FR2642475A1 - Piston composite, notamment pour moteurs a combustion interne - Google Patents

Piston composite, notamment pour moteurs a combustion interne Download PDF

Info

Publication number
FR2642475A1
FR2642475A1 FR8901037A FR8901037A FR2642475A1 FR 2642475 A1 FR2642475 A1 FR 2642475A1 FR 8901037 A FR8901037 A FR 8901037A FR 8901037 A FR8901037 A FR 8901037A FR 2642475 A1 FR2642475 A1 FR 2642475A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
piston according
skirt
coating
weight
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8901037A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2642475B1 (fr
Inventor
Jacques Claude Dubray
Patrick Maurice Pogu
Alain Serge Dagommer
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.)
Perfect Circle Europe SA
Original Assignee
Floquet Monopole SRL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Floquet Monopole SRL filed Critical Floquet Monopole SRL
Priority to FR8901037A priority Critical patent/FR2642475B1/fr
Priority to EP90400207A priority patent/EP0380415A1/fr
Priority to JP1628990A priority patent/JPH02271059A/ja
Publication of FR2642475A1 publication Critical patent/FR2642475A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2642475B1 publication Critical patent/FR2642475B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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 
    • F02F3/10—Pistons  having surface coverings
    • 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
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/04—Heavy metals
    • F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0448—Steel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/16—Fibres

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Ce piston se caractérise en ce que sa jupe 3 porte, en tant que pièce rapportée, constituée d'un ou plusieurs éléments, un revêtement 5 à résistance mécanique élevée, à faible coefficient de frottement. Ce revêtement est constitué d'une résine synthétique telle que le polyéther éthercétone ou polyéther sulfone, armée de fibres à haut module d'élasticité telles que des fibres de carbone ou de verre.

