FR2741389A1 - Moteur a combustion interne et procede pour deposer une couche d'isolation thermique sur une partie d'un tel moteur - Google Patents

Moteur a combustion interne et procede pour deposer une couche d'isolation thermique sur une partie d'un tel moteur Download PDF

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Abstract

La couche d'isolation thermique (1) appliquée sur les parties d'un moteur à combustion interne est formée au moins par endroits par un matériau isolant et possède un indice de pénétration thermique répondant à la formule: (CF DESSIN DANS BOPI) avec b: indice de pénétration thermique de la couche d'isolation thermique en [J.(Kcm**2 2Roots|<T 446>)**-1]; rho: masse volumique de la couche d'isolation thermique en [g/cm**3]; lambda: conductibilité thermique du matériau isolant en [W/cmK]; C: chaleur spécifique du matériau isolant en [J/jK], l'indice étant inférieur à 0,25 [J.(Kcm**2 2Roots|<T 446>)**-1], et notamment est inférieur à 0,1 [J.(Kcm**2 2Roots|<T 446>)**-1], la conductibilité thermique lambda du matériau isolant (4) étant inférieure à 0,03 W/cmK. Application notamment aux moteurs de voitures de tourisme.

Description

L'invention concerne un moteur à combustion interne comportant des parties
soumises à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique, notamment à l'intérieur de la chambre de combustion et qui sont recouvertes au moins en partie par une couche poreuse d'isolation thermique, qui est formée par un matériau isolant résistant à la chaleur, stable vis-à-vis de chocs thermiques et résistant à l'usure, et possédant une porosité globale supérieure à 20% et qui est formé par des grains creux et/ou des fibres creuses, qui sont reliés entre eux extérieurement, la couche d'isolation thermique (1) possédant un indice de pénétration thermique défini par la formule suivante: b = /p.C.,X b: indice de pénétration thermique de la couche d'isolation thermique en [J.(Kcm2 /s)-l] p: masse volumique de la couche d'isolation thermique en [g/cm3] À conductibilité thermique du matériau isolant en [W/cmK] C: chaleur spécifique du matériau isolant en [J/gK], et qui est inférieur à 0,25 [J.(Kcm2 4s)-l], et notamment est inférieur à
0,1 [J.(Kcm2 /')-1].
L'invention concerne en outre un procédé pour déposer une couche d'isolation thermique sur une partie soumise à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique, d'un moteur à combustion interne, laquelle couche d'isolation thermique est constituée au moins par endroits par un matériau isolant résistant à la chaleur, stable vis- à-vis de chocs thermiques et résistant à l'usure, et dans lequel pour l'obtention d'une porosité globale de la couche d'isolation thermique égale au moins à 20%, cette couche est formée par des grains creux et/ou par des fibres creuses, qui sont reliés entre
eux extérieurement.
Le moteur à combustion interne et le procédé, indiqués précédemment sont tous deux connus d'après la demande
internationale de brevet WO 93/13245.
La demande internationale de brevet WO 93/13245 décrit un moteur à combustion interne agencé sous la forme d'un moteur diesel et comportant des parties qui sont soumises à l'effet de la combustion et sont notamment soumises à une contrainte thermique, telles que des pistons, qui délimitent la chambre de combustion. Au sens de l'invention, l'expression "moteur à combustion interne" désigne non seulement un moteur diesel, mais n'importe quel type de moteur à combustion interne, comme par exemple un moteur à combustion interne à pistons alternatifs et notamment également un moteur à essence. Les composants du moteur, qui sont chargés par les gaz de combustion, notamment les têtes des pistons du moteur, sont recouverts d'une couche d'isolation thermique, qui représente une barrière thermique. Grâce à la présence de la couche d'isolation thermique, le piston et éventuellement également d'autres parties recouvertes par la couche d'isolation thermique peuvent être soumis notamment à une température accrue. Afin que la couche d'isolation thermique ne soit pas détruite, par exemple par l'effet d'un écaillage, lors de l'apparition de variations brusques de température lors de la combustion en forme d'explosion du carburant, la couche d'isolation thermique est formée par un matériau isolant résistant à la chaleur, stable vis-à-vis des chocs thermiques et résistant à l'usure, notamment de l'oxyde de zirconium (ZrO2) stabilisé par de l'oxyde d'yttrium (Y203). A partir de la stabilité accrue de ces pièces vis-à- vis de la température, on devrait obtenir théoriquement une consommation plus faible de carburant et de ce fait également une éjection réduite de substances nocives, ce qui améliorerait la compatibilité du moteur diesel avec l'environnement. Mais dans la pratique, il apparait une consommation accrue de carburant, de sorte que les couches d'isolation
thermique déjà connues ne sont pas appropriées.
