FR2794168A1

FR2794168A1 - Systeme formant une soupape pour moteur a combustion interne et agencement de soupapes

Info

Publication number: FR2794168A1
Application number: FR0006884A
Authority: FR
Inventors: Teruo Takahashi; Hiroshi Oshige
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2000-12-01
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: DE10026721A1; JP2001050020A; DE10026721C2; FR2794168B1; US6318327B1

Abstract

L'invention concerne un moteur à combustion interne qui comprend en combinaison une soupape latérale d'admission et une soupape latérale d'échappement. Chaque soupape comprend un siège de soupape et un élément de soupape assemblé avec le siège de soupape. Le siège de soupape possède un élément de base qui comprend une matrice d'alliage fritté à base de fer et une poudre dispersée d'un composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co, la poudre de composé intermétallique ayant une dureté allant de HV600 à HV1000 et un diamètre moyen de particule allant de 20 à 70 m et la matrice représentant 10 à 50 % en masse par rapport à la masse totale de l'élément de base, et l'élément de soupape possède un élément de base qui comprend une matrice d'acier martensitique et une couche de diffusion nitrurante formée sur une face de soupape de l'élément de base, la couche de diffusion nitrurante ayant une dureté supérieure à HV500 et une épaisseur supérieure à 20 m.

Description

Système formant une soupape pour moteur à combustion interneet agencement de soupapes La présente invention concerne un système ou mécanisme formant une soupape pour moteurà combustion interne, qui comprend en particulier un siège de soupape et un élément de soupape ayant une résistance accrueà l'abrasion età l'usure.

De manière classique, beaucoup de moteursà combustion interne, par exemple ceux des automobiles, utilisent divers types de sièges de soupapes en alliage frittéà base de fer, et de nombreuses études et recherches ont été effectuées pour améliorer la résis tanceà l'abrasion età l'usure du siège de soupape. Pour améliorer la résistanceà l'abrasion età l'usure du siège de soupape, la technique antérieure propose un procédé qui consisteà disperser des particules dures telles que des particules de Fe-Mo ou de Fe-W dans l'élément de base du siège de soupape. Toutefois, dans ce procédé, lorsqu'on augmente la teneur en particules dures pour améliorer la résistanceà l'abrasion età l'usure du siège de soupape, il se présente comme problème le fait que l'élément de soupape opposé au siège de soupape s'use beaucoup. Pour éviter ce problème, on a étudié un siège de soupape ayant une résistanceà 1 1 abrasion età l'usure améliorée et un effet d'attaque réduit sur l'élément opposé, comme cela est décrit par exemple dans le brevet japonais publié no HEI 5-43913. Cette publication appartenantà la technique antérieure décrit un siège de soupape en alliage frittéà base de fer, que l'on prépare en dispersant dans un élément de base en alliage frittéà base de fer, des particules dures sphériques du type carbure dispersé et/ou des particules dures sphériques du typecomposé intermétallique dispersé, ayant une dureté Micro Vickers de HV500 à HV1800, à raison de5 à 25 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base. Dans le cas où le siège de soupape ayant une telle structure est utilisé pour une soupape d'un moteurà combustible liquide, tel que l'essence ou le combustible pour diesel, la lubrification entre l'élément de soupape et le siège de soupape peut être assurée par le combustible ou un produit de combustion (tel que le carbone(C de sorte que l'abrasion due au frottement entre le siège de soupape et l'élément de soupape est supprimée.

Par ailleurs, dans le système classique de soupape d'un moteurà combustible liquide, on utilise principalement comme soupape latérale d'admission, une soupape comprenant un siège de soupape en matériau fritté du groupe Fe-C et un élément de soupape en acier martensitique trempé (durci), correspondantà SUH1 (JIS G 4311,9 % de Cr-3 % de Si-0,4 % de C-complément constitué de fer), et on utilise aussi principalement comme soupape latérale d'échappement, une soupape comprenant un siège de soupape obtenu en faisant pénétrer du cuivre (Cu) dans un matériau fritté ayant un élément de base en acier pour outilà grande vitesse (correspondantà SKH 51) , et un élément de soupape obtenu en formant une couche de garnissage en Stellite n' F (dénomination commerciale: DELORO STELLITE Co. Ltd.) sur une face de soupape en acier austénitique correspondantà SUH35 (JIS G 4311, 21% de Cr-4 % de Ni-9 % de Mn-0,4 % deN-0,5 % de C-complément constitué de Fe).

Toutefois, dans le cas d'un moteur utilisant un combustible gazeux tel que du gaz naturel,à la place d'un combustible liquide, une abrasion se développe facilement par suite du contact intermétallique entre le siège de soupape et l'élément de soupape, et un écoulementdû à une déformation plastique, une usure par adhérence ou une usure par glissement est provoqué pour les raisons suivantes: (1) aucune fonction de refroidissement et de lubrification dueà la nature du combustible gazeux lui-même, (2) la température élevée régnant dans le moteur,(3) fonction de lubrification médiocre, dueà ce qu'ily a moins de produit de combustion, (4) fonction de lubrification médiocre, due à ce qu 1 ily a moinsd 1 oxyde de fer, et(5) production facile d'une corrosion, en particulier dans le cas du gaz naturel comprimé.

