Brevet FR2904865A1 — publié le 20080215

Segment de piston pour moteur La présente invention concerne un segment de piston, du type comprenant un jeu de coupe qui présente deux surfaces en contact glissant. Lors du fonctionnement d'un moteur, de par les différences de pression entre différentes zones de l'ensemble segments / piston I chemise, il est généré des flux de gaz allant de la chambre de combustion vers le bas carter. Ces flux de gaz dans la segmentation participent à la perte de rendement du moteur et donc de performance, ainsi qu'à la consommation d'huile. On connaît dans l'état de la technique des segments, appelés segments labyrinthe, qui présentent un jeu de coupe en gradins pouvant se refermer en fonctionnement, limitant ainsi les flux de gaz entre les régions situées au-dessus et au-dessous du piston. Cependant, ce type de jeu de coupe génère un encrassement par dépôt d'huile calaminée qui peut bloquer ce jeu de coupe et modifier le comportement du segment, provoquant alors une usure accélérée et une dégradation du comportement du moteur car le segment ne peut plus jouer efficacement son rôle de conformabilité avec la chemise. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en propo-sant un dispositif permettant de réduire les risques d'encrassement du jeu de coupe. A cet effet, l'invention a pour objet un segment de piston, du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de modification de l'une au moins des surfaces en contact, adaptés pour favoriser l'écoulement de fluide entre les deux surfaces sous l'effet d'une différence de pression existant entre les deux faces du segment. Le segment de piston selon l'invention peut comporter une ou plu-sieurs des caractéristiques suivantes : - lesdites surfaces en contact forment des pans coupés inclinés ; - lesdits moyens de modification comprennent des micro-canaux d'écoulement de fluide ; - lesdits micro-canaux s'étendent sensiblement suivant la ligne de plus grande pente du pan coupé ; 2904865 2 - chaque micro-canal s'étend d'une tranche d'extrémité à l'autre du segment ; - les micro-canaux forment une pluralité de rainures parallèles ; - lesdits micro-canaux ont une profondeur comprise sensiblement 5 entre 1 et 40 pm ; - lesdits moyens de modification comprennent un revêtement adapté pour limiter le dépôt de calamine ; et - ledit revêtement comprend du PTFE. L'invention a également pour objet un moteur à explosion, carac-10 térisé en ce qu'il comprend un piston muni d'au moins un segment tel que décrit précédemment. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : 15 - la Figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un cylindre d'un moteur selon l'invention ; - la Figure 2 est une vue en perspective d'un segment du piston de la Figure 1 ; - la Figure 3 est une vue en perspective détaillée d'une surface 20 du jeu de coupe du segment de la Figure 2 selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la Figure 4 est une vue en coupe transversale selon le plan IV de la Figure 3 montrant les deux surfaces du jeu de coupe ; et - la Figure 5 est une vue similaire à la Figure 3 selon un 25 deuxième mode de réalisation de l'invention. La Figure 1 représente, de façon schématique, un cylindre 10 d'un moteur comprenant une chemise 12 à l'intérieur de laquelle coulisse un pis-ton 14. Le piston 14 est relié à une bielle 16 et est muni de trois 30 segments 18. Un seul de ces trois segments 18 est représenté sur la Figure 2. Ce segment 18 présente un jeu de coupe 20 défini par une sur-face supérieure 22 et une surface inférieure 24, les deux surfaces 22, 24 2904865 3 étant planes et parallèles et en contact glissant. Les surfaces 22, 24 forment deux pans coupés inclinés dans le segment 18. Selon un premier mode de réalisation de l'invention représenté sur la Figure 3, alors que la surface supérieure 22 est lisse, la surface inférieure 5 24 comporte une pluralité de micro-canaux 26, obtenus par exemple par usi-nage, qui recouvrent la totalité de la surface 24. Ces micro-canaux 26 sont parallèles et s'étendent suivant la ligne X-X de plus grande pente du pan coupé, de la face supérieure 28 du segment 18 jusqu'au voisinage de la face inférieure 30 du segment 18. 