FR2790285A1 - Liner for cylinder of internal combustion engine has stop shoulder on liner which deforms under axial preload to position liner in cylinder block - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention part d'un moteur à combustion in-The invention starts from an internal combustion engine
terne comportant au moins une chemise montée dans un bloc-cylindre(s), la chemise présentant un épaulement radialement extérieur présentant une face d'appui par laquelle elle est pressée, avec précontrainte axiale, contre une face de support d'un élément de support dull comprising at least one jacket mounted in a cylinder block (s), the jacket having a radially outer shoulder having a bearing face by which it is pressed, with axial prestress, against a support face of a support element
radialement intérieur du bloc-cylindre(s). radially inside the cylinder block (s).
Par l'état de la technique, on connaît des moteurs à combustion interne dans les cylindres du bloc-cylindres desquels sont montées des chemises. On produit, dans ce but, des chemises baignant dans l'eau de refroidissement (chemises "humides") et pourvues à leur extrémité supérieure ou dans leur zone médiane d'un épaulement radialement extérieur, mais un tel épaulement peut être prévu aussi sur des chemises qui ne baignent pas directement dans l'eau de refroidissement (chemises "sèches"). L'épaulement des chemises connues possède une face d'appui plane dirigée vers le bloc-cylindres et perpendiculaire à la direction axiale. Au montage des chemises dans les cylindres du bloc-cylindres, cette face d'appui est amenée en butée contre une face de butée plane d'un From the state of the art, internal combustion engines are known in the cylinders of the cylinder block of which liners are mounted. For this purpose, jackets immersed in cooling water are produced (“wet” jackets) and provided at their upper end or in their central region with a radially outer shoulder, but such a shoulder can also be provided on shirts that do not bathe directly in the cooling water ("dry" shirts). The shoulder of the known liners has a planar bearing face directed towards the cylinder block and perpendicular to the axial direction. When mounting the liners in the cylinders of the cylinder block, this bearing face is brought into abutment against a plane abutment face of a
élément de support prévu à cet effet dans le bloc- support element provided for this purpose in the block
cylindres. Une culasse est fixée sur le bloc-cylindres par des goujons ou des vis à tête et maintient les chemises dans les cylindres en serrant la face d'appui de chacune d'elles axialement avec précontrainte contre la face de support de l'élément de support coordonné du bloc- cylindres. Cependant, lors de la fabrication des chemises et du bloc-cylindres, des tolérances d'usinage provoquent des défauts de planéité, d'étagement et cylinders. A cylinder head is fixed to the cylinder block by studs or head screws and maintains the liners in the cylinders by tightening the bearing face of each of them axially with pretension against the support face of the support element coordinated with the cylinder block. However, during the manufacture of the liners and the cylinder block, machining tolerances cause defects in flatness, staging and
angulaires de la face de support et de la face d'appui. of the support face and the support face.
En raison de leur serrage l'une contre l'autre, il se produit, dans la zone du joint de séparation entre la face d'appui et la face de support, une distribution irrégulière de la contrainte dans la direction circonférentielle, avec des pointes de contrainte locales. Il s'ensuit que la paroi de la chemise se déforme, notamment en direction radiale, et une cambrure radiale est mesurable aussi dans des plans de niveau, dans la direction axiale, qui sont plus éloignés de l'épaulement. Le voilement indésiré de la chemise entraîne une puissance de frottement accrue et une abrasion irrégulière de la chemise et du piston guidé par elle, ainsi que des segments. Le voilement peut en outre diminuer l'effet d'étanchéité et de raclage des segments, de sorte que, d'une part, du mélange comprimé peut passer par les segments et que, d'autre part, de l'huile peut pénétrer dans la chambre de combustion par contournement du piston. La puissance du moteur diminue de ce fait et la consommation d'huile augmente. Partant de cette situation, l'invention vise à créer un moteur à combustion interne, du type mentionné au début, dans lequel le voilement des Due to their tightness against each other, there occurs, in the area of the separation joint between the support face and the support face, an irregular distribution of the stress in the circumferential direction, with spikes of local constraints. It follows that the wall of the jacket is deformed, in particular in the radial direction, and a radial camber is also measurable in level planes, in the axial direction, which are further from the shoulder. The unwanted buckling of the jacket results in increased friction power and irregular abrasion of the jacket and of the piston guided by it, as well as of the segments. Warping can further reduce the sealing and scraping effect of the segments, so that, on the one hand, compressed mixture can pass through the segments and, on the other hand, oil can penetrate into the combustion chamber by bypassing the piston. As a result, the engine power decreases and the oil consumption increases. Based on this situation, the invention aims to create an internal combustion engine, of the type mentioned at the start, in which the warping of the
chemises soit évité dans une large mesure. shirts be avoided to a large extent.