En dépit des faits précédents, aucune étude complète ou contre-mesure n'a été envisagée dans la technique antérieure pour le cas où ily a de nombreux contacts intermétalliques, tels que ceux provoqués dans le moteurà combustible gazeux, et le système formant une soupape pour le moteurà combustible liquide a été appliqué au cas du moteurà combustible gazeux.

Dans le cas où le système formant une soupape pour le moteurà combustible liquide est appliqué tel quel au cas du moteurà combustible gazeux, pour le mécanisme de la soupape latérale d'admission, le siège de soupape en matériau fritté du groupe Fe-C a une fonction de lubrification médiocreà une température régnante d'environ150 à 250'C, et l'élément de soupape en acier trempé martensitique correspondantà SUH1 présente des propriétés de lubrification et une dureté insuffisantes, ce qui cause un problème. En outre, pour le mécanisme de la soupape latérale d'échappement, le siège de soupape obtenu en faisant pénétrer du cuivre dans le matériau fritté ayant la base en acier pour outilà grande vitesse, présente des propriétés d'auto- lubrification insuffisantes, ce qui provoque une abra sion par adhérence, due au contact intermétallique, et l'élément de soupape obtenu en formant une couche de garnissage de Stellite no F sur la face de soupape en acier austénitique correspondantà SUH35, présente une résistance insuffisante aux températures élevées, ce qui cause également un problème.

La présente invention a pour but d'éliminer pratiquement les défauts ou inconvénients que l'on rencontre dans la technique antérieure mentionnée pré cédemment, et de fournir un système formant une soupape pour moteurà combustion interne, qui soit capable de conserver une excellente résistanceà l'abrasion et un faible effet d'attaque sur un élément opposé, même dans des conditions où un contact intermétallique sera faci lement provoqué entre le siège de soupape et l'élément de soupape qui constituent le système formant la soupape, dans le cas par exemple où le système formant la soupape est utilisé pour un moteurà combustible gazeux, dans des conditions d'utilisation sévères.

Conformémentà la présente invention, on peut atteindre ce but et d'autres buts encore en fournis sant, selon un aspect de l'invention, un système formant une soupape pour moteurà combustion interne, qui comprend un siège de soupape et un élément de soupapeà assembler avec le siège de soupape, le siège de soupape ayant un élément de base comprenant une matrice d'alliage fritté à base de fer et une poudre dispersée de composé intermétallique du groupe Si-Cr- Mo-Co, la poudre de compose intermétallique ayant une dureté allant de HV600 à HV1000 et un diamètre moyen de particule allant de 20à 70 pm, et la matrice représentant10 à 50 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base, et l'élément de soupape ayant un élément de base comprenant une matrice d'acier martensitique et une couche de diffusion nitrurante, formée sur une face de soupape de l'élément de base, la couche de diffusion nitrurante ayant une dureté supérieureà HVSOO et une épaisseur supérieureà 20 pm.

Selon un autre aspect de la présente invention, il est également fourni un système formant une soupape pour moteurà combustion interne, qui comprend un siège de soupape et un élément de soupapeà assembler avec le siège de soupape, le siège de soupape ayant un élément de base comprenant une matrice d'alliage fritté à base de fer et une poudre dispersée de composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co, la poudre de composé intermétalli- que ayant une dureté allant de HV600 à HV1000 et un diamètre moyen de particule allant de 20à 70 lim, et la matrice représentant10 à 50 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base, et l'élément de soupape ayant un élément de base comprenant une matrice d'acier austénitique et une couche de garnissage formée sur une face de soupape de l'élément de base, la couche de garnissage étant constituée d'un alliageà base de cobalt du groupe des Stellites et ayant une dureté supérieureà HV400 et une épaisseur supérieureà 0,5 mm.

Selon un autre aspect de la présente invention, il est également fourni un système formant une soupape pour moteurà combustion interne, qui comprend un siège de soupape et un élément de soupapeà assembler avec le siège de soupape, le siège de soupape ayant un élément de base comprenant une matrice d'alliage frittéà base de fer et une poudre dispersée de composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co, la poudre de composé intermétalli- que ayant une dureté allant de HV600 à HV1000 et un diamètre moyen de particule allant de 20à 70 pm, et la matrice représentant10 à 50 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base, et l'élément de soupape ayant un élément de base comprenant une matrice d'acier austénitique et une couche de garnissage formée sur une face de soupape de l'élément de base, la couche de garnissage étant constituée d'un composé intermétal lique du groupe Si-Cr-Mo-Co et ayant une duretésupé- rieureà HV400 et une épaisseur supérieureà 0,5 mm.

En outre, il convient de noter que les systèmes pour soupape mentionnés précédemment seront utilisés en réalité de préférence en combinaison, en tant que soupape latérale d'admission et soupape latérale d'échappement du moteurà combustion interne, en parti culier pour le moteurà combustible gazeux.