L'invention a pour but de développer le moteur à combustion interne du type indiqué de manière à réduire l'émission de substances nocives, qu'il produit. D'autre part, l'invention a pour but d'indiquer un procédé pour appliquer la couche d'isolation thermique. Le problème est résolu dans le moteur à combustion interne considéré par le fait que la conductibilité thermique X du matériau
isolant est inférieure à 0,03 W/cmK.
Le problème est résolu dans le cas du procédé grâce au fait qu'on choisit, comme matériau pour les grains et/ou les fibres, un matériau tel que le matériau isolant, formé à partir de ces grains et/ou fibres, possède une conductibilité thermique X inférieure à
0,03 W/cmK.
Sous l'effet du recouvrement au moins par zones des parties soumises à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique, avec une couche d'isolation thermique très poreuse conforme à l'invention, possédant l'indice de pénétration thermique indiqué, qui ne peut être obtenu jusqu'à présent qu'au moyen de la porosité totale conforme à l'invention, la chaleur, qui apparait lors d'un processus de combustion, pénètre en général à un faible degré dans la couche d'isolation thermique et éventuellement également dans les parties métalliques. De ce fait, la chaleur ne peut être y stockée
temporairement qu' à un degré tout au plus négligeable.
Contrairement à l'état actuel de la technique, dans lequel lors d'un processus de combustion, pendant la première partie de la phase d'expansion qui est importante pour le travail du gaz, de la chaleur s'évacue du gaz de travail pour pénétrer dans la couche d'isolation thermique déjà connue, conformément à l'invention la chaleur, qui est évacuée jusqu'alors pendant la phase d'alternance de charge, est disponible au moins dans une large mesure pour l'entraînement et n'est plus comme jusqu'alors délivrée au gaz frais, ce qui avait pour effet que cette chaleur était perdue pour le processus
de travail, en l'absence de l'enseignement selon l'invention.
Globalement on obtient des processus améliorés de combustion et de faibles valeurs de substances nocives, ainsi qu'un rendement amélioré, à partir du fonctionnement adiabatique plus favorable, fourni
conformément à l'invention, du moteur à combustion interne.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'indice de
pénétration thermique est inférieur à 0,1 [K.(Kcm2 /s)-l].