Conformément à l'invention, on obtient ce ré- According to the invention, this re-
sultat par le fait que la rigidité de conformation de la face d'appui et/ou de la face de support est plus result by the fact that the conformational rigidity of the support face and / or of the support face is more
faible que celle des zones qui s'y raccordent. lower than that of the zones which are connected to it.
Le moteur à combustion interne selon l'inven- The internal combustion engine according to the invention
tion a notamment l'avantage qu'en raison de l'accroissement ciblé de la flexibilité dans la zone de la face d'appui et de la face de support, les pointes de contrainte dues à des imprécisions dans la fabrication sont réduites principalement dans la zone radialement extérieure du joint de séparation, et les déformations irrégulières qui en résultent se produisent principalement à cet endroit. Par contre, aucun voilement notable ne se produit dans les zones radialement intérieures plus rigides des chemises, dont la stabilité dimensionnelle est essentielle pour une In particular, the advantage is that due to the targeted increase in flexibility in the area of the support face and the support face, the stress peaks due to inaccuracies in manufacturing are reduced mainly in the radially outer region of the separation joint, and the resulting irregular deformations mainly occur at this location. On the other hand, no notable buckling occurs in the more rigid radially interior zones of the liners, whose dimensional stability is essential for a
marche à faible frottement et peu d'usure du moteur. low friction running and little engine wear.
Une telle chemise à faible voilement diminue les pertes par frottement dans les cylindres et garantit ainsi une plus longue durée de vie et une plus faible Such a low warp jacket reduces friction losses in the cylinders and thus guarantees a longer service life and a lower
consommation de carburant du moteur. engine fuel consumption.
D'autres dispositions selon l'invention, dé- Other arrangements according to the invention,
crites dans ce qui va suivre, permettent des développe- written in what follows, allow development
ments et des perfectionnements avantageux du moteur advantageous engine improvements and improvements
selon l'invention.according to the invention.
Un développement particulièrement préféré de l'invention prévoit que la face d'appui soit orientée sous un angle par rapport à la face de support, et que ces deux faces soient en particulier disposées sous un angle l'une par rapport à l'autre dans un plan contenant l'axe de la chemise, et soient en contact entre elles seulement dans une zone radialement intérieure ou, inversement, dans une zone radialement extérieure. En raison de l'orientation angulaire, on obtient d'une part une plus petite surface de contact, ce qui conduit, pour la même précontrainte, à une plus forte pression spécifique de surface dans la zone du joint de séparation et par suite aussi à une plus grande flexibilité à cet endroit. D'autre part, le chanfreinage déporte la surface de contact entre la face d'appui et la face de support radialement vers l'intérieur, raison pour laquelle le bras de levier entre l'épaulement radialement extérieur et les forces axiales attaquant l'extrémité de tête de la chemise devient plus court. Ce bras de levier raccourci diminue à son tour le couple fléchissant exercé sur la chemise, A particularly preferred development of the invention provides that the support face is oriented at an angle relative to the support face, and that these two faces are in particular arranged at an angle to each other in a plane containing the axis of the jacket, and are in contact with each other only in a radially inner zone or, conversely, in a radially outer zone. Due to the angular orientation, a smaller contact surface is obtained on the one hand, which leads, for the same prestressing, to a higher specific surface pressure in the region of the separation joint and consequently also to greater flexibility there. On the other hand, the chamfering offset the contact surface between the bearing face and the support face radially inwards, which is why the lever arm between the radially outer shoulder and the axial forces attacking the end. shirt head becomes shorter. This shortened lever arm in turn decreases the bending torque exerted on the shirt,
avec le résultat que sa tendance au renflement décroît. with the result that its tendency to bulge decreases.
Le chanfreinage angulaire de la face d'appui et/ou de la face de support peut être exécuté, de manière simple, à symétrie de révolution, de sorte que les The angular chamfering of the support face and / or of the support face can be carried out, in a simple manner, with symmetry of revolution, so that the
coûts de cette opération sont faibles. costs of this operation are low.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, une couche intermédiaire est disposée entre l'épaulement et son élément de support, couche qui comprend au moins un anneau qui, sous l'effet de la précontrainte, est déformable élastiquement et/ou dans le domaine plastique, de manière que les déformations provoquées par la précontrainte se produisent principalement dans l'anneau. Partant d'un tel mode de réalisation, la couche intermédiaire est prévue, selon un développement, pour plusieurs According to another embodiment of the invention, an intermediate layer is disposed between the shoulder and its support element, layer which comprises at least one ring which, under the effect of the prestressing, is elastically deformable and / or in the plastic domain, so that the deformations caused by prestressing mainly occur in the ring. Starting from such an embodiment, the intermediate layer is provided, according to a development, for several
cylindres disposés en une rangée et est faite de plu- cylinders arranged in a row and is made of more
sieurs anneaux reliés les uns aux autres en une rangée et déformables élastiquement et/ou dans le domaine plastique. La couche intermédiaire élastique est ainsi réalisée à la façon d'un joint de culasse et peut être placée simplement dans le bloc-cylindres, par exemple sous la forme d'une pièce d'un seul tenant, ce qui several rings connected to one another in a row and elastically deformable and / or in the plastic field. The elastic intermediate layer is thus produced in the manner of a cylinder head gasket and can be placed simply in the cylinder block, for example in the form of a single piece, which
permet une mise en place facile et peu coûteuse. allows an easy and inexpensive installation.