Conformément aux aspects de la présente inven tion mentionnés précédemment, les particules de composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co, ayant un effet agressif moindre sur l'élément opposé et un pouvoir lubrifiant supérieur, sont dispersées dans le siège de soupape, et d'autre part, dans l'élément de soupape est formée la couche de garnissage comprenant la couche de diffusion nitrurante ou l'alliageà base de cobalt du groupe des Stellites, qui présente une résistance supé rieureà l'abrasion, ou bien sont formés les particules de composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co, ayant un effet agressif moindre sur l'élément opposé et un pouvoir lubrifiant supérieur. En conséquence, l'agence ment de soupape obtenu par la combinaison de ces systè mes pour soupapes utilisés comme soupape d'admission et soupape d'échappement, apporte une résistancesupé- rieureà l'abrasion, même s'il est appliquéà un moteur à combustion interne fonctionnant dans des conditions sévères telles que la lubrification n'est pas assurée par le combustible, les produits de combustion et l'oxyde de fer, et qu'une corrosion est susceptible de se produireà température élevée. Conformémentà la présente demande, on peut obtenir plus efficacement la résistanceà l'abrasion en combinant sélectivement les systèmes pour soupape ayant les trois aspects précé dents, en tant que soupape latérale d'admission et soupape latérale d'échappement du moteur. En particu lier, conformémentà la présente invention, on peut fournir les systèmes pour soupape en prenant en consi dération le pouvoir lubrifiant et l'effet agressif sur l'élément opposé.

Selon des modes de réalisation préférés de l'invention, au moins un ou deux éléments choisis parmi Ni, Cri Co, Mo, Cu et V est ajouté en outre en tant que constituant de la matriceà l'élément de base du siège de soupape,à raison de1,0 à 20,0% en masse par rapportà la masse totale de la matrice.

Un lubrifiant solide est en outre ajoutéà l'élément de base du siège de soupape,à raison de0,1 à 5,0 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base du siège de soupape.

Du cuivre, du plomb ou un matériau résineux est incorporé dans l'élément de base du siège de soupape par infiltration ou imprégnation.

Conformément aux modes de réalisation préférés précédents, il est possible de renforcer la matrice de l'élément de base et d'améliorer sa résistanceà la chaleur. La résistanceà l'abrasion peut être en outre améliorée par addition du lubrifiant solide. L'addition de cuivre, de plomb ou d'un matériau résineux amélio rera encore la résistanceà l'abrasion.

La nature et d'autres traits caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairementà la lecture de la description suivante.

BRÈVE DESCRIPTIONDU DESSIN Le dessin unique de la figure1 représente un système pour soupape auquel la présente invention est applicable.

DESCRIPTIONDES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS La figure1 représente un système pour soupape auquel la présente invention est applicable. Le système pour soupape1 est d'un typeà appliquerà un moteurà combustion interne et il comprend un siège de soupape 2 et un élément de soupape3. Le siège de soupape 2 a généralement une forme annulaire et il présente une face (surface) de contact de soupape 2a, et l'élément de soupape3 présente une face (surface) de soupape 3a. L'élément de soupape3 s'adapte au siège de soupape 2 en coulissant le long d'un guide de soupape 4à des moments prédéterminés. Lorsque l'élément de soupape3 se déplace vers le haut en étant guidé par le guide de soupape 4, comme le montre la figure, la face de soupape 3a de l'élément de soupape3 vient buter contre la face de contact de soupape 2a du siège de soupape 2 pour fermer la soupape1.

Conformémentà la présente invention, le système pour soupape1 comprend de manière générale le siège de soupape 2 et l'élément de soupape3 mentionnés précédemment.

Le siège de soupape 2 comprend un élément de base qui est constitué d'une matrice en alliage fritté à base de fer et de particules dispersées d'un composé intermétallique du groupe silicium (Si) -chrome (Cr) - molybdène (Mo) -cobalt (Co) . Les particules de composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co (appelé par la suite composé intermétallique) ont une dureté allant de HV600 à HV1000 et un diamètre moyen de particule allant de 20à 70 pm et elles représentent10 à 50 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément du base du siège de soupape 2.

D'autre part, l'élément de soupape3 comprend un élément de base choisi parmi les trois types suivants: (1) premier type dans lequel l'élément de base comprend une matrice d'acier martensitique et une f ace de soupape sur laquelle estf ormée une couche de diffusion nitrurante, ayant une dureté supérieure ou égaleà HV500 et une épaisseur supérieure ou égaleà 20 pm, (2) second type dans lequel l'élément de base comprend une matrice d'acier austénitique et une face de soupape sur laquelle est formée une couche de garnissage en alliageà base de cobalt du groupe des Stellite, ayant une dureté supérieure ou égaleà HV400 et une épaisseur supérieure ou égaleà 0,5 mm (dénomination commerciale Stellite n' 12 ou dénomina tion commerciale Stellite n'6, toutes deux fabriquées par DELORO STELLITE Co. Ltd.), et(3) troisième type dans lequel l'élément de base comprend une matrice d'acier austénitique et une face de soupape sur laquelle est formée une couche de garnissage de composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co, ayant une dureté supérieure ou égaleà HV400 et une épaisseur supérieure ou égaleà 0,5 mm.