Description

Piston composite, notamment pour moteurs à combustion interne. La présente
invention concerne un piston composite, notamment pour moteurs à combustion interne. Le but de l'invention est essentiellement de réduire les frottements entre la jupe du piston et le cylindre. On sait que le rôle de la Jupe est d'assurer le guidage dans le cylindre de la partie qui assure
l'étanchéité, & savoir de la partie dite "porte-
segments". La jupe a donc une surface relativement importante, et est la source de frottements, de bruit, et donc de perte d'énergie. Pour éviter le risque de grippage du fait de la jupe, le jeu entre elle et le piston doit être assez important - de l'ordre de plusieurs dizaines de microns, ce qui entraîne une
augmentation de la consommation d'huile.
On comprend donc que le but de la présente invention, en réduisant les frottements, est d'éliminer ces inconvénients de la technique antérieure, et ceci quel que soit le métal constituant le corps du piston:
acier ou alliage léger.
Pour ce faire, un piston conforme à la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que sa jupe porte un revêtement à résistance mécanique élevée,
à faible coefficient de frottement.
De préférence, ce revêtement sera constitué d'une - résine synthétique telle qu'un polyéther éthercétone ou un polyéther sulfone, armée de fibres & haut module d'élasticité telles que des fibres de carbone, verre ou autre. De préférence encore, la résine comportera une
charge de graphite, matériau bien connu pour ses qua-
lités de lubrifiant. La résine pourra également contenir
du polytétrafluoréthylène (PTFE).
Parmi les compositions particulièrement intéres-
santes, on pourra retenir celle dans laquelle le revête-
ment est constitué d'environ 60 à 80 * en poids de polyéther éthercétone et de 20 à 40 % en poids de fibres de carbone, la composition préférée étant: 70 % en poids de polyéther éthercétone et 30 % en poids de
fibres de carbone.
Un tel matériau, connu dans le commerce sous l'appellation fPEEK", est particulièrement bien adapté à la solution du problème posé. Il possède une excellente tenue en température (200 à 240 C), et résiste également
bien à l'huile, à la fatigue et à l'usure.
Une autre composition intéressante est celle dans laquelle le revêtement est constitué environ 60 à 80 % en poids de polyéther sulfone, d'environ 10 % en poids
de fibres de carbone, d'environ 10 * en poids de gra-
phite, et d'environ 10 % en poids de PTFE, la compo-
sition préférée étant: 70 * en poids de polyéther sulfone, et 10 % en poids pour chacun des trois autres constituants. Un tel matériau est connu dans le commerce
sous l'appellation "PES".
Ce matériau est moins cher que le précédent, et a
une tenue en température encore meilleure.
Avec les différents matériaux qui viennent d'être définis, on a constaté un gain de l'ordre de 45 * sur les pertes par frottements, d'o un gain conséquent en énergie, et une diminution des bruits et des risques de grippage. Le jeu entre la Jupe du piston et le cylindre peut être réduit à quelques microns au lieu de plusieurs dizaines, d'o, en outre, une diminution notable de la
consommation d'huile.
Deux modes d'exécution de l'invention vont main-
tenant être décrits, à titre d'exemples nullement limitatifs, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente un piston conforme à l'invention, en coupe axiale selon le plan qui contient l'axe de l'articulation au pied de bielle, à savoir selon la ligne I-I de la figure 2; - la figure 2 est une vue en élévation du piston; - la figure 3 est une vue en coupe horizontale selon la ligne III-III de la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe axiale selon la ligne IV-IV de la figure 1; - la figure 5 est un détail de la figure 4;
- les figures 6 et 7 sont les deux vues en élé-
vation d'une variante de piston conforme à l'invention; - la figure 8 est une vue en coupe horizontale selon la ligne VIII-VIII de la figure 6; et la figure 9 est une vue en coupe axiale selon
la ligne IX-IX de la figure 6.
Sur l'ensemble des figures, la référence 1 désigne le fond du piston, 2 le porte-segments, et 3 la jupe. La référence 4 désigne les paliers de l'axe
d'articulation au pied de bielle.
Sur les figures 1 à 5, on a représenté un revête-
ment constitué d'un seul élément en forme de bague cy-
lindrique 5 fixée sur ladite Jupe 3.
- Ce revêtement possède l'une des compositions
indiquées plus haut.
Il est fixé sur la jupe 3 par tous moyens appro-
priés, pouvant comprendre le vissage (figure 5), le frettage et le collage, moyens utilisés seuls ou dans
leurs différentes combinaisons.
Dans la variante des figures 6 à 9, ledit revête-
ment est constitué de deux éléments en forme de portions de cylindre 6, diamétralement opposés sur ladite Jupe 3, étant centrés sur l'axe X-X perpendiculaire à l'axe
d'articulation Y-Y du pied de bielle.
Les moyens de fixation desdits éléments 6 sur
la jupe 3 comprennent le collage et la fixation méca-
nique par picots, queue-d'aronde ou rivetage, moyens
utilisés seuls ou dans leurs différentes combinaisons.
Lorsque l'on utilise de la colle, il est avan- tageux d'utiliser une colle du type adhésif polyamide,
époxyde ou analogue.
Sera particulièrement approprié un adhésif
polyamide imide à base de N méthyl 2 pyrrolidone.
Il est à noter que le profil définitif du revête-
ment 5 ou 6 lui sera généralement conféré par usinage, en même temps que celui des parties métalliques du
piston, après montage sur la jupe 3.
Cependant, il peut être envisagé de prendre des précautions de moulage du revêtement telles qu'un
usinage ultérieur de celui-ci ne soit pas nécessaire.
En tout cas, et ceci constitue un avantage supplémentaire de l'invention, le profil du revêtement
pourra, grâce à ses qualités de glissement considéra-
blement améliorées, être grandement simplifié, par rapport aux profils actuels compliqués des jupes
métalliques classiques.
Enfin, il est également envisageable d'élaborer le revêtement par pulvérisation sur la jupe, ce qui
simplifierait la fabrication.