Un autre mode de réalisation de l'invention prévoit que la face de support et/ou la face d'appui soit profilée en direction axiale, de préférence sous forme ondulée. L'appariement de faces généré par l'ondulation peut alors être calculé de manière que la Another embodiment of the invention provides that the support face and / or the support face is profiled in the axial direction, preferably in corrugated form. The pairing of faces generated by the ripple can then be calculated so that the
déformation de la chemise soit réduite à un minimum. deformation of the shirt to be reduced to a minimum.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the
description qui va suivre de plusieurs exemples de description which follows of several examples of
réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective et en coupe d'un bloc-cylindres et d'une chemise, avec prévision d'une couche intermédiaire réalisée comme une rangée d'anneaux attachés les uns aux autres entre les chemises et le bloc-cylindres, couche qui est déformable par déformation élastique/plastique; - la figure 2 est une coupe transversale d'un anneau selon la figure 1; - la figure 3 est une coupe transversale d'un anneau selon la figure 1 d'après un autre mode de réalisation; - la figure 4 est une vue en perspective d'une chemise pourvue d'un épaulement présentant une face d'appui oblique; - la figure 5 montre à plus grande échelle une coupe partielle dans la zone du détail Y de la figure 4, représentant en plus, à la différence de ce détail, une partie du bloc-cylindres; non-limiting embodiment, as well as the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a perspective view in section of a cylinder block and a jacket, with provision for an intermediate layer produced as a row of rings attached to each other between the liners and the cylinder block, a layer which is deformable by elastic / plastic deformation; - Figure 2 is a cross section of a ring according to Figure 1; - Figure 3 is a cross section of a ring according to Figure 1 according to another embodiment; - Figure 4 is a perspective view of a shirt provided with a shoulder having an oblique bearing face; - Figure 5 shows on a larger scale a partial section in the area of detail Y of Figure 4, representing in addition, unlike this detail, a part of the cylinder block;
- la figure 6 est une représentation schéma- - Figure 6 is a schematic representation
tique d'une simulation, par la méthode des éléments finis (MEF) de la configuration d'une chemise à l'état monté; - la figure 6a est une représentation fortement exagérée de la déformation d'une chemise dont la face d'appui est perpendiculaire à la direction axiale; - la figure 6b est une représentation fortement exagérée de la déformation d'une chemise dont la face d'appui est biseautée sous un angle a = 0,4 degré; - la figure 6c est une représentation fortement exagérée de la déformation d'une chemise dont la face d'appui est biseautée sous un angle a = 0,5 degré; - la figure 6d est une représentation fortement exagérée de la déformation d'une chemise dont la face d'appui est biseautée sous un angle a = 0,6 degré; - la figure 7 montre un autre mode de réalisation de l'invention, selon lequel la face d'appui de la chemise est profilée en direction axiale; - la figure 8 montre un autre mode de réalisation de l'invention, selon lequel une couche intermédiaire sous la forme d'un anneau est profilée en direction axiale; - la figure 9 montre encore un autre mode de réalisation de l'invention, selon lequel la face d'appui de la chemise est profilée en direction axiale et orientée en outre obliquement; et - la figure 10 est une coupe partielle à plus tick of a simulation, by the finite element method (MEF) of the configuration of a shirt in the assembled state; - Figure 6a is a greatly exaggerated representation of the deformation of a jacket whose bearing face is perpendicular to the axial direction; - Figure 6b is a greatly exaggerated representation of the deformation of a shirt whose bearing face is bevelled at an angle a = 0.4 degrees; - Figure 6c is a greatly exaggerated representation of the deformation of a jacket whose bearing face is bevelled at an angle a = 0.5 degrees; - Figure 6d is a greatly exaggerated representation of the deformation of a shirt whose bearing face is bevelled at an angle a = 0.6 degrees; - Figure 7 shows another embodiment of the invention, according to which the support face of the jacket is profiled in the axial direction; - Figure 8 shows another embodiment of the invention, according to which an intermediate layer in the form of a ring is profiled in the axial direction; - Figure 9 shows yet another embodiment of the invention, according to which the support face of the jacket is profiled in the axial direction and is further obliquely oriented; and - Figure 10 is a partial section to more
grande échelle prise dans la zone du détail Y de la fi- large scale taken in the detail area Y of the fi-
gure 9, mais montrant en plus, à la différence de ce gure 9, but showing in addition, unlike this
détail, une partie du bloc-cylindres. detail, part of the cylinder block.