Les matériaux constitutifs du siège de soupape et de l'élément de soupape mentionnés précédemment vont être décrits plus en détail ci-après. (1)Siège de soupape Le siège de soupape a une matrice en alliage fritté à base de fer, tel qu'un alliage fritté du groupe Fe-C, constitué principalement de Fe,C, Ni et Co. Onf ixe la teneur enC def açon à ne pasf aire précipiter de la ferrite libre qui est nuisible pour la résistanceà l'abrasion et a une diffusion insuffisante lors duf rittage, et en outre def açon à ne pasf aire précipiter de la cémentite libre qui diminue l'aptitude à l'usinage, et il est souhaitable pour cela que le pourcentage du constituant carbone(C) soit fixéà une valeur comprise entre0,8 et 1,2% en masse. Le complément est constitué de Fe en tant que constituant de la matrice et des impuretés inévitables. Dans le cas du siège de soupape 2 selon la présente invention, comme le composé intermétallique ayant un pouvoir d'autolubrification est dispersé dans la matrice en alliage fritté à base de fer, les matériaux tels que ceux du groupe Fe-C mentionnés précédemment, qui ne sont pas chers et qui ne sont pas applicables eux-mêmes à la matrice du siège de soupape, sont applicables de préférenceà la matrice du siège de soupape du système pour soupape et sont ainsi utiles.

Le composé intermétallique a un effet agressif moindre sur l'élément opposé et un pouvoir lubrifiant supérieur, de sorte qu'il peut être utilisé principale ment pour améliorer la résistanceà l'abrasion du siège de soupape. En outre, comme le composé intermétallique présente également une résistance élevéeà la chaleur età la corrosion, on peut également améliorer la résistanceà la chaleur età la corrosion du siège de soupape, même si le système pour soupape est utilisé pour le moteurà combustible gazeux.

Dans le cas où la dureté est inférieureà HV600, la résistanceà l'abrasion du siège de soupape n'est pas améliorée, et dans le cas où la dureté est supérieureà HV1000, la rigidité du siège de soupape est diminuée et l'élément de soupape opposé sera faci lement attaqué. Dans le cas où le diamètre moyen de particule du composé intermétallique est inférieurà 20 pm, les particules du composé intermétallique sont trop petites ou trop fines et diffusent par conséquent facilement dans la matrice en alliage fritté à base de fer, au moment du frittage du siège de soupape. Dans un cas défavorable, le composé intermétallique peut ne pas exister sous la forme de particules et dans un tel cas, il ne sera pas possible d'obtenir un pouvoir lubrifiant suffisant. D'autre part, dans le cas où le diamètre moyen de particule du composé intermétallique est supé rieurà 70 pm, les particules du composé intermétalli- que sont trop grosses et par conséquent la combinaison du composé intermétallique à l'alliage frittéà base de fer, dueà la diffusion lors du frittage, ne progres sera pas facilement, et dans un cas défavorable, les particules peuvent s'en aller et les effets du composé intermétallique ne seront pas suffisants, et ainsi il n'y aura pas d'amélioration de la résistanceà l'abra sion du siège de soupape.

En outre, dans le cas où la teneur en composé intermétallique est inférieureà 10 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base du siège de soupape, comme la proportion de composé intermétal- lique ayantle pouvoir lubrifiant est moindre, la résistanceà l'abrasion du siège de soupape ne sera pas suffisamment améliorée. D'autre part, dans le cas où il y a plus de50 % en masse de composé intermétallique, la compressibilité, l'aptitude au compactage et la résistance du siège de soupape sont amoindries, ce qui n'est pas acceptable. Par ailleurs, il n'y a pas de limitation particulièreà la forme des particules du composé intermétallique, mais la forme sphérique est préférée aux autres formes. Commecomposé intermétallique approprié, on peut utiliser le produit connu sous la dénomination commerciale TRIBALOY T-400 (composition représentative: 2,6 % de Si-8,5 % de Cr- 28,5 % de Mo, complément constitué de Co ; produit fabriqué par NIKKOSHI Co. Ltd.) et le produit connu sous la dénomination commerciale TRIBALOY T-800 (composition représentative: 3,4% de Si,17,5 % de Cr-28,5 % de Mo-complément constitué de Co ; produit fabriqué par NIKKOSHI Co. Ltd.).

Il est possible d'ajouter en outreà l'élément de base du siège de soupape un ou plusieurs éléments choisis parmi les éléments Ni, Cr, Co, Mo, Cu et V, en tant que constituants de la matrice d'alliage frittéà base de fer, afin d'améliorer la résistance de l'élément de base du siège de soupape ou d'améliorer sa résistanceà l'abrasion.Il est alors préférable que la somme des pourcentages des éléments choisis parmi ces éléments Ni, Cr, Co, Mo, Cu et V soit de1,0 à 20,0% en masse par rapportà la masse totale de la matrice constituée de l'alliage fritté à base de fer. Dans le cas où la teneur en les éléments choisis est inférieure à 1,0 % en masse, la matrice n'est pas suffisamment renforcée et la résistanceà l'abrasion n'est pas améliorée. D'autre part, dans le cas où cette teneur est supérieureà 20% en masse, l'effet de renforcement de la matrice està saturation, les coûts de fabrica tion sont augmentés et la compressibilité, l'aptitude au compactage sont abaissées. En conséquence, on peut facilement améliorer la résistanceà l'abrasion et la résistance de l'élément de base du siège de soupape en ajoutant divers éléments constitutifs au matériau du groupe Fe-C mentionné précédemment, si nécessaire.