Claims (18)

REVENDICATIONS:
1. Piston composite, notamment pour moteurs à combustion interne, caractérisé en ce que sa jupe (3) porte un revêtement (5, 6) à résistance mécanique
élevée, à faible coefficient de frottement.
2. Piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit revêtement est constitué d'une résine
synthétique armée de fibres à haut module d'élasticité.
3. Piston selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que ladite résine est un polyéther.
4. Piston selon la revendication 3, caractérisé
en ce que la résine est un polyéther éthercétone.
5. Piston selon la revendication 3, caractérisé
en ce que la résine est un polyéther sulfone.
6. Piston selon l'une quelconque des revendi-
cations 2 & 5, caractérisé en ce que lesdites fibres à
haut module d'élasticité sont des fibres de carbone.
7. Piston selon l'une quelconque des revendi-
cations 2 à 5, caractérisé en ce que lesdites fibres à
haut module d'élasticité sont des vibres de verre.
8. Piston selon l'une quelconque des revendi-
cations 2 à 7, caractérisé en ce que ladite résine
comporte une charge de graphite.
9. Piston selon l'une quelconque des revendica-
tions 2 à 8, caractérisé en ce que ladite résine
contient du polytétrafluoréthylène (PTFE).
10. Piston selon l'une quelconque des revendica-
tions 4 à 9, caractérisé en ce que ledit revêtement est constitué d'environ 60 à 80 % en poids de polyéther éthercétone et de 20 à 40 % en poids de fibres de carbone.
11. Piston selon l'une quelconque des revendica-
tions 5 à 9, caractérisé en ce que ledit revêtement est constitué environ 60 à 80 % en poids de polyéther sulfone, d'environ 10 % en poids de fibres de carbone, d'environ 10 % en poids de graphite, et d'environ 10 %
en poids de PTFE.
12. Piston selon l'une quelconque des revendi-
cations précédentes, caractérisé en ce que ledit revêtement est une pièce rapportée, constituée d'un (5)
ou plusieurs (6) éléments.
13. Piston selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit revêtement est constitué d'un seul élément en forme de bague cylindrique (5) fixée sur
ladite jupe (3).
14. Piston selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit revêtement est constitué de deux
éléments en forme de portions de cylindre (6), diamétra-
lement opposés sur ladite jupe (3), étant centrés sur l'axe (X-X) perpendiculaire à l'axe d'articulation (Y-Y)
du pied de bielle.
15. Piston selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de fixation dudit revêtement en forme de bague cylindrique (5) sur la jupe (3) comprennent le vissage, le frettage et le collage, moyens utilisés seuls ou dans leurs différentes combinaisons.
16. Piston selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de fixation desdits éléments (6) sur la jupe (3) comprennent le collage et la fixation mécanique par picots, queue-d'aronde ou rivetage, moyens
utilisés seuls ou dans leurs différentes combinaisons.
17. Piston selon la revendication 15 ou 16, mettant en oeuvre le collage, caractérisé en ce que la colle est du type adhésif polyamide, époxyde ou analogue.
18. Piston selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 11, caractérisé en ce que ledit revêtement est
élaboré par pulvérisation sur ladite jupe (3).
FR8901037A 1989-01-27 1989-01-27 Piston composite, notamment pour moteurs a combustion interne Expired - Lifetime FR2642475B1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8901037A FR2642475B1 (fr) 1989-01-27 1989-01-27 Piston composite, notamment pour moteurs a combustion interne
EP90400207A EP0380415A1 (fr) 1989-01-27 1990-01-24 Piston composite, notamment pour moteurs à combustion interne
JP1628990A JPH02271059A (ja) 1989-01-27 1990-01-29 複合ピストン

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8901037A FR2642475B1 (fr) 1989-01-27 1989-01-27 Piston composite, notamment pour moteurs a combustion interne

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2642475A1 true FR2642475A1 (fr) 1990-08-03
FR2642475B1 FR2642475B1 (fr) 1992-05-29

Family

ID=9378183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8901037A Expired - Lifetime FR2642475B1 (fr) 1989-01-27 1989-01-27 Piston composite, notamment pour moteurs a combustion interne