Selon une autre caractéristique de l'invention, la porosité globale de la couche d'isolation thermique correspond à une somme d'une porosité interstitielles et d'une porosité interne, la porosité interstitielles est formée par des cavités extérieures qui sont présentes entre les différents grains et/ou fibres du matériau isolant de la couche d'isolation thermique et la porosité interne est formée par des cavités internes, que présentent au moins quelques-uns des grains et/ou des fibres, la porosité interne étant supérieure à une porosité de retassures de glissement, et la porosité globale est supérieure à 40% du volume total de la couche d'isolation thermique, la porosité interstitielles étant
comprise entre 3 et 15%.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la porosité totale de la couche d'isolation thermique correspond à une somme d'une porosité interstitielles et d'une porosité interne, la porosité interstitielles est formée par des cavités extérieures qui sont présentes entre les différents grains et/ou fibres du matériau isolant de la couche d'isolation thermique et la porosité interne est formée par les cavités internes, que présentent au moins quelques-uns des grains et/ou des fibres, la porosité interne étant supérieure à une porosité de retassures de glissement, et la porosité globale égale jusqu'à 90% et notamment jusqu'à 95% du volume total de la couche d'isolation thermique, la
porosité interstitielles étant inférieure à 15%.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la masse volumique de la couche d'isolation thermique est inférieure à 5,1 g/cm3 et notamment est inférieure à 3,6 g/cm3, que la conductibilité thermique du matériau isolant est inférieure à 0,01 W/cmK et la chaleur spécifique C du matériau isolant est inférieure à 0,4 J/gK et
notamment est inférieure à 0,25 J/gK.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le moteur à combustion interne est un moteur à combustion interne à pistons alternatifs, la partie soumise à l'effet de la combustion, et notamment à une contrainte thermique, est une surface de glissement de cylindres du moteur à combustion interne à pistons alternatifs et la surface de glissement des cylindres est recouverte, par la couche d'isolation
thermique au moins au niveau de la zone de compression.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le moteur à combustion interne est un moteur à combustion interne à pistons alternatifs, la partie soumise à l'effet de la combustion, et notamment à une contrainte thermique, est une tête de piston du moteur à combustion interne à pistons alternatifs et la tête de piston comporte la
couche d'isolation thermique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche d'isolation thermique est formée dans une large mesure par de l'oxyde de zirconium (ZrO2) partiellement stabilisé notamment avec de
l'oxyde d'yttrium (Y203) et/ou de l'oxyde de cérium (CeO2).
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche d'isolation thermique est formée dans une large mesure par de l'oxyde de zirconium (ZrO2) partiellement stabilisé notamment par de l'oxyde d'yttrium (Y203) et/ou par de l'oxyde de cérium (CeO2), le pourcentage de ZrO2 et/ou de l'oxyde de cérium (CeO2) étant compris entre 6% et
% et notamment entre 7% et 9%.
Selon une autre caractéristique de l'invention, une couche d'adhésif est disposée entre la couche d'isolation thermique et le matériau de base de la partie non recouverte qui est soumise à l'effet de
combustion et notamment à une contrainte thermique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, une couche d'adhésif est disposée entre la couche d'isolation thermique et le matériau de base de la partie non recouverte, soumise à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique, et la couche d'adhésif est agencée sous la forme d'une couche de protection contre
la corrosion.
Selon une autre caractéristique de l'invention, une couche d'adhésif est disposée entre la couche d'isolation thermique et le matériau de base de la partie non recouverte, soumise à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique, et la couche d'adhésif est une couche de MeCrAlY, Me comprenant les matériaux Ni et/ou Fe et/ou Co. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour le dépôt de la couche d'isolation thermique, on choisit des grains et/ou des fibres, tels qu'ils possèdent, en leur intérieur, un noyau entouré par le matériau isolant, et notamment pouvant être éliminé par voie thermique, et, lors du dépôt et/ou dans le cas o la couche d'isolation thermique est préexistante, le noyau est éliminé pour former une
cavité intérieure produisant une porosité interne.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on dépose la couche d'isolation thermique au moyen d'une projection de plasma, lors de la projection de plasma, et, on utilise des grains et/ou des fibres tels qu'ils comportent, en leur intérieur, un noyau entouré par le matériau isolant et notamment pouvant être éliminé thermiquement, et, lors du dépôt, le noyau est éliminé moyennant la formation d'une
cavité interne formant une porosité interne.
