Brevet FR2237064A1 — publié le 19750207

La présente invention se rapporte a des pistons pour moteurs a combustion interne dans lesquels la chambre ae combustion est tormée dans le tona du piston. On a proposé de prévoir des chemises pour revêtir les zones de combustion de moteurs diesel, cela principalement dans le but-de maintenir les parois de la chambre de combustion constituées par les chemises dans une condition chaude appropriée aussitt que possible après le démarrage et dans le but de réduire la transmission de chaleur vers les parties plus froides du moteur. Les chemises ont été disposées a proximité étroite de la partie métallique du piston. Dans certains types de chambres de combustion, par exemple des chambres en forme de bol a profil rentrant qui sont ménagées dans le fond du piston, la levre du bol a tendance a être surchauffée du fait de l'absencede trajet d'échappement de chaleur de dimensions suffisantes et elle a par conséquent tendance a se fissurer. L'invention a pour but principal de fournir dans une chambre de combustion du type a bol de profil rentrant un ecran permettant d'atténuer le problème précite. Suivant un aspect de l'invention, un piston pour moteur combustion interne comprend une jupe, un fond surmontant la jupe, une cavité formée dans le fond, un écran a paroi mince constitué d'un métal réfractaire et place dans ladite cavite de manière a recouvrir une partie de sa surface, la disposition étant telle que la surface de l'écran et toute surface laissée exposee dans la cavitédélimitent une chambre de combustion. Suivant un autre aspect de l'invention, un piston pour moteur a combustion interne comprend une jupe, un fond surmontant la jupe, une cavité formée dans le fond, un écran a paroi mince placé dans la cavité et recouvrant au moins une partie de sa surface, la disposition étant telle que la surface de l'écran et toute surface laissée exposée dans la cavité délimitent une chambre de combustion ou l'écran est maintenu en position par interaction entre ledit ecran et la matiere du piston. De préférence, ltecran comporte une bordure s'étendant radialement vers l'extérieur et le piston présente un evidement de forme complémentaire qui est ménagé dans sa surface supérieure afin de recevoir la bordure. L'écran peut être constitué par un anneau comportant un rebord recourbé vers i'extérieur et agencé pour entrer en contact étanche avec a paroi de la cavite. En variante, l'écran peut être constitué par une chemise en forme de bol qui est -profilée de manière a s'emboiter étroitement dans ladite cavite. Suivant une autre caracteristique avantageuse, le piston comporte une levre formee sur le fond et agencée pour être placée en surplomb par rapport a la cavité de manière que l'écran soit retenu en position sur la lèvre en contact étroit avec celle-ci. L'écran peut être fixe en position lors de la coulée ou bien il peut être déformé mécaniquement de façon a entrer en contact avec la paroi de la cavité. Suivant une autre variante, l'écran peut être profilé de façon a former sur un côté un intervalle annulaire entre la paroi de cavité et l'écran et de l'autre côté une lèvre surplombant la cavité. Ledit écran peut etre forme d'acier inoxydable. L'invention sera mieux comprise a ia lecture de la description détaillée qui suit et a l'examen des dessins annexes qui représentent, a titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins les figures I et 2 sont respectivement une section droite et une vue arrachée d'un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est une section droite d'un second mode de realisation de l'invention; la figure 4 est une section droite d'un troisième mode de réalisation; la figure 5 est une section droite d'un quatrième mode de réalisation; la figure b est une section droite d'un cinquieme mode de réalisation; la figure / est une section droite d'un sixieme mode de réalisation. La figure l est une section droite faite suivant la ligne I-l de la figure 2 qui est elle-même une vue en plan d'un piston suivant l'invention, faite dans la direction de la flèche A de la figure I. Les fléches ll-lI de la figure 1 correspondent à la vue arrachée de la figure 2. En référence a la figure 1, un piston 10 comporte des segments 12 qui sont placés dans des gorges 14 d'une maniére cDnnue, une jupe 16, un bossage Ie de montage d'axe, un fond 20, une partie supérieure'22 et une cavité 24 ménagée dans le fond. La caracteristique particuliereau mode de réalisation de la figure 1 concerne la levre 26 qui est placée en surplomb par rapport a la cavité 24 et qui, si elle est laissée non protegée, a tendance a prendre une temperature plus élevée que celle que doit habituellement avoir la matière du piston 10, a savoir classiquement un alliage d'aluminium. il est prévu un écran 28 placé au-dessus de la levure 26.L'écran comporte une bordure 30 s'étendant radialement vers