La figure 1 représente une chemise humide 1 Figure 1 shows a wet jacket 1
peu avant son montage dans le cylindre 2 d'un bloc- shortly before mounting in cylinder 2 of a block
cylindres 4 d'un moteur à combustion interne. Pour sa fixation axiale dans le cylindre 2, la chemise 1 est pourvue d'un épaulement 6 situé radialement à l'extérieur et présentant une face d'appui annulaire 8 dirigée vers le bloc-cylindres 4. La face d'appui 8 est située de préférence dans un plan perpendiculaire à l'axe de la chemise 1 et, vue dans le sens de la longueur de la chemise, essentiellement au milieu, la hauteur de l'épaulement correspondant de préférence à environ 0,5 à 1,5 fois l'alésage de la chemise 1. Des chemises possédant un tel épaulement 6 au milieu sont appelées aussi "chemises à butée médiane". L'épaulement médian 6 sépare une partie supérieure 10 de plus grand diamètre d'une partie inférieure 12 de plus petit diamètre de la chemise 1. Ce type de chemise est en lui-même connu. Les cylindres 2 du bloc-cylindres 4 sont chacun pourvus d'un élément de support 14, lequel présente une face de support 16 plane, de forme en anneau. Au montage, la partie inférieure 12 de plus cylinders 4 of an internal combustion engine. For its axial fixing in the cylinder 2, the jacket 1 is provided with a shoulder 6 located radially outside and having an annular bearing face 8 directed towards the cylinder block 4. The bearing face 8 is located preferably in a plane perpendicular to the axis of the jacket 1 and, seen in the direction of the length of the shirt, essentially in the middle, the height of the shoulder preferably corresponding to about 0.5 to 1.5 times the bore of the shirt 1. Shirts having such a shoulder 6 in the middle are also called "shirts with center stop". The median shoulder 6 separates an upper part 10 of larger diameter from a lower part 12 of smaller diameter of the jacket 1. This type of shirt is known in itself. The cylinders 2 of the cylinder block 4 are each provided with a support element 14, which has a flat support face 16, in the form of a ring. During assembly, the lower part 12 more
petit diamètre de la chemise est glissée dans le cy- small diameter of the shirt is slid into the cy-
lindre 2, jusqu'à ce que la face d'appui 8 repose sur la face de support 16. Ensuite, une culasse, non représentée, est placée sur le bloccylindres 4, auquel elle est reliée de façon connue par des goujons ou des vis à tête. Les chemises 1 sont ainsi maintenues dans les cylindres 2 par la pression exercée sur leur extrémité de tête par la culasse et la face d'appui 8 de chaque chemise 1 est pressée avec précontrainte axiale contre la face de support 16 correspondante du lindre 2, until the bearing face 8 rests on the support face 16. Then, a cylinder head, not shown, is placed on the cylinder blocks 4, to which it is connected in a known manner by studs or screws headed. The liners 1 are thus held in the cylinders 2 by the pressure exerted on their head end by the cylinder head and the bearing face 8 of each liner 1 is pressed with axial prestress against the corresponding support face 16 of the
bloc-cylindres 4.cylinder block 4.