Selon une autre caractéristique de l'invention; on vaporise
le noyau.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on vaporise
le noyau au-dessous de 400 C.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on applique extérieurement une couche de colle sur les grains et/ou sur les fibres avant leur liaison avec la couche d'isolation thermique et, lors de la formation de la couche d'isolation thermique, les grains et/ou les
fibres sont reliés entre eux à l'aide de la couche de colle.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on applique extérieurement une couche de colle d'une épaisseur atteignant jusqu'à nm sur les grains et/ou sur les fibres avant leur liaison à la couche d'isolation thermique, et, lors de la réalisation de la couche d'isolation thermique, on relie entre eux les grains et/ou les fibres à l'aide de la
couche de colle.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on applique extérieurement une couche de colle formée de A1203 sur les grains et/ou sur les fibres avant leur liaison à la couche d'isolation thermique et, lors de la formation de la couche d'isolation thermique, les grains
et/ou les fibres sont reliés entre eux au moyen de la couche de colle.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on applique extérieurement une couche de colle sur les grains et/ou sur les fibres avant leur liaison à la couche d'isolation thermique à l'aide d'un procédé utilisant un sol et/ou un gel et lors de la formation de la couche d'isolation thermique, les grains et/ou les fibres sont reliés
entre eux à l'aide de la couche de colle.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche d'isolation thermique est appliquée au moyen d'un procédé de dépôt physique en phase gazeuse utilisant un faisceau d'électrons (connu sous le sigle EP-PDV) et/ou au moyen d'un procédé atmosphérique de
projection de plasma (APS).
D'autres caractéristiques et avantages de la présente
invention ressortiront de la description donnée ci-après prises en
référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne comportant une couche d'isolation thermique disposée au niveau de la zone de compression; - la figure 2 représente une vue à plus grande échelle d'une partie de la couche d'isolation thermique de la figure 1; et - la figure 3 représente un produit de sortie, comportant le matériau isolant, pour la fabrication de la couche d'isolation
thermique des figures 1 et 2.
Sur la figure 1, on a représenté une chambre de combustion d'une machine à combustion interne et notamment d'un moteur à combustion interne. Le moteur à combustion interne comporte notamment le bloc- cylindres 12, la culasse 13, une bougie d'allumage ou une bougie de réchauffage 14 en fonction du type de moteur, des soupapes 15, un piston 16 comportant des segments 17 et éventuellement un injecteur (non représenté), etc. La chambre de combustion est recouverte, au niveau de la zone de compression 7, dans la région des sièges de soupapes 18, dans la zone des soupapes 15 et dans la zone de la tête 8 du piston 16, par une couche d'isolation thermique 1, dont l'indice de pénétration thermique b est inférieur à 0,25. IL est plus avantageux d'avoir un indice de pénétration thermique b en particulier inférieur à 0,1 étant donné qu'on a un meilleur fonctionnement adiabatique du moteur à combustion interne. Le meilleur fonctionnement adiabatique peut être dû au fait que le transfert de chaleur et par conséquent le transfert d'énergie du gaz de travail à la couche d'isolation thermique 1, éventuellement au matériau de base de la partie devant être recouverte, qui est soumise à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique et qui est située en arrière de la couche
d'isolation thermique 1, sont au moins réduits.
Au moyen d'une isolation thermique déjà connue jusqu'à présent, cet effet ne peut pas être obtenu étant donné que dans le cas du processus de combustion, dans la première partie de la phase d'expansion qui est importante pour le travail du gaz, de la chaleur s'évacue du gaz de travail en direction de la couche d'isolation thermique isolée au sens déjà connu. La chaleur évacuée au niveau de la couche d'isolation thermique déjà connue, et éventuellement des couches successives, était jusqu'alors évacuée dans le gaz frais pendant la phase d'alternance de charge, et, en l'absence de l'enseignement selon l'invention, était perdue pour le processus de travail. C'est seulement grâce à l'utilisation, selon l'invention, de couches d'isolation thermique 1 possédant l'indice de pénétration thermique b indiqué, qui peut être obtenu grâce à la porosité globale élevée de la couche d'isolation thermique 1 selon l'invention, que la quantité de la chaleur évacuée jusqu'alors sans être utilisée est réduite de façon suffisante. L'indice de pénétration thermique b est défini par l'expression mathématique suivante
b = p.C.
p: indice de pénétration thermique de la couche d'isolation thermique en [J.(Kcm2 Ts)-1] p: masse volumique de la couche d'isolation thermique en [g/cm3] X: conductibilité thermique du matériau isolant en [W/cmK]
C: chaleur spécifique du matériau isolant en J/gK].
