Brevet FR2869646A1 — publié le 20051104

L'invention se rapporte à un piston pour un moteur à combustion interne. L'invention concerne plus particulièrement un piston comportant au moins un segment, ledit segment étant disposé dans une gorge de forme annulaire ménagée en périphérie du piston, et comportant une ouverture nécessaire à son montage dans ladite gorge. L'ouverture génère une voie de passage des gaz entre des chambres de combustion et de lubrification. II est connu des pistons pour moteur de véhicule automobile comportant au moins un segment. Le moteur du type à combustion interne est généralement constitué d'un bloc moteur coiffé d'une culasse. Dans la partie inférieure du bloc moteur est fixé un carter Io d'huile définissant un bac à huile nécessaire à la lubrification des éléments en mouvement. Ainsi, de part et d'autre du piston se trouve une chambre de combustion et une chambre de lubrification. Le bloc moteur comporte au moins un fût dans lequel est de préférence disposée une jupe sensiblement de forme tubulaire. La surface interne de la jupe est avantageusement destinée à coopérer avec au moins un segment du piston. Le piston comporte ainsi une gorge destinée au montage du segment. La gorge est sensiblement de forme annulaire et est ménagée en périphérie du piston de sorte à déboucher vers l'extérieur. Le segment de piston, alors disposé dans la gorge, faisant saillie hors du piston, s'étend de manière radiale au piston. Il est connu de disposer par superposition plusieurs segments, de préférence trois types de segment par piston, chacun assurant un rôle déterminé. C'est ainsi qu'il est connu de disposer, dans une gorge supérieure, un segment dit coup de feu destiné à résister à la chaleur, dans une gorge inférieure, un segment racleur destiné à empêcher les remontées d'huile du carter d'huile vers la chambre de combustion, et, dans au moins une gorge intermédiaire, un segment de compression assurant la récupération de l'huile. La coupe des segments impose un certain niveau d'étanchéité d'autant meilleure que la pression au niveau de la chambre de combustion est supérieure à la pression au niveau du carter d'huile. Afin de monter de manière aisée chaque segment sur un piston, une ouverture disposée dans le prolongement du segment lui assure une déformation élastique. Il est ainsi connu que l'ouverture peut générer une voie de passage des gaz et/ou de l'huile entre la chambre de combustion et le carter d'huile, annulant ainsi localement l'étanchéité. De nombreux dispositifs visant à améliorer l'étanchéité au niveau de l'ouverture sont connus de l'état de la technique, comme décrit dans le brevet US4109924 notamment. La demanderesse a constaté une efficacité moindre de ces dispositifs, contenant des moyens particuliers d'étanchéité. En effet, l'augmentation du rendement des moteurs a engendré une augmentation significative de la pression dans la chambre de combustion, de sorte à atteindre les limites des moyens d'étanchéité. Par conséquent, la tenue des moyens d'étanchéité aux fortes contraintes dynamiques n'est plus intégralement assurée, rendant de la sorte obsolète l'ajout de tel dispositif sur le piston. En l'absence d'un dispositif d'étanchéité quelconque, la demanderesse a aussi constaté que la voie de passage créée par l'ouverture du segment génère également une remontée d'une quantité d'huile vers la chambre de combustion, néfaste au rendement du io moteur et au respect de l'environnement par ce dernier. La présence d'huile dans la chambre de combustion résulte principalement d'une pression diminuée dans la chambre de combustion pendant certaines phases de fonctionnement du moteur, notamment durant la phase d'admission. En conséquence, la pression dans la chambre de lubrification est, de manière intermittente, plus élevée que dans la chambre de combustion, provoquant de la sorte une remontée des gaz vers la chambre de combustion. La présente invention concerne un piston pour un moteur à combustion interne comportant au moins un segment, ledit segment étant disposé dans une gorge de forme annulaire ménagée en périphérie du piston, et comportant une ouverture nécessaire à son montage dans ladite gorge, l'ouverture générant une voie de passage, palliant tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. La présente invention a trait à un piston caractérisé en ce que ledit segment coopère avec un moyen de filtration s'étendant au droit de ladite voie de passage. Le piston selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le moyen de filtration est apte à laisser passer des gaz et à retenir les particules d'huile, le moyen de filtration se composant d'une grille comportant un maillage de sorte à assurer un filtrage des gaz circulant au travers de la voie de passage. Le piston de l'invention coopère avantageusement avec au moins un segment comportant au moins une fente destinée à coopérer avec le moyen de filtration. Par ailleurs, le piston de