Selon un mode de réalisation préféré de l'in- According to a preferred embodiment of the in-
vention, la zone du joint de séparation entre la face d'appui 8 et la face de support 16 est plus flexible que les zones adjacentes à cette zone de joint de la chemise 1 et du bloc-cylindres 4, grâce à l'interposition entre lesdites deux faces 8 et 16 d'une couche intermédiaire 18 déformable élastiquement et/ou dans le domaine plastique et ayant la forme de plusieurs anneaux 20 attachés les uns aux autres en une rangée. Un tel anneau 20 possède de préférence une plus faible rigidité de son matériau constitutif que la chemise 1 et le bloc-cylindres 4. En variante ou en supplément, la rigidité de forme d'un tel anneau peut également être faible. Le résultat est que les déformations provoquées par la précontrainte axiale se produisent principalement dans les anneaux 20, lesquels se déforment élastiquement et/ou dans le domaine vention, the area of the separation seal between the support face 8 and the support face 16 is more flexible than the areas adjacent to this seal area of the jacket 1 and the cylinder block 4, thanks to the interposition between said two faces 8 and 16 of an intermediate layer 18 elastically deformable and / or in the plastic field and having the form of several rings 20 attached to each other in a row. Such a ring 20 preferably has a lower rigidity of its constituent material than the jacket 1 and the cylinder block 4. Alternatively or additionally, the form stiffness of such a ring can also be low. The result is that the deformations caused by the axial prestress occur mainly in the rings 20, which deform elastically and / or in the area
plastique. Comparativement à ces déformations des an- plastic. Compared to these deformations of the an-
neaux, les déformations axiales et radiales de la che- neaux, the axial and radial deformations of the che-
mise 1 plus rigide sont nettement plus faibles, de sorte que celle-ci ne se déforme pratiquement pas sous l'action de la précontrainte axiale. Afin que le setting 1 more rigid are significantly lower, so that it practically does not deform under the action of axial prestress. So that the
matériau flexible des anneaux 20 - chargés axialement - flexible material of the rings 20 - axially loaded -
puisse s'échapper en direction radiale, des zones de fluage radial peuvent être prévues dans la région de can escape in the radial direction, zones of radial creep may be provided in the region of
l'épaulement 6 et de l'élément de support 14. the shoulder 6 and the support element 14.
La figure 2 montre une coupe transversale prise suivant la ligne II-II de la figure 1 d'un anneau a selon un mode de réalisation préféré. Cet anneau est fabriqué d'un seul tenant et son matériau constitutif présente une plus faible rigidité que le Figure 2 shows a cross section taken along line II-II of Figure 1 of a ring a according to a preferred embodiment. This ring is made in one piece and its constituent material has a lower rigidity than the
matériau de la chemise 1 ou du bloc-cylindres 4. jacket material 1 or cylinder block 4.
L'anneau 20a possède une lèvre annulaire 22 disposée radialement au milieu et dirigée de préférence vers la face d'appui 8 de la chemise 1. La lèvre 22 est formée directement sur l'anneau 20a dont l'autre côté présente une gorge annulaire 24, de sorte que le matériau saillant de la lèvre annulaire 22 peut être refoulé The ring 20a has an annular lip 22 disposed radially in the middle and preferably directed towards the bearing face 8 of the jacket 1. The lip 22 is formed directly on the ring 20a, the other side of which has an annular groove 24 , so that the protruding material of the annular lip 22 can be forced back
sous la contrainte axiale dans la gorge annulaire 24. under axial stress in the annular groove 24.
La lèvre 22, en combinaison avec la gorge 24 complémentaire à elle, permet d'obtenir une flexibilité particulièrement grande de la couche intermédiaire 18, flexibilité qui est en outre restreinte à une zone The lip 22, in combination with the groove 24 complementary to it, makes it possible to obtain a particularly great flexibility of the intermediate layer 18, flexibility which is furthermore restricted to an area
étroitement limitée.tightly limited.
Il est possible aussi, en variante, d'utiliser un anneau 20b comme celui représenté en coupe sur la figure 3 et qui est réalisé en deux parties, constituant respectivement un anneau de soutien 26 et un anneau de déformation 28 porté par lui et qui est flexible. L'anneau de soutien 26 a de préférence un profil en forme de L dont une branche axiale 30 est disposée adjacente à la paroi de la chemise 1 et une branche radiale 32 s'étend radialement vers l'extérieur. L'anneau de déformation 28 est logé dans la demi-rainure formée par les branches axiale 30 et radiale 32 et dépasse en direction axiale de la première. Le matériau de l'anneau de déformation 32 se déforme, de préférence dans le domaine plastique, sous It is also possible, as a variant, to use a ring 20b like that shown in section in FIG. 3 and which is produced in two parts, constituting respectively a support ring 26 and a deformation ring 28 carried by it and which is flexible. The support ring 26 preferably has an L-shaped profile, an axial branch 30 of which is disposed adjacent to the wall of the jacket 1 and a radial branch 32 extends radially outwards. The deformation ring 28 is housed in the half-groove formed by the axial 30 and radial 32 branches and protrudes in the axial direction of the first. The material of the deformation ring 32 deforms, preferably in the plastic field, under
l'effet de la précontrainte et peut s'échapper radiale- the effect of prestressing and can escape radial-
ment vers l'extérieur. La branche axiale 30 agit alors comme une butée pour la face d'appui 8 ou la face de support 16 et peut se déformer élastiquement. Au lieu que la couche intermédiaire 18 flexible soit prévue séparément de la chemise 1, elle pourrait aussi être reliée à la face d'appui 8, ou la face de support 16, par force, par leurs formes respectives ou par leurs outward. The axial branch 30 then acts as a stop for the support face 8 or the support face 16 and can deform elastically. Instead of the flexible intermediate layer 18 being provided separately from the jacket 1, it could also be connected to the support face 8, or the support face 16, by force, by their respective shapes or by their
matériaux constitutifs.constituent materials.