l'extérieur et s'engageant étroitement dans un évidement 32 ménagé dans la partie supérieure 22 du piston afin qu'il affleure cette partie supérieure- 22. Une partie arrondie 34 s'emboite étroitement sur le nez de la levure 26 et un rebord 36 recourbe vers i 'exté- riéur vient buter contre sa partie inférieure. Le rebord est amené en position par galetage a l'aide d'un outil approprié qui assure sa déformation. te bord-libre du rebord 36 comporte un chanfrein 37 qui lui permet de rejoindre graduellement la surface de la cavité 24. L'écran thermique 28 présentant le profil desiré et préformé peut être encastré en position lors de la coulée en le montant sur un noyau a éléments multiples avant l'opération de coulée. L'ecran peut avoir une épaisseur d'environ 0,55 à 1,5 mm. Dans le cas de la figure 1 et des autres modes de réalisation, il est envisagé que l'écran ait la forme d'un anneau continu. On peut ménager une ou plusieurs encoches 38 dans la lèvre 26 (figures 1 et 2) afin de permettre un detentionnement de l'écran 28 et/ou de la lèvre 26. La- figure 3 represente un mode de realisation dans lequel un grand intervalle d'air 40 est laissé entre l'écran 28 et la lèvre 26 en évidant cette lèvre 26 avant le galetage de l'écran. Un outil de galetage 42 monté sur une broche 44 a été représenté sur la figure 3 et montre la manière dont le rebord 36 recourbé vers ltexterieur peut être formés On fait tourner le piston devant l'outil 42 ou bien on peut agencer ce dernier de maniere qu'il décrive un mouvement orbital a l'intérieur de la cavité 24 pendant le galetage du rebord 36. L'intervâlle 40 améliore la protection de la lèvre 26. La-figure 4 montre qu'il n'est pas nécessaire que la levure 26 soit formée dans la mati ère du piston 10 et que l'écran 28 proprement dit peut constituer la lèvre. La cavité 24 prévue dans ce cas est pourvue d'une surface cylindrique 46 débouchant dans la partie supérieure 22 du piston 10. La-bor dure 30 de I '-écran 28 est emboîtée étroitement dans l'evidement peu profond 32 comme auparavant et le bord exterieur 31 de la bordure 30 peut être chanfreine afin de permettre a une partie de la matière du piston de fluer audessus de la chambre pour maintenir l'écran en position. Dans ce mode de realisation, l'écran 28 est préformé et le rebord 36 recourbé vers l'extérieur est agencé de maniere a s'emboîter étroitement sur la paroi cylindrique 46 de la cavité 24. La figure 5 représente une forme d'écran qui est tout a fait similaire a celle de la figure 4, la difference etant que les extrémités du rebord 36 sont galetées de maniere à.obtenir un creux annulaire 48 peu profond dans la paroi cylindrique 46. Le rebord 36 a été representé en vue arrachée sur le côte gauche de la figure 5 afin de mettre ceci en évidence. Ce mode de réalisation permet d'obtenir une chambre de combustion présentant un profil d'en semble plus uniforme que celui de la figure 4; il est évident que la chambre de combustion est délimitée par la surface de l1écran 28 qui est tournée vers la cavité 24 ainsi que par les parois constituées de la matière formant le piston. La figure 6 représente une autre variante du rebord 36 qui est constitue par une collerette 50 ayant un prolongement recourbé vers le bas et qui comporte une série de pattes 52 faisant saillie vers-l'exterieur. Ces pattes peuvent penetrer dans la matière du piston, à savoir dans sa surface cylindrique 46, ou bien une rainure peu profonde, représentée sur le cté droit seulement, peut être usinée dans la paroi afin de permettre l'engagement des extrémités des pattes 52. En variante, les pattes 52 peuvent être refou lées dans la matière du piston en opérant à l'aide d'un outil approprié tel que par exemple un poinçon. Dans le cas de la figure 7, la cavite 24 comporte une surface cylindrique 46 débouchant dans la partie supérieure 22 du piston 10 comme auparavant.L'écran se compose dans ce cas d'une chemise 60 dont la bordure 30 s'emboîte étroitement dans l'évidement 32 et dont le bord extérieur 31 peut être chanfreine afin de permettre le fluage d'une partie de la matiere du piston par-dessus le chanfrein pour maintenir la chemise 60 en position. Le reste de la chemise a la forme d'un récipient à col rétréci dont la partie 61 en forme de bol s'emboîte étroitement dans la cavité 24 à son extrémité inférieure.Le col 62 relie la partie 61 en forme de bol à la bordure 30 et il prend la place d'une levure en surplomb dans des pistons ou les parois de la chambre de combustion sont formees intégralement par la matière du piston proprement dit La chemise peut être constituée d'un métal pouvant être déforme, par exemple par roulage ou galetage d'une petite rainure annul-aire 63, de manière à s'accrocher encore plus dans la matière du piston. La liaison supplémentaire entre chemise 60 et la matière du piston peut être réalisée par poinçonnage ou bien par un rainurage annulaire