Les valeurs limites supérieures de ces caractéristiques du matériau de la couche d'isolation thermique 1 ou du matériau isolant 4 sont les suivantes: - la masse volumique de la couche d'isolation thermique 1 est inférieure à 5,1 g/cm3 et notamment est inférieure à 3,6 g/cm3; - la conductibilité thermique du matériau isolant 4 est inférieure à 0,03 W/cm3, et notamment est inférieure à 0,01 /cmK, et - la chaleur spécifique C du matériau isolant 4 est inférieure à
0,4 J/gK et notamment est inférieure à 0,25 J/gK.
La disposition, donnée sur la figure 1, de la couche d'isolation thermique 1 est uniquement indiquée à titre d'exemple. En principe, la couche d'isolation thermique 1 peut être disposée sur toutes les parties, qui sont soumises à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique, telles que le piston 16, toute la surface de glissement 6 du cylindre, les bougies d'allumage ou de réchauffage 14, etc. Pour pouvoir recouvrir les parties indiquées avec la couche d'isolation thermique 1, il faut que le matériau isolant 4 ou la couche de matériau isolant 1 convienne en ce qui concerne les contraintes qui lui sont imposées, et c'est pourquoi le matériau isolant 4 doit, outre le fait de posséder les caractéristiques mentionnées jusqu'alors, être également résistant à la chaleur, stable vis-à-vis des chocs thermiques et être résistant à l'usure. A cet effet, l'oxyde de zirconium tétragonal (t'-ZrO2) partiellement stabilisé par de l'oxyde d'yttrium (Y203) et/ou par de l'oxyde de cérium (CeO2) s'est avéré particulièrement avantageux, le pourcentage de ZrO2 et/ou D'oxyde de cérium CeO2
étant compris entre 6% et 10% et notamment entre 7% et 9%.
La couche d'isolation thermique 1 est formée par un matériau isolant granulaire et/ou fibreux 4, dont les grains et/ou les fibres sont reliés entre eux extérieurement. En leur intérieur, au moins quelques-uns des grains 2 et/ou des fibres possèdent des cavités internes 5. Au sens de l'invention, on peut comprendre que l'expression "couches d'isolation thermique 1 formées par des grains 2 et/ou des fibres, qui sont reliés entre eux extérieurement par
adhérence", désigne également des mousses.
La couche d'isolation thermique 1 possède, dans l'ensemble du volume qu'elle occupe, une porosité globale élevée supérieure à %, de préférence supérieure à 40% et notamment de préférence supérieure à 90%. La porosité globale de la couche d'isolation thermique 1 est égale à la somme d'une porosité interstitielles et d'une porosité interne. La porosité interstitielles est formée essentiellement à partir des cavités extérieures 3, qui sont disposées entre les différents grains 2 et/ou fibres du matériau isolant 4 de la couche d'isolation thermique 1, tandis que la porosité intérieure est essentiellement formée par les cavités internes 5 des grains 2 et/ou des fibres à
l'intérieur du matériau isolant 4.
Il faut tenir compte, à cet égard, du fait que la porosité interne est supérieure à la porosité des retassures de glissement des grains 2 ou des fibres, qui peut apparaître dans le cas d'une rigidification inappropriée des grains 2 et/ou des fibres. Le pourcentage de la porosité interstitielles est en général compris entre 3 à 15%, d'une manière conditionnée par le procédé. La valeur résiduelle par rapport à
la porosité totale est fournie par la porosité interne.
Pour obtenir une bonne adhérence, sur le côté extérieur, des grains 2 et/ou des fibres du matériau isolant 4 de la couche d'isolation thermique 1 entre eux, les grains 2 et/ou les fibres possèdent une couche de colle 11 qui entoure le matériau isolant 4 et dont l'épaisseur
de couche est égale au maximum à 200 nm.
De façon appropriée, cette couche de colle 11 a
simultanément une action de protection vis-à-vis de la corrosion.
Comme matériau pour cette couche de colle 11 et la couche de protection contre la corrosion, il convient d'utiliser notamment du
A12033.