Un ou plusieurs matériaux lubrifiants solides (c 1 est-à-dire des matériaux autolubrif iants) peuvent être dispersés dans le siège de soupape. L'addition du matériau lubrifiant solide permet d'éviter le contact intermétallique entre le siège de soupape et l'élément de soupape, de sorte que la résistanceà l'abrasion peut être encore améliorée et l'effet agressif sur l'élément opposé encore amoindri. Comme matériau lubrifiant solide, on peut citer des sulfures (tels que MnS, MOS2, WS2, etc.), des fluorures (tels que CaF2, etc.), des nitrures (tels que BN, etc.) et le graphite. La proportion du matériau lubrifiant solide est habituellement fixéeà 0,1 à 5,0 % en masse, de préfé rence 2,0 à 5, 0 % en masse, par rapportà la masse totale de1 'élément de base du siège de soupape. Dans le cas où ily a moins de0, 1 % en masse du matériau lubrifiant solide, le taux de lubrification n'est pas suffisamment amélioré, et d'autre part, dans le cas où ily a plus de5, 0 % en masse de ce matériau, la dispersion lors du frittage n'est pas facilitée et la résistanceà l'abrasion est facilement amoindrie par suite de l'abaissement de l'intensité de la force de couplage entre les particules du composé intermétalli- que.

Au moment de la fabrication du siège de soupape en alliage fritté à base de fer, le traitement de trempe (durcissement) qui est effectué dans la techno logie classique, peut être éventuellement supprimé. En outre, on peut utiliser, comme matériau en poudre pour la matrice du siège de soupape, un matériau en poudre constitué d'une poudre d'alliageà base de fer, conte nant un ou plusieurs des éléments constitutifs de la matrice tels queC, Cr, V, Ni, Co et Mo, un matériau en poudre comprenant essentiellement la poudre d'alliageà base de fer, ou un matériau en poudre qui est un mélange non allié dans lequel une autre poudre consti- tutive de la matrice est mélangée avec une poudre de fer pur.

Pour fabriquer le siège de soupape, on mélange d'abord la poudre pour la matrice d'alliage frittéà base de fer, la poudre de composé intermétallique et le matériau lubrifiant solide, qui est ajouté si néces saire, puis on les comprime et on les moule. Ensuite, le matériau en poudre ainsi obtenu est fritté dans un fourà vide et l'on obtient ainsi le siège de soupape.

Le siège de soupape ainsi fabriqué, en alliage fritté à base de fer, a une composition dans laquelle existent en mélange de la perlite, de la martensite et une phase fortement alliée. La phase fortement alliée mentionnée précédemment est une phase austénitique ayant une densité de diffusion élevée des éléments constitutifs de la matrice mentionnés précédemment et ayant une dureté élevée (de préférence HV500 à HV700). En admettant que la proportion de surface de la partie de la matrice constituée de l'alliage frittéà base de fer,à l'exception des particules dures, représente 100 %, les proportions des constituants respectifs dans la matrice sont: 5 à 15 % de perlite, 30 à 60 % de martensite et30 à 60 % de phase fortement alliée, et de préférence5 à 10 % de perlite, 40à 50 % de martensite et 40à 50 % de phase fortement alliée.

Des pores existent dans l'élément de base du siège de soupape ainsi fabriqué et on peut faire péné trer dans les pores par infiltration tout métal ayant un point de fusion bas, ou bien on peut faire pénétrer dans les pores par imprégnation une résine. Le métalà bas point de fusion incorporé par infiltration ou la résine incorporée par imprégnation est présent entre l'élément de soupape et le siège de soupape et joue le rôle de lubrifiant empêchant le contact direct entre les surfaces métalliques de l'élément de soupape et du siège de soupape, ce qui apporte une résistance amélio réeà l'usure età l'abrasion et un faible effet agres sif sur l'élément opposé au siège de soupape. Des exem ples du métal ayant un point de fusion bas sont le plomb (Pb), le zinc (Zn), 1 'étain (Sn), le cuivre (Cu) et les alliages contenant un ou plusieurs des éléments précédents. En outre, on peut choisir comme matériau résineux une résine du groupe acrylique ou une résine du groupe des polyesters.

La proportion des pores (appelée par la suite porosité) dans l'élément de base du siège de soupape est habituellement de 2à 20% par rapport au volume total de1 1 élément de base, et de préférence de5 à 10 % par rapportà ce volume. Si la porosité est infé rieureà 2%, la quantité de métal incorporé par infil tration peut être insuffisante, et d'autre part, si la porosité est supérieureà 20%, la résistanceà l'abra sion est susceptible de diminuer par suite de la dimi nution de la force de liaison entre les particules et de la diminution de la résistance de l'élément de base du siège de soupape.

Le siège de soupape ainsi obtenu peut être sou misà un traitement par de la vapeur d'eau. On réalise le traitement par de la vapeur d'eau en chauffant comme d'habitude le siège de soupape dans de la vapeur chaufféeà une température d'environ550'C et en formant un film d'oxyde (Fe304). Le film d'oxyde ainsi formé a un pouvoir d'autolubrification et il agit en supprimant l'adhérenceà l'élément de soupape opposé au point de friction. En outre, comme le film d'oxyde est un matériau poreux, on peut obtenir une résistanceà l'abrasion améliorée.