partiel. Les modes de réalisation des figures 4 à 6 présentent tous l'avantage qu'il n'exis-te aucun problème difficile d'usinage de parties rentrantes en ce qui concerne le profil du côte inférieur de la levre 26, comme indiqué sur les figures 1 a 3. Les pieces rapportées représentées sur les figures 3 a 7 peuvent etre toutes préformées et elles peuvent etre fixées en position lors de la coulée par un positionnement précis dans le noyau de moulage du piston. On doit faire intervenir des tolérances appropriées en ce qui concerne l'usinage final de la partie supérieure du piston dans ces conditions. Dans le cas ou l'écran est fixé dans le fond du piston lors de la coulée, on elimine l'intervalle d'air 40. Tous les modes de réalisation décrits presentent l'avantage qu'aucun élément supplémentaire n'est introduit pour fixer l'écran sur le piston et que les procédés de fixation représentés ne font pays intervenir des opérations d'usinage longues et precises, et par conséquent coûteuses. Dans la description qui précède et dans les revendications qui vont suivre, on a utilisé le terme "écran" pour définir l'élément 28 à paroi mince. Il va de soi que ce terme est utilisé dans un sens de projection de la lèvre et pour définir un èlement de remplacement de cette levre=et en conséquence cet écran permet de protéger au moins une partie du métal du piston contre un échauffement intense du fait de ltexistence de l'intervalle diapir 40. Bien entendu, l'invention n'est pas Limitez aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessiblesa l'homme de l'art, suivant les applications envisagees et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Piston pour moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend une jupe, un fond surmontant la jupe, une cavite formée dans le fond, un écran à paroi mince constitué d'un métal réfractaire, placé dans la cavité et recouvrant une partie de sa surface, la disposition etant telle que la surface de l'écran et toute surface de la cavité laissée ainsi exposée ;delimitent une chambre de combustion. z Piston pour moteur a combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend une jupe, un fond surmontant la jupe, une cavité ménagée dans le fond, un ecran a paroi mince placé dans ladite cavité et recouvrant au moins une partie de sa surface, la disposition etant telle que la surface de l'éçran et la surface de la cavité qui peut être laissée exposée délimitent ainsi une chambre de combustion où L'écran est retenu en position par interaction entre lui-même et la matière du piston. 3.- Piston suivant la revendication 2, caractérisé en ce que~ledit écran comporte une bordure s'étendant radialement vers l'extérieur et en ce que le piston est pourvu d'un évidement de profil complémentaire qui est forme dans sa surface superieure afin de recevoir ladite bordure. 4.- Piston suivant la revendication 3, caractérise en ce que ledit écran est constitué par un anneau comportant un rebord recourbé vers l'extérieur et agencé pour entrer en contact étanche avec la paroi de la cavite. 5.- Piston suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit écran est constitué par une chemise en forme debol qui est agencée pour s emboîter étroitement dans ladite cavité. 6.- Piston suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la chemise est en outre retenue en position par emboîtement de parties de profils complémentaires prévues sur la chemise et la paroi de la cavité. 7.- Piston suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une levre formee sur le fond du piston et agencée pour être placée en surplomb par rapport a la cavité afin que l'écran soit retenu en position sur la lèvre en étant en contact étroit avec celle-ci. 8. - Piston suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ledit écran est fixé en position lors de la coulée pour protéger ladite levre. 9.- Piston suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ledit écran est déformé mécaniquement de maniere à entrer en contact avec les parois de la cavité. 10.- Piston suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ladite chemise en forme de bol est fixée en position sur le fond du piston lors de la coulée. 11.- Piston suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cavité est pourvue de parois cylindriques et en ce que ledit écran est profilé de manière à former d'un côté un intervalle annulaire entre la paroi de cavité et l'écran et de l'autre côté une levre surplombant la cavité. 12.- Piston suivant la revendication 11, caractérisé en-ce que ledit ecran est constitué par unechemise en forme de bol. 13.- Piston suivant l'une quelconque des revendications 1 a 12, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'écran est comprise entre 0,55 et 1,5 mm.- 14.-- Piston suivant l'une quelconque des revendications 1 a 13, carac térisé en ce que la matière formant l'écran est de l'acier inoxydable.