisant le frottement dudit segment, de libérer une partie importante de la puissance encore retenue au niveau de cet organe du piston alternatif classique. Le dessin annexé, nullement liraitatif, et les explications suivantes, vont tenter de présenter les moyens mis en oeuvre, relatifs à la présente invention. Ledit dessin représente (grossi 40 fois une partie de la coupe, selon un plan vertical et médian, d'un piston et d'un cylindre d'environ 75 mm de diamètre et d'alésage, et ceci à un endroit où est local-isée l'invention. Le piston 1 étant en fin de compression à un mm de son point mort haut, 2 est le cylindre dans lequel se déplace ledit piston dont on voit une partie d'un 1er cordon 3 et un 2ème cordon 4,5 , étant le réducteur de frottesnent du ler segment 6 (vu partiellement .La représentation concernant un rnoteur bien rodé, les dépôts normaux de calamine sont imagés par accumulation de points, tandis qu'un trait fort figure un autre dépôt de calamine, brun, trts minces sur le cylindre, entre les points l!lorts hauts de > et de 6. Les jeux entre les différents éléments sont représentés â une température normale de fonctionnement ; la périphérie du réducteur étant tangente au cylindre à 1 ou 2 centièmes de mm, c 'est-à-dire 40 fois alvins que sur le dessin.Le réducteur imagé ici est un anneau formé de deux demi cercles en inox, disposes coupes i coupes dans la gorge prévue pour les recevoir, avec des eux, en hauteur et à fond de gorge, semblables à ceux prévus pour le segment "coup de feu". Les coupes des demi-cercles étant jointes, l'anneau a (à froid au moment de son montagej un diamètre intérieur et surtout extérieur parfaitement concentrique à l'alésage du cylindre.Une tolérance diamétrale de 15 à 20 centièmes de mm étant prévue entre la périphérie de l'anneau fermé, et l'alésage du cylindre, un jeu de 30 à 40 centièmes de mm (semblable au jeu à la coupe du segment "coup de feu") est ainsi obtenu entre deux coupes lorsque les deux autres sont en contact, et que chacun des deux demi-cercles est appuyé contre le cylindre sans contrainte : c'est-à-dire en un seul point puisque la concentricité indiquée n'existe plus dans ces positions ; tout ceci étant mesuré parallèlement au positionnement d'un segment en fonctionnement. Tous ces jeux sont établis en rapprochant les contraintes de l'anneau de celle du segment "coup de feu".Ils pourront d'ailleurs être définis avec une plus grande préci; sion, pour chaque type de moteur, par l'essai d'anneaux ayant des jeux différents de quelques centièmes de mm (un peu à la façon dont on détermine le choix des segments) ; le but étant qu'en période de fonctionnement, un passage, le plus étroit possible, subsiste entre l'anneau et le cylindre, au moment des augmentations de pression ou de dépression gazeuses sur ledit anneau. On peut alors remarquer ce qui suit.D'une part en considérant un piston semblable à celui du dessin, mais sans réducteur, on s'aperçoit que les compressions gazeuses, derrière le 1er segment, aussi bien que les dépressions qui aspirent ledit segment se font (depuis la calotte du piston) par un canal (le long du cylindre) dont la largeur n'est jamais inférieure au jeu en hauteur dudit segment dans sa gorge c'est-à-dire 5 à 6 centièmes de mm ; tandis qu'avec la protection du réducteur, ledit canal voit sa largeur réduite à 1 ou 2 centièmes de mm au niveau dudit réducteur (toujours compte-tenu de l'échelle du dessin).Ce dernier, décrit ici, fonctionne en se dilatant jusqu'à tangence par points avec le cylindre, tandis que pendant toute augmentation des pressions et des dépressions au-dessus de lui, il est tenu fermé par une poussée toujours plus forte sur sa périphérie que sur son diamètre intérieur. Dans l'industrie le réducteur pourra aisément être obtenu par découpage de demi-cercles métalliques, éventuellement chromés sur leur périphérie, mais toujours suffisamment résistants et stables pour que tous les points de cette périphérie soient constamment, lorsque les coupes sont jointes, le plus équidistants possible de la paroi du cylindre. En fonction d'impératifs industriels ou commerciaux d'autres formes de réducteurs peuvent être produites, sans altérer le principe de l'invention. Par exemple un anneau incorporé dans le moule du piston, puis ultérieurement libéré, avec les jeux voulus autour dudit anneau, selon un quelconque procédé moderne. Par exemple, un anneau vissé sur la périphérie de deux demi-cercles à coupe en forme de L ou autre. Par exemple, un anneau formé par trois tiers de cercle ou quatre quarts, etc... Adaptable aux pistons alternatifs classiques, la présente invention va permettre lmédlatenent et sans autre modification, notamment dans l'automobile, l'amélioration de b-en des caractéristiques du moteur, entre autres : performances, brio, ambiance de fonctionnement, propreté de combustion, etc. .-. Dans l'avenir, les qualités de l'invention ne manqueront pas d'aider les constructeurs à "penser" de nouveaux moteurs encore plus élaborés, où l'apport d'une puissance supplémentaire, toute gratuite, pourra très bien justifier l'emploi de nouveaux carburateurs, de filtres des gaz brayés et autres silencieux mangeurs de CV, en vue de combattre toujours plus efficacement les nuisances dont est responsable le moteur à explosion. REVENDICATIONS 1 - Dispositif permettant de diminuer le frottement du 1er segment de piston alternatif. Ce dispositif est caractérise' par un moyen limitant l'action des compressions et des décompressions gazeuses sur ledit segment. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen cité est un anneau formé de deux demi-cercles en inox de section rectangulaire, logé dans une gorge appropriée, au-dessus, mais séparée de celle du 1er segment. La périphérie de l'anneau fermé étant parfaitement concentrique (au moment de son montage) à la paroi intérieure du cylindre ; les tolérances de fonc tionnement étant semblables à celles du ler segment : c 'est-à-dire, en hauteur, à fond de gorge, ainsi qu'entre deux coupes (les deux autres étant en contact et les demi-cercles portant, sans contrainte, contre le cylindre). 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen cité est constitué (dans des variantes possibles de la revendication 2) par une ou plusieurs pièces mécaniques logées dans un découpage circulaire pratiqué dans le piston au-dessus du 1 er segment. 4 - Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que l'anneau, ainsi que la ou les pièces citées (posées, superposées, encastrées, soudées, vissées, etc...) constituent, en période de fonctionnement, un ensemble dont la technologie, la forme et le positionnement obligent les conipressions et 88compressions gazeuses, devant agir sur le 1er segment, à se réduire à un mini- zii, en les "étranglant11 dans un passage, le plus étroit possible, compris entre la périphérie dudit ensemble et la paroi intérieure du cylindre. De ce fait, ledit Segment est moins plaqué contre ses portées, et son frottement considérablement diminué, absorbe moins de la puissance motrice. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit ensemble n'altère pas le centrage du piston par rapport au cylindre : c'est-à-dire que tous les jeux de fonctionnezent dudit ensemble sont réduite à un minimum, de telle sorte que le fluide moteur, en s'y compressant "instantanément", équilibre le piston comme il le fait ordinairement en s'appuyant sur le 1er segment d'un piston classique bien conçu.