Comme on l'a mentionné précédemment, le siège de soupape 2 utilisé pour le système1 pour soupape selon la présente invention, applicable au moteurà combustion interne, présente une résistance supérieure à l'usure età l'abrasion et un pouvoir d'autolubrification supérieur, de sorte que le siège pour soupape peut être effectivement utiliséà la fois pour la soupape latérale d'admission et pour la soupape latérale d'échappement.

_(2) Élément de soupape Comme on l'a mentionné précédemment, l'élément de soupape du système pour soupape1 peut appartenirà trois types. L'élément de soupape du premier type est utilisé en combinaison avec le siège de soupape 2 ayant la structure et les caractères mentionnés précédemment.

Dans l'élément de base de l'élément de soupape, la matrice constituée de l'acier martensitique possède une face de soupape sur laquelle est formée une couche de diffusion nitrurante, afin d'améliorer la résistance à l'abrasion et d'assurer la solidité de l'élément de base. La matrice constituée de l'acier martensitique a une composition correspondantà SUH11 (JIS G 4311) (composition représentative: 9 % de Cr-1,5 % de Si- 0,5 % de C-complément constitué de fer). Le complément comprend également les impuretés inévitables. En outre, dans la présente invention, une trempe n'est pas néces saire.

Les éléments de soupape3 du second type et du troisième type sont également utilisés en combinaison avec le siège de soupape 2 ayant la structure et les caractères mentionnés précédemment. Dans l'élément de base de l'élément de soupape, la matrice constituée de l'acier austénitique présente une face de soupape sur laquelle est formée une couche de garnissage afin d'augmenter la résistanceà l'abrasion et d'assurer la solidité de l'élément de base. La matrice constituée de l'acier austénitique a une composition correspondantà SUH35 (JIS G 4311) (composition représentative: 21% de Cr-4 % de Ni-9 % de Mn-0,5 % de C-0,4% deN, complément constitué de Fe). Le complément comprend également les impuretés inévitables.

Dans le cas de1 1 élément de soupape du premier type présentant la couche de diffusion nitrurante, on peut former la couche de diffusion nitrurante par un procédé classique. La résistanceà l'abrasion de l'élément de soupape ne peut pas être améliorée si la couche de diffusion nitrurante a une dureté inférieure à HV500. La limite supérieure de la dureté de la couche de diffusion nitrurante est HV1000 en fabrication réelle. En outre, si la couche de diffusion nitrurante a une épaisseur inférieureà 20 pm, lorsque l'abrasion progresse, la couche de diffusion disparaît et, dans ce cas, il està craindre que l'abrasion se développe encore plus ultérieurement. La limite supérieure de l'épaisseur de la couche de diffusion nitrurante est de 100 pm en fabrication réelle. Dans cet exemple, la couche de diffusion nitrurante a une dureté supérieure à celle de la face de soupape en matériau correspondant au SUH1 classique trempé et présente une résistanceà l'abrasion supérieureà celle du matériau classique.

Dans le cas de l'élément de soupape du second type présentant une couche de garnissage constituée de l'alliageà base de cobalt du groupe des Stellites, on utilise comme alliageà base de cobalt du groupe des Stellites, une Stellite no 12 (dénomination commerciale) ou une Stellite no 6 (dénomination commerciale). Si la couche de garnissage a une dureté inférieureà HV400, la résistanceà l'abrasion et la solidité ne peuvent pas être suffisamment améliorées. En outre, la limite supérieurede la dureté de la couche de garnissage est de HV700 en fabrication réelle. Si la couche de garnissage a une épaisseur inférieureà 0,5 mm, lorsque l'abrasion progresse, la couche de garnissage ayant un excellent pouvoir lubrifiant disparaît et, par conséquent, l'abrasion se développe ultérieurement, de sorte qu'ily a un risque de provoquer un abaissement du taux de compression du moteur. La limite supérieure de l'épaisseur de la couche de garnissage est 2 mm en fabrication réelle. La couche de garnissage selon la présente invention résiste aux températures élevées et présente une résistanceà l'abrasion supérieureà celle de la couche de garnissage formée au moyen de la Stellite no F classique (dénomination commerciale de la société DELORO STELLITE Co. Ltd.), de sorte que l'élément de soupape du second type, comportant une telle couche de garnissage, est utilisé de préférence pour un moteurà combustible gazeux. La Stellite no 12 (dénomination commerciale) utilisée pour l'élément de soupape du second type a la composition représentative suivante: 29 % de Cr-9 % de W-118 % de C-complément constitué de Co. La Stellite no 6 (dénomination commerciale) utilisée pour l'élément de soupape du second type a la composition représentative suivante: 26 % de Cr-5 % de W-1% de C-complément constitué de Co. On forme la couche de garnissage sur la face de soupape de la matrice de l'élément de soupape en pulvérisant par un procédé thermique ces alliagesà base de cobalt du groupe des Stellites.