D'autre part, entre la couche d'isolation thermique 11 et le matériau de base de la partie non recouverte, soumise à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique, il est prévu une couche 9 d'un agent adhésif, qui judicieusement est agencée simultanément en tant que couche de protection vis-à-vis de la corrosion. Comme matériau approprié pour la couche d'agent adhésif 9, il est approprié notamment d'utiliser un alliage MeCrAIY, le métal Me étant formé par les matériaux nickel (Ni) et/ou fer (Fe) et/ou cobalt (Co). Le revêtement des parties, soumises à l'effet de la combustion et notamment soumises à une contrainte thermique, avec la couche d'isolation thermique 1 peut être obtenu par exemple en utilisant des couches d'isolation thermique 1 préfabriquées et préformées. Cependant il est plus approprié de déposer la couche d'isolation thermique en utilisant un procédé de projection de plasma (APS) et/ou en utilisant un procédé physique de dépôt utilisant un
faisceau d'électrons (EBPVD, sigle tiré de l'anglais "Electron Beam-
il Physical Vapor Deposition", c'est-à-dire dépôt physique en phase
vapeur utilisant un faisceau d'électrons).
Dans le cas d'un procédé APS, qui a été exécuté avec un brûleur PT-F4 et une armoire de commande PT 2000, on a utilisé comme matériau de départ, des grains 2 et/ou des fibres agglomérés et/ou frittés, d'un diamètre compris entre 45 et 125 gm, tels qu'ils sont représentés sur la figure 3. Les grains 2 et/ou les fibres possèdent
intérieurement un noyau 10, qui est entouré par le matériau isolant 4.
Le matériau isolant 4, qui contient de préférence 8% en poids de t'-ZrO partiellement stabilisé par 8% en poids de Y203, est entouré au moins par endroits par la couche de colle 11 formée notamment de A1203, qui est déposée de façon appropriée au moyen d'un procédé de dépôt de
sol / gel.
Avec le procédé APS, on a formé une couche d'isolat:ion thermique 1 possédant une épaisseur de 2 mm, les autres paramètres de processus étant les suivants: configuration de projection: buse 300-002, diamètre du tube d'application de poudre 2 mm, position du tube d'application de poudre 12: 00, dispositif de retenue du tube d'application de poudre 90 et distance par rapport au tube d'application de poudre 6 mm; paramètres de projection: intensité du courant 55 A, gaz primaire argon (Ar) 37 1/mn, gaz secondaire H2 10 1/mn, gaz porteur de la poudre Ar 3,5 1/mn, débit de poudre 40 g/mn, distance entre la partie à recouvrir et la buse 150 mm, angle de projection du jet de plasma par rapport à la partie à recouvrir 65 et préchauffage de la partie à
recouvrir 300 C.
Lors du dépôt de la couche d'isolation thermique 1, on élimine thermiquement par vaporisation le noyau 10, qui est formé par une substance pouvant être vaporisée dans les conditions de dépôt, notamment par une matière plastique, moyennant la formation des cavités 5 qui sont responsables de la porosité intérieure. Lors de l'élimination du noyau 10, on peut envelopper la paroi d'un grains 2 et/ou d'une fibre, qui est formée par le matériau isolant 4 et par la
couche de colle 11.
D'autre part, lors du dépôt de la couche d'isolat:ion thermique 1, les grains 2 et/ou les fibres sont également reliés entre eux simultanément par adhérence, au niveau DE leur extérieur, au moyen de la couche de colle 11 et de la couche de protection contre la corrosion, les grains et/ou fibres formant simultanément des cavités
extérieures 3 conditionnant la porosité interstitielles.