La figure 4 représente un autre mode de réalisation de l'invention, selon lequel la face d'appui 8 de l'épaulement 6 de la chemise 1 est légèrement biseautée. D'après la figure 5, qui est une coupe longitudinale dans la zone du détail Y de la FIG. 4 represents another embodiment of the invention, according to which the bearing face 8 of the shoulder 6 of the jacket 1 is slightly bevelled. From Figure 5, which is a longitudinal section in the area of detail Y of the
figure 4 et montre en plus, à la différence de celui- figure 4 and shows in addition, unlike this one
ci, l'élément de support 14 du bloc-cylindres 4, la face de support 16 est plane et parallèle à un plan perpendiculaire à l'axe du cylindre 2. Par contre, la face d'appui 8 est orientée obliquement et forme un angle a avec la face de support 16, avec laquelle, pour cette raison, elle est seulement en contact dans une zone radialement intérieure. A l'inverse, la face d'appui 8 pourrait aussi être plane et parallèle à un plan perpendiculaire à l'axe de la chemise 1, et la face de support 16 pourrait être inclinée sous un angle a par rapport à elle. De plus, à la fois la face d'appui 8 et la face de support 16 pourraient être disposées chacune sous un angle a par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de la chemise 1. En raison de l'orientation inclinée de la face d'appui 8 et/ou de la face de support 16, on obtient une plus petite surface de contact entre l'épaulement 6 et l'élément de support 14, ce qui conduit, pour la même précontrainte, à une plus grande pression spécifique de surface (force de précontrainte/surface de contact) et, partant, à une plus haute flexibilité - ce qui est désiré - dans la zone du joint de séparation. Le biseautage ou chanfreinage de la face d'appui 8 est réalisable par un usinage avec enlèvement de copeaux, de sorte qu'il est préférable de prévoir un dégagement 34 pour l'outil dans l'épaulement 6. D'après un autre développement de l'invention, un anneau 20 d'une couche intermédiaire 18 selon la figure 1 pourrait également être doté d'une ci, the support element 14 of the cylinder block 4, the support face 16 is planar and parallel to a plane perpendicular to the axis of the cylinder 2. On the other hand, the support face 8 is oriented obliquely and forms a angle a with the support face 16, with which, for this reason, it is only in contact in a radially inner zone. Conversely, the bearing face 8 could also be planar and parallel to a plane perpendicular to the axis of the jacket 1, and the support face 16 could be inclined at an angle a with respect to it. In addition, both the support face 8 and the support face 16 could each be arranged at an angle a with respect to a plane perpendicular to the axis of the jacket 1. Due to the inclined orientation of the support face 8 and / or support face 16, a smaller contact surface is obtained between the shoulder 6 and the support element 14, which leads, for the same preload, to greater pressure surface specificity (pre-stressing force / contact surface) and hence higher flexibility - which is desired - in the area of the separation joint. The bevelling or chamfering of the bearing face 8 is achievable by machining with chip removal, so that it is preferable to provide a clearance 34 for the tool in the shoulder 6. According to another development of the invention, a ring 20 of an intermediate layer 18 according to FIG. 1 could also be provided with a
telle inclinaison.such inclination.
La figure 6 représente schématiquement une simulation, par la méthode des éléments finis (MEF), de la configuration d'une chemise 1 à l'état monté, la représentation correspondant à une coupe longitudinale de la paroi de la chemise. La précontrainte axiale par la culasse, appliquée contre l'extrémité de tête de la chemise 1, est simulée par une charge de surface statique p, agissant sur la surface de tête annulaire de la chemise 1, et l'élément de support 14 est simulé par un support 36. Sous la charge axiale p, la paroi relativement mince de la chemise a tendance à se renfler, ce qui est encore accentué par le fait qu'un bras de levier agit entre les lignes d'action des fractions radialement intérieures de la charge p et l'élément de support (support 36) radialement extérieur, de sorte qu'une contrainte supplémentaire de FIG. 6 schematically represents a simulation, by the finite element method (MEF), of the configuration of a jacket 1 in the assembled state, the representation corresponding to a longitudinal section of the wall of the jacket. The axial prestressing by the cylinder head, applied against the head end of the jacket 1, is simulated by a static surface load p, acting on the annular head surface of the jacket 1, and the support element 14 is simulated by a support 36. Under the axial load p, the relatively thin wall of the jacket tends to swell, which is further accentuated by the fact that a lever arm acts between the lines of action of the radially inner fractions of the load p and the support element (support 36) radially outside, so that an additional stress of
fléchissement est superposée à la contrainte de voile- deflection is superimposed on the veil stress-
ment agissant sur la paroi de la chemise 1. Cette charge de voilement et de fléchissement engendre des ondes de flexion dans la paroi de la chemise, ce qui est visible dans la représentation de déformation, fortement exagérée sur la figure 6a pour des raisons ment acting on the wall of the jacket 1. This buckling and deflection load generates bending waves in the wall of the jacket, which is visible in the representation of deformation, greatly exaggerated in FIG. 6a for reasons
d'échelle et produite par une séquence de calcul MEF. of scale and produced by an MEF calculation sequence.