l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la fente est ménagée au niveau des extrémités du segment afin de maintenir le moyen de filtration dans l'ouverture du segment, - la grille comporte un maillage de faible dimension, de l'ordre du micron, permettant une coalescence de l'huile, et une armature disposée en sa périphérie, l'armature étant rigide, - le moyen de filtration est soit monté libre dans la fente, la fente étant d'une épaisseur légèrement supérieure à celle du moyen de filtration de sorte à créer un jeu de montage, le jeu de montage étant de préférence compris entre 0.05 et 0.15 mm, soit fixé à au moins une extrémité du segment, - la fente a une longueur déterminée, de préférence comprise entre 3110 et 4110 de la longueur de la grille, de sorte à garder solidaire le segment et la grille lors du montage du io segment sur le piston. L'invention a aussi à trait à un moteur à combustion interne pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un piston comportant au moins un segment coopérant avec un tel moyen de filtration. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-15 après faite en référence aux figures dans lesquelles: la figure 1 représente une vue en perspective d'une partie d'un moteur contenant notamment un piston sur lequel est agencé au moins un segment et un moyen de filtration, selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'un segment de la figure 1, le segment 20 comportant le moyen de filtration de l'invention, - la figure 3 est un agrandissement d'une ouverture du segment de la figure 2. Un bloc moteur, notamment pour moteur à combustion interne, comporte de préférence au moins un fût sensiblement cylindrique dans lequel est emmanché une jupe. Un piston, muni d'au moins un segment, est mobile dans la jupe de sorte que son mouvement alterné de déplacement linéaire selon le prolongement d'une paroie interne de la jupe se transforme en un mouvement de rotation continu afin d'entraîner également en rotation, par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission de vitesses, au moins une roue d'un véhicule. Tel qu'illustré en figure 1, le piston 1 est solidaire de la bielle 2 afin de transmettre un 30 mouvement de rotation au villebrequin 3. Le piston, dont une illustration est donnée en figure 1, à titre d'exemple et de manière non limitative, comporte des gorges sensiblement de forme annulaire, dans lesquelles sont ménagés des segments. Chaque segment est de nature à assurer une fonction déterminée. De préférence, une ouverture 5 située dans le prolongement du segment 4 lui assure une déformation élastique nécessaire à son montage sur le piston. L'ouverture 5 est une voie de passage entre une chambre de combustion, disposée en partie supérieure du piston, et une chambre de lubrification définie par le carter inférieur d'huile. Selon l'invention, au moins un segment 4 du piston 1 est apte à coopérer avec un io moyen de filtration 6. Un tel segment est illustré sur les figures 2 et 3. De préférence, le segment 4 disposé en partie inférieure du piston 1 est destiné à coopérer avec le moyen de filtration 6. Le moyen de filtration 6 est avantageusement destiné à coalescer les particules d'huile. La différence de pression entre les chambres de lubrification et de combustion tend à provoquer un écoulement des gaz au travers de la voie de passage. Le moyen de filtration 6 est apte à assurer au moins deux fonctions, chaque fonction s'exerçant selon des instants distincts de fonctionnement du moteur, dont une description est réalisée ci-après. D'un côté, lorsque la pression dans la chambre de combustion est inférieure à celle de la chambre de lubrification, les gaz contenus dans la chambre de lubrification tendent à circuler au travers de la voie de passage 5, remontant vers la chambre de combustion. Le moyen de filtration 6 est ainsi apte à coalescer les particules d'huile contenues dans les gaz, c'est- à-dire à interdire une remontée de l'huile vers la chambre de combustion par une union des multiples gouttelettes d'huile. D'un autre côté, lorsque la pression dans la chambre de combustion est supérieure à celle de la chambre de lubrification, il y a circulation d'une quantité de gaz contenue dans la chambre de combustion au travers de la voie de passage 5, la circulation s'exerçant vers la chambre de lubrification. Une telle circulation est remarquable en ce qu'elle repousse l'huile vers le bas du carter d'huile. Le moyen de filtration 6 est avantageusement du type d'une grille comportant un maillage déterminé. De préférence le maillage est suffisamment serré pour retenir tout ou partie des particules d'huile contenues dans les gaz. Selon un mode de réalisation préféré, la taille de la maille est de l'ordre du micron afin de permettre la circulation des gaz, tout en colasecant les particules d'huile. En périphérie de la grille 6 est de préférence disposée une armature. L'armature, non représentée, définit un cadre