Claims (22)

REVENDICATIONS
1. Moteur à combustion interne (1) comportant des parties soumises à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique, notamment à l'intérieur de la chambre de combustion et qui sont recouvertes au moins en partie par une couche poreuse d'isolation thermique, qui est formée par un matériau isolant résistant à la chaleur, stable vis-à-vis de chocs thermiques et résistant à l'usure, et possédant une porosité globale supérieure à 20% et qui est formé par des grains creux et/ou des fibres creuses, qui sont reliés entre eux extérieurement, la couche d'isolation thermique (1) possédant un indice de pénétration thermique défini par la formule suivante b = \P.Cx b: indice de pénétration thermique de la couche d'isolation thermique en [J. (Kcm2 +s)-l] p: masse volumique de la couche d'isolation thermique en [g/cm3] X conductibilité thermique du matériau isolant en [W/cmK] C: chaleur spécifique du matériau isolant en [J/gK], et qui est inférieur à 0,25 [J.(Kcm2 s)-1], et notamment est inférieur à
0,1 UJ.(Kcm2 TS)-11.
caractérisé en ce que la conductibilité thermique du matériau
isolant (4) est inférieure à 0,03 W/cmK.
2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indice de pénétration thermique est inférieur à
[0,1 (J.Kcm2 S)-1].
3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la porosité globale de la couche d'isolation thermique (1) correspond à une somme d'une porosité interstitielles et d'une porosité interne, que la porosité interstitielles est formée par des cavités extérieures (3) qui sont présentes entre les différents grains (2) et/ou fibres du matériau isolant (4) de la couche d'isolation thermique (1) et que la porosité interne est formée par des cavités internes (5), que présentent au moins quelques-uns des grains (2) et/ou des fibres, la porosité interne étant supérieure à une porosité de retassures de glissement, et que la porosité globale est supérieure à 40% du volume total de la couche d'isolation thermique (1), la porosité interstitielles
étant comprise entre 3 et 15%.
4. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la porosité totale de la couche d'isolation thermique (1) correspond à une somme d'une porosité interstitielles et d'une porosité interne, que la porosité interstitielles est formée par les cavités extérieures (3) qui sont présentes entre les différents grains (2) et/ou fibres du matériau isolant (4) de la couche d'isolation thermique (1) et que la porosité interne est formée par des cavités internes (5), que présentent au moins quelques-uns des grains (2) et/ou des fibres, la porosité interne étant supérieure à une porosité de retassures de glissement, et que la porosité globale égale jusqu'à 90% et notamment jusqu'à 95% du volume total de la couche d'isolation thermique (1), la
porosité interstitielles étant inférieure à 15%.
5. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse volumique de la couche D'isolation thermique (1) est inférieure à 5,1 g/cm3 et notamment est inférieure à 3,6 g/cm3, que la conductibilité thermique du matériau isolant (4) est inférieure à 0, 01 W/cmK et que la chaleur spécifique C du matériau isolant (4) est inférieure à 0,4 J/gK et notamment est inférieure à
0,25 J/gK.
6. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur à combustion interne est un moteur à combustion interne à pistons alternatifs, que la partie soumise à l'effet de la combustion, et notamment à une contrainte thermique, est une surface de glissement (6) de cylindres du moteur à combustion interne à pistons alternatifs et que la surface de glissement (6) des cylindres est recouverte par la couche d'isolation thermique (1) au moins au niveau
de la zone de compression (7).
7. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur à combustion interne est un moteur à combustion interne à pistons alternatifs, que la partie soumise à l'effet de la combustion, et notamment à une contrainte thermique, est une tête de piston (8) du moteur à combustion interne à pistons alternatifs et que la tête de piston (8) comporte la couche d'isolation thermique (1).
8. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'isolat:ion thermique (1) est formée dans une large mesure par de l'oxyde de zirconium (ZrO2) partiellement stabilisé notamment avec de l'oxyde d'yttrium (Y203)
et/ou de l'oxyde de cérium (CeO2).
9. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'isolat:ion thermique (1) est formée dans une large mesure par de l'oxyde de zirconium (ZrO2) partiellement stabilisé notamment par de l'oxyde d'yttrium (Y203) et/ou par de l'oxyde de cérium (CeO2), le pourcentage de ZrO2 et/ou de l'oxyde de cérium (CeO2) étant compris entre 6% et 10% et notamment
entre 7% et 9%.
10. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche de colle (9) est disposée entre la couche d'isolation thermique (1) et le matériau de base de la partie non recouverte, qui est soumise à l'effet de combustion et notamment à
une contrainte thermique.
11. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche de colle (9) est disposée entre la couche d'isolation thermique (1) et le matériau de base de la partie non recouverte, soumise à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique, et que la couche de colle (9) est agencée sous la
forme d'une couche de protection contre la corrosion.
12. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche de colle (9) est disposée entre la couche d'isolation thermique (1) et le matériau de base de la partie non recouverte, soumise à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique, et que la couche de colle (9) est une couche de MeCrAlY, Me comprenant les matériaux Ni et/ou Fe et/ou Co.
13. Procédé pour déposer une couche d'isolation thermique sur une partie soumise à l'effet de la combustion et notamment à une contrainte thermique, d'un moteur à combustion interne, laquelle couche d'isolation thermique est constituée au moins par endroits par un matériau isolant résistant à la chaleur, stable vis-à-vis de chocs thermiques et résistant à l'usure, et dans lequel pour l'obtention d'une porosité globale de la couche d'isolation thermique égale au moins à %, cette couche est formée par des grains creux et/ou par des fibres creuses, qui sont reliés entre eux extérieurement, caractérisé en ce qu'on choisit, comme matériau pour les grains (2) et/ou les fibres, un matériau tel que le matériau isolant (4), formé à part:ir de ces grains et/ou fibres, possède une conductibilité thermique x inférieure à
0,03 W/cmK.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que pour le dépôt de la couche d'isolat:ion thermique (2), on choisit des grains (2) et/ou des fibres tels qu'ils possèdent, en leur intérieur, un noyau (10) entouré par le matériau isolant (4) et notamment pouvant être éliminé par voie thermique, et que lors du dépôt et/ou dans le cas o la couche d'isolation thermique (2) est préexistante, le noyau (10) est éliminé pour former une cavité intérieure (5) produisant une porosité interne.
15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on dépose la couche d'isolation thermique (1) au moyen d'une projection de plasma, que lors de la projection de plasma, on utilise des grains (2) et/ou des fibres tels qu'ils comportent, en leur intérieur, un noyau (10) entouré par le matériau isolant (4) et notamment pouvant être éliminé thermiquement, et que lors du dépôt, le noyau (17) est éliminé moyennant la formation d'une cavité interne (5) formant une porosité interne.
16. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce
qu'on vaporise le noyau (10).
17. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce
qu'on vaporise le noyau (10) audessous de 400 C.
18. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on applique extérieurement une couche de coll,e (11) sur les grains (2) et/ou sur les fibres avant leur liaison avec la couche d'isolation thermique (1) et que, lors de la formation de la couche d'isolation thermique (1), les grains (2) et/ou les fibres sont reliés entre eux à l'aide
de la couche de colle (11).
19. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on applique extérieurement une couche de coll,e (11) d'une épaisseur atteignant jusqu'à 200 nm sur les grains (2) et/ou sur les fibres avant leur liaison à la couche d'isolation thermique (1), et que lors de la réalisation de la couche d'isolation thermique (1), on relie entre eux les
grains (2) et/ou les fibres à l'aide de la couche de colle (11).
20. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on applique extérieurement une couche de colle (11) formée de A1203 sur les grains (2) et/ou sur les fibres avant leur liaison à la couche d'isolation thermique (1) et que, lors de la formation de la couche d'isolation thermique (1), les grains (2) et/ou les fibres sont reliés entre
eux au moyen de la couche de colle (11).
21. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on applique extérieurement une couche de colle (11) sur les grains (2) et/ou sur les fibres avant leur liaison à la couche d'isolation thermique (1) à l'aide d'un procédé utilisant un sol et/ou un gel et que lors de la formation de la couche d'isolation thermique (1), les grains (2) et/ou
les fibres sont reliés entre eux à l'aide de la couche de colle (11).
22. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la couche d'isolation thermique (1) est appliquée au moyen d'un procédé de dépôt physique en phase gazeuse utilisant un faisceau d'électrons (connu sous le sigle EP-PDV) et/ou au moyen d'un procédé
atmosphérique de projection de plasma (APS).
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