Brevet FR2540183A1 — publié le 19840803

Piston Pour moteur à combustion interne. On sait que le refroidissement des pistons pour moteurs à combustion interne est un problème délicat, en particulier lors- qu'il s'agit de moteurs à pistons libres On a déjà proposé dans le brevet FR-A-2 441 073 de disposer à l'intérieur du piston moteur creux, un chemisage coaxial au piston, et d'assurer, entre le piston et son chemisage, une circulation d'un fluide de refroidissement enfermé dans le piston, sous l'action du mouvement de ce dernier. Toutefois les essais ont montré que l'efficacité du refroidissement ainsi obtenu peut être améliorée grâce à certaines dispositions destinées à régulariser la circulation du fluide à l'intérieur du piston. Selon l'invention on dispose des nervures longitudinales dans la chambre annulaire fermée située entre le piston et son che- misage intérieur, lesdites nervures s'étendant sur la majeure partie de la hauteur dé la chambre et étant alternativement inclinées dans un sens puis dans l'autre par rapport à l'axe du piston, de façon à définir, dans ladite chambre, une succession de canaux longitudi- naux adjacents dont la section augmente (ou diminue) depuis l'une des extrémités du piston vers l'autre. L'invention sera mieux comprise et diverses caractéris- tiques secondaires ainsi que ses avantages apparaîtront au cours de la description en référence au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue en coupe d'un piston selon l'invention; la figure 2 est une v,4 e développée de la surface exté- rieure du chemisage du piston. Si l'on se reporte au dessin on voit un piston moteur 1 destiné plus particulièrement à un moteur à piston libre En effet à l'une de ses extrémités, qui est opposée à celle destinée à péné- trer dans la chambre de combustion du moteur, le piston cylindrique 1 présente une portion annulaire 2 pourvue d'ailettes 3 Cette dernière est destinée, comme on le sait, à constituer la pompe de balayage du moteur et évolue dans une chambre a température relativement basse. A l'intérieur du piston creux 1 est disposé un che- misage cylindrique 4 coaxial au piston Un épaulement 4 % du chemi- sage 4 permet sa fixation sur la portion annulaire 2 du piston. Le diamètre extérieur du chemisage 4 est inférieur au diamètre intérieur du piston 1 de sorte que l'ensemble définit une chambre annulaire 5 étanche vis-à-vis de l'extérieur La chambre 5 ne sera s,-en génér-al,limitée au strict volume annulaire défini par le piston et son chemisage; on préférera, au contraire, fermer le chemisage 4 par un fond 4 a venant à quelque distance du fond la du piston qui évolue dans la chambre de combustion du moteur Ainsi, comme représenté sur le dessin, la chambre fermée 5 comporte une partie annulaire et un volume sensiblement plat ( 5 ) entre les fonds 4 a et la. Dans l'épaisseur de la partie annulaire de la chambre 5 sont prévues des nervures 6 sensiblement longitudinales Elles s'étendent, comme on le voit, sur la quasi-totalité de la hauteur du piston mais s'arrêtent à quelque distance de l'épaulement 4 b. Du côté du fond 4 a les nervures s'étendent sensiblement jusqu'à ce fond mais, en l'absence de volume plat 5 a, devraient s'arrêter à quelque distance du fond la du piston. De préférence les nervures 6 sont venues de fabrication avec le chemisage 4 et on voit sur la figure 2 qu'elles sont légère- ment inclinées par rapport à l'axe du chemisage, alternativement dans un sens puis dans l'autre Ainsi, ces nervures 6, très légère- ment hélicoidales, définissent des canaux longitudinaux adjacents 7 dans toute la partie annulaire de la-chambre 5 De préférence tous les canaux 7 seront identiques et leur section va en croissant (ou en diminuant) depuis l'une des extrémités du piston vers l'autre. Au moment du montage du chemisage 4 une certaine quan- tité de fluide de refroidissement (huile, sodium> etc) est empri- sonnée dans la chambre 5. Pendant le fonctionnement du moteur,la chaleur à évacuer provient de la chambre de combustion et est transmise au piston 1 du côté de son fond la Après l'explosionrle piston 1 se déplace dans le sens de la flèche F et le fluide de refroidissement qui S 'était rassemblé dans la chambre 5 a du côté du fond la est d'abord entraîné dans le mouvement du piston Lorsque celui-ci ralentit pour finalement s'arrêter, le fluide de refroidissement poursuit son mouvement par inertie dans le sens de la flèche F, en empruntant principalement ceux des canaux 7 dont la section est la plus grande au voisinage du fond la du piston La vitesse du fluide augmente rapidement dans les canaux 7 dont la section diminue et devient très élevée lorsqu'il atteint l'épaulement 4 b Le transfert thermique s'effec- tue alors de façon satisfaisante entre le fluide de refroidisse- ment et la portion annulaire 2 refroidie par l'air de balayage, grâce en particulier aux ailettes 3. Lors du retour du piston 1, des phénomènes analogues se pro- duisent, le fluide de refroidissement débouchant à grande vitesse dans le volume 5 a au moment ou le piston s'arrête, après avoir comprimé le mélange combustible Le transfert de la chaleur entre le fond la du piston et le fluide de refroidissement s'effectue alors dans de bonnes conditions. REVENDICATIONS 1 Piston pour moteur à combustion interne, en particu- lier pour moteur à piston libre, comportant un ensemble de deux cylindres coaxiaux, le cylindre intérieur ( 4) présentant un diamètre extérieur sensiblement inférieur au diamètre intérieur du cylindre extérieur ( 1) de façon & définir une chambre fermée annulaire ( 5) apte à recevoir un fluide de refroidissement, caractérisé en ce que des nervures longitudinales ( 6) sont prévues dans la chambre fermée annulaire ( 5) et s'étendent sur la majeure partie de la hauteur de celle-ci, lesdites nervures étant alternativement inclinées dans un sens puis dans l'autre par rapport à l'axe du piston de façon à définir, dans ladite chambre,une succession de canaux longitudinaux adjacents ( 7) dont la section augmente depuis l'une des extrémités du piston vers l'autre. 2 Piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que du côté de la chambre de combustion, le cylindre intérieur ( 4) possède un fond ( 4 a) espacé du fond (la) du cylindre extérieur ( 1), le volume plat ( 5 a) compris entre les deux fonds (la) et ( 4 a) étant en communication avec la chambre fermée annulaire ( 5) et les canaux adjacents ( 7) débouchant dans ledit volume plat.