de préférence rigide et de forme sensiblement rectangulaire, hormis les rayons de courbures imposés par la circonférence du segment 4. De préférence, la largeur de la grille 6 est sensiblement égale à la largeur du segment 4 de sorte que l'ensemble des gaz circulant dans la voie de passage 5 passe au travers de la grille. Dans notre mode de réalisation préféré, la grille 6 est montée dans au moins une io fente 7 ménagée sur le segment 4. Bien entendu, selon un autre type de coupe de l'ouverture 5, où l'une des extrémités recouvre l'autre, la fente 7 ménagée dans une des extrémités 4a, 4b est associable à un évidement coopérant avec l'autre extrémité du segment. Une partie de la grille 6 est ainsi disposée entre chacune des extrémités 4a, 4b du segment 4. L'illustration faite en figure 3 détaille la présence d'une fente 7 sur chaque extrémité du segment 4 définie par l'ouverture 5. Dans ce mode de réalisation, la coupe de l'ouverture 5 est du type droite. Les fentes 7 sont ainsi sensiblement disposées en vis-à-vis l'une de l'autre de manière à coopérer avec des parties opposées de la grille 6. De préférence les fentes 7 traversent radialement le segment 4 de sorte que le montage de la grille 6 puisse s'effectuer par coulissement. Chaque fente 7 a une longueur telle qu'un écartement du segment 4, utile au montage du segment 4 dans une des gorges du piston 1, puisse continuellement maintenir la grille 6 sur le segment. Ainsi, la longueur de la fente est de l'ordre de 4/10 de la longueur de la grille. De préférence, la fente 7 a une longueur comprise entre 3/10 et 5/10 de la longueur de la grille 6. Chaque fente 7 a aussi une épaisseur sensiblement supérieure à celle de la grille 6 ou de son armature de sorte à laisser un certain degré de flexibilité du segment 4. Cette flexibilité permet au segment de coopérer au mieux avec une surface intérieure de la jupe contenue dans le fût du bloc moteur. La fente 7 a ainsi une épaisseur supérieure d'environ 0,1 mm à l'épaisseur de la grille ou, en l'espèce, de l'armature disposée en périphérie de la grille 6. De préférence, le jeu de montage de la grille 6 dans la fente 7 est compris entre 0.05 et 0.15 mm. Avantageusement, la circulation des gaz entre les chambres de combustion et de lubrification permet un nettoyage de la grille 6. En effet, lorsque la pression dans la chambre de combustion est supérieure à celle de la chambre de lubrification, les gaz circulant au travers de la voie de passage 5 repoussent l'huile retenue au niveau du moyen de filtration 6 vers le carter inférieur d'huile. REVENDICATIONS 1. Piston (1) pour un moteur à combustion interne comportant au moins un segment (4), ledit segment étant disposé dans une gorge de forme annulaire ménagée en périphérie du piston, et comportant une ouverture (5) nécessaire à son montage dans ladite gorge, l'ouverture générant une voie de passage, caractérisé en ce que ledit segment (4) coopère avec un moyen de filtration (6) s'étendant au droit de ladite voie de passage (5). 2. Piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de filtration (6) est apte à laisser passer des gaz et à retenir les particules d'huile. io 3. Piston selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de filtration (6) se compose d'une grille comportant un maillage de sorte à assurer un filtrage des gaz circulant au travers de la voie de passage. 4. Piston selon la revendication 1, caratérisé en ce que le segment (4) comporte une fente (7) destinée à coopérer avec le moyen de filtration (6) . 5. Piston selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fente (7) est ménagée au niveau des extrémités (4a, 4b) du segment (4) afin de maintenir le moyen de filtration (6) dans l'ouverture (5) du segment (4). 6. Piston selon la revendication 3, caractérisé en ce que la grille (6) comporte un maillage de faible dimension, de l'ordre du micron, permettant une coalescence des particules l'huile, et une armature disposée en sa périphérie, l'armature étant rigide. 7. Piston selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de filtration (6) est monté libre dans la fente (7), la fente étant d'une épaisseur légèrement supérieure à celle du moyen de filtration de sorte à créer un jeu de montage, le jeu de montage étant de préférence compris entre 0.05 et 0.15 mm. 8. Piston selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de filtration (6) coopère avec un moyen de fixation de sorte qu'au moins une extrémité (4a, 4b) du segment (4) est solidaire du moyen de filtration. 9. Piston selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la fente (7) a une longueur déterminée, de préférence compris entre 3/10 et 5/10 de la longueur de la grille (6), de sorte à garder solidaire le segment (4) et la grille (6) lors du montage du segment sur le piston (1). 10. Moteur à combustion interne pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un piston (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.