10 Les micro-canaux 26 peuvent par exemple avoir une section ondulée, comme c'est le cas ici, ou encore triangulaire, et la profondeur des micro-canaux 26 est comprise entre environ 1 et 40 pm. Comme on le voit mieux sur la Figure 4, lorsque les surfaces 22 et 24 sont appliquées l'une sur l'autre, chaque micro-canal 26 forme avec la 15 partie en regard de la surface 22 un conduit capillaire 32 qui débouche par une extrémité sur la face supérieure 28 du segment 18, et par son autre extrémité sur la face inférieure 30 du segment 18. Ainsi, lors du fonctionnement du moteur, la différence de pression existant entre les deux faces 28, 30 du segment 18 produit un écoulement 20 capillaire de fluide, en particulier d'huile calaminée, entre les deux surfaces 22, 24 du segment 18. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention représenté sur la Figure 5, la surface inférieure 24 comporte une pluralité de micro-canaux 26. 25 Ces micro-canaux 26 sont parallèles et s'étendent suivant la ligne X-X de plus grande pente du pan coupé. Ce mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que les micro-canaux sont interrompus, de sorte que leur longueur est inférieure à la longueur L de la surface 24, mesurée suivant la direction X-X. 30 Les micro-canaux 26 sont décalés en quinconce sur la surface 24. Les autres caractéristiques de ces micro-canaux, ainsi que leur fonction, sont identiques à celles des micro-canaux du premier mode de réalisation. 2904865 4 Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, les deux surfaces 22, 24 inclinées sont planes et munies d'un revêtement. Ce revêtement a des propriétés qui visent à limiter les risques de dépôt de calamine sur les surfaces 22, 24. 5 Ce revêtement peut être réalisé en PTFE, ou Teflon , et déposé par des méthodes appropriées, comme par exemple des méthodes de réduction ou encore des méthodes photochimiques. Dans ce mode de réalisation, l'huile calaminée va en quelque sorte glisser sur les surfaces 22, 24, entraînant avec elle les éventuels dé- 10 pôts de calamine présents dans le jeu de coupe. Le dispositif selon l'invention permet donc de favoriser l'expulsion d'huile calaminée à travers le jeu de coupe, diminuant ainsi les risques d'encrassement de ce dernier et prolongeant la durée de vie du moteur. REVENDICATIONS 1. Segment (18) de piston (14), du type comprenant un jeu de coupe (20) qui présente deux surfaces (22, 24) en contact glissant, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de modification de l'une au moins des surfaces (22, 24) en contact, adaptés pour favoriser l'écoulement de fluide entre les deux surfaces (22, 24) sous l'effet d'une différence de pression existant entre les deux faces (28, 30) du segment (18). 2. Segment (18) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites surfaces (22, 24) en contact forment des pans coupés inclinés. 3. Segment (18) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de modification comprennent des micro-canaux (26) d'écoulement de fluide. 4. Segment (18) selon les revendications 2 et 3 prises ensemble, caractérisé en ce que lesdits micro-canaux (26) s'étendent sensiblement suivant la ligne (X-X) de plus grande pente du pan coupé. 5. Segment (18) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque micro-canal (26) s'étend d'une tranche d'extrémité à l'autre du segment (18). 6. Segment (18) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les micro-canaux (26) forment une pluralité de rainures parallèles. 7. Segment (18) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que lesdits micro-canaux (26) ont une profondeur comprise sensiblement entre 1 et 40 pm. 8. Segment (18) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de modification comprennent un revêtement adapté pour limiter le dépôt de calamine. 9. Segment (18) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit revêtement comprend du PTFE. 10. Moteur à explosion, caractérisé en ce que qu'il comprend un piston (14) muni d'au moins un segment (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.