Dans le cas de l'élément de soupape du troisième type, comportant la couche de garnissage constituée du composé intermétallique du groupe Si-Cr- Mo-Co, on utilise comme composé intermétallique pour la couche de garnissage le même que celui dispersé dans l'élément de base du siège de soupape mentionné précé demment. On utilise donc le TRIBALOY 400 (dénomination commerciale) ou le TRIBALOY 800 (dénomination commer ciale), et l'on préfère le TRIBALOY 400. Si la couche de garnissage a une dureté inférieureà HV400, il est impossible d'améliorer suffisamment la résistanceà l'abrasion et la solidité. En outre, la limite supé rieure de la dureté de la couche de garnissage est HV1000 en fabrication réelle. Si la couche de garnis sage a une épaisseur inférieureà 0,5 mm, lorsque l'abrasion progresse, la couche de garnissage qui a un excellent pouvoir lubrifiant disparaît et l'abrasion se développe, de sorte qu'ily a un risque de provoquer l'abaissement du taux de compression du moteur. En outre, la limite supérieure de l'épaisseur de la couche de garnissage est de 2 mm en fabrication réelle.

Lors de lutilisation réelle du système pour soupape utilisant le siège de soupape mentionné précé demment et les éléments de soupape des trois types mentionnés précédemment, pour bien résoudre le problème de l'usure ou de l'abrasion, il est particulièrement souhaitable d'utiliser l'élément de soupape du premier type pour la soupape latérale d'admission et l'élément de soupape du second type ou du troisième type pour la soupape latérale d'échappement.

Le siège de soupape utilisé pour la soupape latérale d'admission et pour la soupape latérale d'échappement comprend le composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co, qui a un effet agressif moindre sur l'élément opposé et un excellent pouvoir lubrifiant, de sorte que le système pour soupape muni de ce siège de soupape en combinaison avec l'élément de soupape du premier type ou du troisième type, peut apporter une excellente résistanceà l'abrasion et présenter un faible effet agressif sur l'élément opposé, même s'il est utilisé pour un moteurà combustion interne tel qu'un moteurà combustible gazeux, qui n'a pas un excellent pouvoir lubrifiantdû au combustible ou au produit de combustion, qui présente une résistance insuffisanteà l'abrasion et qui est susceptible de se corroder facilement dans une atmosphèreà température élevée.

Conformément au système pour soupape de moteur à combustion interne selon la présente invention, la couche de garnissage constituée de la couche de diffu sion nitrurante qui présente une résistance excellente à l'abrasion, ou de l'alliageà base de cobalt du groupe des Stellites ou du composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co, qui présente un pouvoir lubrifiant excellent, est formée sur la face de soupape del'élé- ment de soupape constituant l'élément opposé au siège de soupape, de sorte que l'on peut obtenir une longé vité suffisante pour le système constituant la soupape.

On va décrire ci-après des modes de réalisation préférés de la présente invention en se référantà des exemples expérimentaux conformesà la présente inven tion età des exemples comparatifs. Les modes de réali sation des exemples expérimentaux1 à 4 et des exemples comparatifs1 à 3 concernent un système pour soupape latérale d'admission. En outre, le tableau1 suivant montre les composés constitutifs mélangés au siège de soupape et leurs proportions, et les matériaux pour la formation de la face de soupape de l'élément de soupape.

Exemple expérimental1 on prépare le siège de soupape en dispersant les particules de composé intermétallique du groupe Si- Cr-Mo-Co dans la matrice en alliage frittéà base de fer. On prépare d'abord, comme poudre pour la matrice en alliage fritté à base de fer, une poudre contenant, outre Fe-1 % deC (pourcentage en masse) qui est le constituant de base de la composition,3 % en masse de Ni et3 % en masse de Co en tant que constituants supplémentaires. Le complément (le restant) comprend en outre les impuretés inévitables. On obtient la poudre pour l'élément de base du siège de soupape en mélangeant pendant10 minutesà l'aide d'un mélangeur en V, la poudre pour la matrice ayant la composition mentionnée précédemment,la TRIBALOY T-400 (dénomination commerciale, produit fabriqué par NIKKOSHI Co. Ltd., composition représentative: 2,6 % de Si-8,5 % de Cr-28,5 % de Mo-complément constitué de Co) en tant que poudre de composé intermétallique, et le lubrifiant solide constitué de CaF2. Dans ce proces sus de mélange, on utilise une poudre de composé inter- métallique ayant une dureté de HV750 et un diamètre moyen de particule de35 pm, et on mélange une quantité de cette poudre telle qu'elle représente15,0 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base du siège de soupapeà préparer. on mélange une quantité du lubrifiant solide CaF2 telle qu'elle repré sente 2,0% en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base du siège de soupapeà préparer. Dans la suite du procédé, on comprime la poudre pourl'élé- ment de base et on la met sous la forme du siège de soupape visé en utilisant une presse hydraulique. La poudre ainsi obtenue est frittée et traitée dans un fourà vide, pendant30 minutes,à une température de 1160'C, puis elle est refroidieà une vitesse de refroidissement de 400OC/heure. On prépare de cette manière le siège de soupape.