La face d'appui 8 de l'épaulement 6 du modèle de calcul MEF selon la figure 6a est en fait plane et parallèle à un plan perpendiculaire à l'axe de la chemise 1 (x = 0 degré), de sorte que celle-ci correspond à une chemise selon l'état de la technique. Comme résultat du calcul dans le cadre de la séquence de calcul MEF, on a trouvé un voilement radial maximal de la chemise 1 de 16 pm à The bearing face 8 of the shoulder 6 of the MEF calculation model according to FIG. 6a is in fact plane and parallel to a plane perpendicular to the axis of the jacket 1 (x = 0 degrees), so that this one this corresponds to a shirt according to the state of the art. As a result of the calculation in the context of the MEF calculation sequence, a maximum radial buckling of the jacket 1 was found from 16 pm to
la hauteur de la face d'appui de l'épaulement. the height of the bearing face of the shoulder.
Pour permettre la comparaison, la figure 6b est une représentation de déformation d'un modèle de calcul MEF selon lequel la face d'appui 8 est inclinée d'un angle a = 0,4 degré par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de la chemise 1. Comme on peut le voir, le voilement radial de la chemise est nettement plus faible dans ce cas. Le voilement maximal calculé dans la zone de la face d'appui de l'épaulement 6 est seulement de 7 pm. Les représentations de déformation montrées par les figures 6c et 6d sont basées sur des modèles de calcul MEF selon lesquels la face d'appui 8 est chanfreinée respectivement suivant un angle a = 0,5 degré (figure 6c) et suivant un angle To allow comparison, FIG. 6b is a representation of deformation of a MEF calculation model according to which the bearing face 8 is inclined at an angle a = 0.4 degrees relative to a plane perpendicular to the axis of the liner 1. As can be seen, the radial buckling of the liner is much lower in this case. The maximum buckling calculated in the area of the bearing face of the shoulder 6 is only 7 μm. The deformation representations shown in FIGS. 6c and 6d are based on MEF calculation models according to which the bearing face 8 is chamfered respectively at an angle a = 0.5 degrees (FIG. 6c) and at an angle
a= 0,6 degré (figure 6d). Dans le cas d'un chan- a = 0.6 degree (Figure 6d). In the case of a change
freinage de 0,5 degré, on a calculé un voilement radial maximal de 6 pm et, dans le cas d'un chanfreinage de 0,6 degré, on a calculé un voilement radial maximal de braking of 0.5 degrees, a maximum radial deflection of 6 pm was calculated and, in the case of a chamfer of 0.6 degrees, a maximum radial deflection of
5 pm.5 pm.
Comme expliqué dans ce qui précède, la diminution du voilement radial de la chemise 1 à mesure que l'inclinaison de la face d'appui de l'épaulement augmente est à attribuer d'une part à la plus faible rigidité de forme de la chemise dans la zone de joint de séparation. Le chanfreinage de la face d'appui 8 provoque d'autre part un décalage radialement vers l'intérieur de la zone de contact entre l'épaulement et son support, ce qui se traduit par un bras de levier plus court pour la fraction radialement intérieure de la charge axiale attaquant l'extrémité de tête de la chemise. De ce fait, le moment fléchissant exercé sur la chemise 1 et par suite également son voilement radial deviennent plus faibles. L'angle d'inclinaison a est de préférence compris dans une plage angulaire entre 0,4 et 0,6 degré. Avec un autre dimensionnement de la chemise, l'angle a pourrait aussi être compris As explained in the foregoing, the reduction in the radial buckling of the jacket 1 as the inclination of the bearing face of the shoulder increases is to be attributed on the one hand to the lower form rigidity of the jacket in the separation joint area. The chamfering of the bearing face 8 on the other hand causes a radially inward shift of the contact zone between the shoulder and its support, which results in a shorter lever arm for the radially inner fraction. of the axial load attacking the head end of the liner. As a result, the bending moment exerted on the jacket 1 and consequently also its radial warping become weaker. The angle of inclination a is preferably within an angular range between 0.4 and 0.6 degrees. With another dimensioning of the jacket, the angle a could also be understood
dans une plage entre 0,2 et 1,5 degré. in a range between 0.2 and 1.5 degrees.