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0380415A1 (fr)
JP (1) JPH02271059A (fr)
FR (1) FR2642475B1 (fr)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4310491A1 (de) * 1993-03-31 1994-10-06 Mahle Gmbh Hubkolben eines Verbrennungsmotors mit einer zumindest teilweisen Laufflächenbewehrung
FR2873783B1 (fr) * 2004-07-29 2006-09-22 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede pour revetir d'un film lubrifiant sec une surface convexe
JP4599892B2 (ja) * 2004-05-31 2010-12-15 トヨタ自動車株式会社 ピストンおよびその製造方法
DE102009019688A1 (de) * 2009-04-30 2010-11-11 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor
IT201700007778A1 (it) * 2017-01-25 2018-07-25 Roberto Calissano Metodo di fabbricazione di parti costruttive di macchine o simili e parte costruttiva di macchine o simili ottenuta con detto metodo e macchina o simili comprendente dette parti costruttive
DE102018205348B4 (de) * 2018-04-10 2023-11-30 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung eines Kolbens

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3405610A (en) * 1965-07-14 1968-10-15 Wellworthy Ltd Piston having spray coated inlay
FR2253924A1 (fr) * 1973-12-10 1975-07-04 Cummins Engine Co Inc
GB2129523A (en) * 1982-10-20 1984-05-16 Ae Plc Composite pistons

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3199929A (en) * 1960-12-05 1965-08-10 Reynolds Metals Co Sliding surface protection
GB1361189A (en) * 1970-11-12 1974-07-24 Ici Ltd Thermoplastic compositions
CA1200166A (fr) * 1980-08-22 1986-02-04 Jay D. Rynbrandt Moteur a combustion interne avec collecteur et surfaces de combustion enrobees de mousse

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3405610A (en) * 1965-07-14 1968-10-15 Wellworthy Ltd Piston having spray coated inlay
FR2253924A1 (fr) * 1973-12-10 1975-07-04 Cummins Engine Co Inc
GB2129523A (en) * 1982-10-20 1984-05-16 Ae Plc Composite pistons

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02271059A (ja) 1990-11-06
EP0380415A1 (fr) 1990-08-01
FR2642475B1 (fr) 1992-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2692633A1 (fr) Visserie en matériau composite constitué d'une matrice céramique renforcée de fibres réfractaires.
FR2611232A1 (fr) Piston pour moteurs a combustion interne et machines analogues
FR2986598A1 (fr) Joint d'etancheite
CA2870858A1 (fr) Element de fixation de pieces d'un assemblage
FR2642475A1 (fr) Piston composite, notamment pour moteurs a combustion interne
CA2738094C (fr) Composant pour le forage et l'exploitation des puits d'hydrocarbures
CA2794198C (fr) Bague autolubrifiante d'articulation destinee a etre montee sur un axe
FR2574716A1 (fr) Essieu a roues tournant independamment pour vehicule de chemin de fer et son procede de montage
CA2383060A1 (fr) Roulement a billes hybride a billes ceramique et bagues en acier
WO2014174166A1 (fr) Ensemble piston-bielle a rotule
FR3067073B1 (fr) Connecteur avec rotule integree
FR2689061A1 (fr) Ensemble à moyeu de roue et joint universel de transmission.
FR2796119A1 (fr) Joint de tige de piston, radialement mobile, pour amortisseurs d'oscillations, pour jambes de suspension, ou autres
FR2505923A1 (fr) Trepan pour roches comportant un coussinet fritte a paroi mince
FR2830905A1 (fr) Pompe a vide
FR2849124A1 (fr) Rotule metallique et son procede de fabrication
FR3046822A1 (fr) Assemblage d'une portion d'extremite de vilebrequin avec un palier de guidage
FR2698146A1 (fr) Dispositif d'étanchéification de palier pour des axes.
FR2546580A1 (fr) Dispositif d'assemblage de materiaux composites
WO2001025669A1 (fr) Joint articule destine, notamment, a relier entre elles deux conduites d"ecoulement de fluide liquide ou gazeux
EP0559516A1 (fr) Joint tournant pour circuit hydraulique
FR2537226A1 (fr) Palier a glissement
FR2850145A1 (fr) Douille de palier de glissement
FR2639588A1 (fr) Dispositif de reglage de l'orientation du reflecteur d'un projecteur de vehicule automobile
FR2519082A1 (fr) Piston assemble a tete

Legal Events

Date Code Title Description
CD Change of name or company name
ST Notification of lapse

Effective date: 20060929