EP0116490A1 - Piston pour moteur a combustion interne - Google Patents

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EP0116490A1
EP0116490A1 EP84400052A EP84400052A EP0116490A1 EP 0116490 A1 EP0116490 A1 EP 0116490A1 EP 84400052 A EP84400052 A EP 84400052A EP 84400052 A EP84400052 A EP 84400052A EP 0116490 A1 EP0116490 A1 EP 0116490A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
chamber
ribs
define
internal combustion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP84400052A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Auguste Moiroux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bmb Civile Ste
Original Assignee
Bmb Civile Ste
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0116490A1 publication Critical patent/EP0116490A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/16—Pistons  having cooling means
    • F02F3/18—Pistons  having cooling means the means being a liquid or solid coolant, e.g. sodium, in a closed chamber in piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/06—Arrangements for cooling pistons

Definitions

  • longitudinal ribs in the closed annular chamber situated between the piston and its internal lining, said ribs extending over most of the height of the chamber and being alternately inclined in one direction and then in the other. relative to the axis of the piston, so as to define, in said chamber, a succession of adjacent longitudinal channels whose section increases (or decreases) from one end of the piston towards the other.
  • the cylindrical piston 1 has an annular portion 2 provided with fins 3.
  • the latter is intended, as is known , to constitute the engine sweep pump and operates in a chamber at a relatively low temperature.
  • a cylindrical liner 4 coaxial with the piston.
  • a shoulder 4b of the liner 4 allows its attachment to the annular portion 2 of the piston.
  • the outside diameter of the liner 4 is less than the inside diameter of the piston 1 so that the assembly defines an annular chamber 5 which is sealed from the outside.
  • Chamber 5 will not, in general, be limited to the strict annular volume defined by the piston and its lining; on the contrary, it is preferable to close the liner 4 with a bottom 4a coming at some distance from the bottom of the piston which moves in the combustion chamber of the engine.
  • the closed chamber 5 has an annular part and a substantially flat volume (5a) between the bottoms 4a and the.
  • ribs 6 which are substantially longitudinal. They extend, as can be seen, over almost the entire height of the piston but stop at some distance from the shoulder 4b. On the side of the bottom 4a the ribs extend substantially to this bottom but, in the absence of flat volume 5a, should stop some distance from the bottom of the piston.
  • the ribs 6 have come from manufacture with the lining 4 and it can be seen in FIG. 2 that they are slightly inclined relative to the axis of the lining, alternately in one direction then in the other.
  • these ribs 6, very slightly helical, define adjacent longitudinal channels 7 throughout the annular part of the chamber 5.
  • all the channels 7 will be identical and their section will increase (or decrease) from one of the ends of the piston towards each other.
  • cooling fluid oil, sodium, etc.
  • the heat to be removed comes from the combustion chamber and is transmitted to the piston 1 on the side of its bottom 1a.
  • the piston 1 moves in the direction of the arrow F and the coolant which had collected in the chamber 5a on the bottom side la is first entrained in the movement of the piston.
  • the cooling fluid continues its movement by inertia in the direction of the arrow F, mainly using those of the channels 7 whose section is the greatest in the vicinity of the bottom of the piston.
  • the speed of the fluid increases rapidly, in the channels 7, the section of which decreases and becomes very high when it reaches the shoulder 4b.
  • the heat transfer then takes place satisfactorily between the cooling fluid and the annular portion 2 cooled by the purge air, thanks in particular to the fins 3.
  • the invention can be implemented on most pistons for internal combustion engines, in particular on those whose cooling is difficult to obtain by known means.
  • the ribs 6 are produced at the same time as the jacket 4, it is obvious that these ribs could be produced at the same time as the piston 1.
  • the piston and the jacket 4 are generally constituted by molded parts then machined, which allows easy production of the ribs.

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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Piston pour moteur à combustion interne, en particulier 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 à définir une chambre fermée annulaire (5) apte à recevoir un fluide de refroidissement. 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 dont la section augmente depuis l'une des extrémités du piston vers l'autre.

Description

  • On sait que le refroidissement des pistons pour moteurs à combustion interne est un problème délicat, en particulier lorsqu'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 chemisage intérieur, lesdites nervures s'étendant sur la majeure partie de la hauteur de 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 longitudinaux adjacents dont la section augmente (ou diminue) depuis l'une des extrémités du piston vers l'autre.
  • L'invention sera mieux comprise et diverses caractéristiques 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 vue développée de la surface extérieure du chemisage du piston.
  • Si l'on se reporte au dessin on voit un piston moteur destiné plus particulièrement à un moteur à piston libre. En effet à l'une de ses extrémités, qui est opposée à celle destinée à pénétrer 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 à température relativement basse.
  • A l'intérieur du piston creux 1 est disposé un chemisage cylindrique 4 coaxial au piston. Un épaulement 4b du chemisage 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 pas, en général, limitée au strict volume annulaire défini par le piston et son chemisage; on préférera, au contraire, fermer le chemisage 4 par un fond 4a 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 (5a) entre les fonds 4a 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 4b. Du côté du fond 4a les nervures s'étendent sensiblement jusqu'à ce fond mais, en l'absence de volume plat 5a, 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 légèrement inclinées par rapport à l'axe du chemisage, alternativement dans un sens puis dans l'autre. Ainsi, ces nervures 6, très légèrement hélicoïdales, 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 quantité de fluide de refroidissement (huile, sodium, etc.) est emprisonnée 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 1a. Après l'explosion,le piston 1 se déplace dans le sens de la flèche F et le fluide de refroidissement qui s'était rassemblé dans la chambre 5a 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 4b. Le transfert thermique s'effectue alors de façon satisfaisante entre le fluide de refroidissement 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 produisent, le fluide de refroidissement débouchant à grande vitesse dans le volume 5a au moment où 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.
  • L'invention peut être réalisée sur la plupart des pistons pour moteurs à combustion interne, notamment sur ceux dont le refroidissement est difficilement obtenu par les moyens connus. Bien que l'on ait décrit, en référence aux dessins, un mode de réalisation dans lequel les nervures 6 sont fabriquées en même temps que la chemise 4, il est bien évident que ces nervures pourraient être fabriquées en même temps que le piston 1. On sait en effet que le piston et la chemise 4 sont généralement constitués par des pièces moulées puis usinées, ce qui permet une réalisation facile des nervures.

Claims (2)

1. Piston pour moteur à combustion interne, en particulier 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 à 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 (4a) espacé du fond (la) du cylindre extérieur (1), le volume plat (5a) compris entre les deux fonds (la) et (4a) étant en communication avec la chambre fermée annulaire (5) et les canaux adjacents (7) débouchant dans ledit volume plat.
EP84400052A 1983-01-27 1984-01-11 Piston pour moteur a combustion interne Withdrawn EP0116490A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

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FR8301236 1983-01-27
FR8301236A FR2540183A1 (fr) 1983-01-27 1983-01-27 Piston pour moteur a combustion interne

Publications (1)

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EP0116490A1 true EP0116490A1 (fr) 1984-08-22

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ID=9285332

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EP84400052A Withdrawn EP0116490A1 (fr) 1983-01-27 1984-01-11 Piston pour moteur a combustion interne

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US (1) US4513697A (fr)
EP (1) EP0116490A1 (fr)
JP (1) JPS59145343A (fr)
ES (1) ES285507Y (fr)
FR (1) FR2540183A1 (fr)

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