La figure 7 montre une chemise 1 dont la face d'appui 8 est profilée en direction axiale et réalisée de préférence avec une forme ondulée, le profilage étant représenté de façon fortement exagérée. Le profil ondulé se trouve en regard de la face de support 16, non représentée, et est serré contre elle lors du montage de la chemise. En raison de la plus petite surface de contact au droit des "sommets d'ondes", le profilage produit une plus forte pression spécifique de surface (force de précontrainte/surface de contact), ce qui provoque la réduction ciblée de la rigidité de forme de l'épaulement 8 dans la zone du joint de séparation. De ce fait, les déformations sous l'effet de la précontrainte se produisent principalement dans la face dTappui ondulée 8. En supplément ou en variante, la face de support 16 pourrait également être profilée FIG. 7 shows a jacket 1, the bearing face 8 of which is profiled in the axial direction and preferably produced with a wavy shape, the profiling being shown in a highly exaggerated manner. The corrugated profile is located opposite the support face 16, not shown, and is pressed against it during assembly of the jacket. Due to the smaller contact surface in line with the "wave vertices", the profiling produces a higher specific surface pressure (prestressing force / contact surface), which causes the targeted reduction in form stiffness of shoulder 8 in the area of the separation joint. Therefore, the deformations under the effect of prestressing mainly occur in the corrugated support face 8. In addition or alternatively, the support face 16 could also be profiled.
selon une conformation ondulée ou d'une autre manière. in a wavy conformation or otherwise.
Comme variante supplémentaire, une couche intermédiaire 18 sous forme d'un anneau 20c peut également être pourvue d'un tel profilage, ainsi que le montre la figure 8. Dans un tel cas, une première face annulaire 38, pouvant être amenée en contact avec la face d'appui 8, est plane, tandis que la seconde face annulaire 40, pouvant être amenée en contact avec la face de support 16, est réalisée avec une forme ondulée; il est As an additional variant, an intermediate layer 18 in the form of a ring 20c can also be provided with such profiling, as shown in FIG. 8. In such a case, a first annular face 38, which can be brought into contact with the bearing face 8 is flat, while the second annular face 40, which can be brought into contact with the support face 16, is produced with a wavy shape; he is
cependant possible aussi de choisir la disposition in- however, it is also possible to choose the layout
verse ou de donner une forme ondulée aux deux faces pour or give a wavy shape to both sides
annulaires 38 et 40.annulars 38 and 40.
Selon le mode de réalisation supplémentaire montré par la figure 9, la face d'appui 8 possède un profilage ondulé et est en outre chanfreinée radialement, ainsi que le montre la figure 10 par la coupe partielle prise dans la zone du détail Y de la figure 9. On voit dans cette coupe que la face d'appui 8 et la face de support 16 renferment un angle entre elles, du fait que la face d'appui 8 est orientée sous un angle a par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de la chemise 1 et est seulement en contact avec la face de support 16 dans une zone radialement intérieure. La face de support 16 pourrait être According to the additional embodiment shown in Figure 9, the support face 8 has a corrugated profiling and is further radially chamfered, as shown in Figure 10 by the partial section taken in the area of detail Y of the figure 9. We see in this section that the support face 8 and the support face 16 enclose an angle between them, owing to the fact that the support face 8 is oriented at an angle a with respect to a plane perpendicular to the axis of the jacket 1 and is only in contact with the support face 16 in a radially inner zone. The support face 16 could be
profilée et chanfreinée en plus.profiled and chamfered in addition.
Pour résumer, l'invention procure une augmentation de la flexibilité de la zone du joint de séparation entre la face d'appui 8 et la face de support 16 du fait que la rigidité de forme et/ou la rigidité du matériau constitutif de la face d'appui 8 et/ou de la face de support 16 est ou sont réduite(s) par les dispositions qui viennent d'être décrites, ou par la prévision d'une couche intermédiaire flexible 18 To summarize, the invention provides an increase in the flexibility of the region of the separation joint between the support face 8 and the support face 16 due to the fact that the rigidity of shape and / or the rigidity of the material constituting the face support 8 and / or the support face 16 is or are reduced (s) by the arrangements which have just been described, or by the provision of a flexible intermediate layer 18
entre ces deux faces.between these two faces.
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