Pour la préparation de l'élément de soupape, on utilise comme matrice d'élément de soupape un acier martensitique ayant une composition correspondantà SUH11 (JIS G 4311), et on forme la couche de diffusion nitrurante sur la face de soupape de la matrice. On forme la couche de diffusion nitrurante par un procédé de nitruration dans un bain de sel, de manièreà obtenir une pureté de HV600 et une épaisseur de50 pm.

On constitue un système pour soupape latérale d'admission, avec le siège de soupape et l'élément de soupape préparés par les procédés mentionnés précédem ment en tant qu'exemple1 de la présente invention.

Exemple expérimental 2 Pour la préparation du siège de soupape, on change par rapportà l'exemple1 précédent, les constituants supplémentaires de la poudre pour la matrice en alliage frittéà base de fer, le diamètre moyen de particule de la poudre de composé intermétallique et la quantité mélangée de la poudre de composé intermétallique, et le type du solide lubrifiant, et les autres conditions sont pratiquement les mêmes que celles de l'exemple1. D'autre part, pour la préparation de l'élément de soupape, on utilise pratiquement les mêmes conditions que celles de l'exemple1, à cela près que l'on modifie la dureté et l'épaisseur de la couche de diffusion nitrurante.

On constitue un système pour soupape latérale d'admission en utilisant le siège de soupape et l'élément de soupape préparés par les procédés mentionnés précédemment en tant qu'exemple 2 de la présente invention. Exemple expérimental3 Pour la préparation du siège de soupape, on utilise comme poudre pour l'élément de base une poudre sans lubrifiant solide, et les autres conditions sont pratiquement les mêmes que celles de l'exemple 2. Le siège de soupape ainsi préparé est placé dans un réci pientà vide pour éliminer l'air présent dans les pores, puis est plongé dans du plomb (Pb) fondu et on applique une pression pour faire pénétrer par imprégna tion le plomb en tant que lubrifiant solide, et l'on prépare ainsi le siège de soupape de l'exemple3. Pour la préparation de l'élément de soupape, on opère prati quement dans les mêmes conditions que celles de l'exem ple 2.

On constitue un système pour soupape latérale d'admission en utilisant le siège de soupape etl'élé- ment de soupape préparés par les procédés mentionnés précédemment en tant qu'exemple3 de la présente inven tion.

Exemple expérimental 4 Pour la préparation du siège de soupape, on n'ajoute pas de constituant supplémentaireà la poudre pour la matrice en alliagef ritté à base de fer et on modifie le type et la quantité mélangée de la poudre de composé intermétallique. Les autres conditions sont pratiquement les mêmes que celles de l'exemple1. On n'ajoute pas de lubrifiant solide. Pour la préparation de l'élément de soupape, on opère pratiquement dans les mêmes conditions que celles de l'exemple1, à cela près que l'on modifie la dureté et l'épaisseur de la couche de diffusion nitrurante.

On constitue un système pour soupape latérale d'admission en utilisant le siège de soupape etl'élé- ment de soupape préparés par les procédés mentionnés précédemment en tant qu'exemple 4 de la présente inven tion.

Exemples comparatifs1 à 3 On prépare le siège de soupape en modifiant la composition de la poudre pour la matrice en alliage fritté à base de fer, le type et la quantité mélangée de la poudre de composé intermétallique et le lubri fiant solide, les autres conditions étant pratiquement les mêmes que celles de l'exemple expérimental1. Pour la préparation de l'élément de soupape, on utilise un acier martensitique ayant une composition correspondant à SUH1 (JIS G 4311) et on le trempe.

On constitue des systèmes pour soupape latérale d'admission en utilisant les sièges de soupape et les éléments de soupape préparés par les procédés mention nés précédemment en tant qu'exemples comparatifs1 à 3.

La préparation des systèmes pour soupape laté rale d'échappement sera décrite en détail ci-aprèsà l'aide des exemples expérimentaux5 à 9 et des exemples comparatifs 4à 7. En outre, les constituants mélangés et les quantités mélangées pour la préparation du siège de soupape et le matériau formé sur la face de soupape de l'élément de soupape sont indiqués dans le tableau 1, comme pour les exemples précédents.

Exemple expérimental5 On prépare le siège de soupape en dispersant les particules de composé intermétallique du groupe Si- Cr-Mo-Co dans la matrice en alliage fritté à base de fer. On prépare d'abord, en tant que poudre pour la matrice en alliage frittéà base de fer, une poudre contenant, outre Fe-1 % de C(pourcentage en masse) qui est le constituant de base,6 % en masse de Ni et3 % en masse de Cr en tant que constituants supplémentai- res. Le complément (le reste) comprend en outre les impuretés inévitables. On obtient la poudre pourl'élé- ment de base du siège de soupape en mélangeant pendant 10 minutesà l'aide d'un mélangeur en V, la poudre pour la matrice ayant la composition mentionnée précédem ment, le TRIBALOY T-400 (dénomination commerciale; produit fabriqué par NIKKOSHI Co. Ltd.) en tant que poudre de composé intermétallique, et le lubrifiant solide constitué de WS2. Dans ce processus de mélange, la poudre de composé intermétallique utilisée a une dureté de HV750 et un diamètre moyen de particule de 35 pm, et la quantité mélangée de cette poudre est telle qu'elle représente 40,0% en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base du siège de soupapeà préparer. La quantité de lubrifiant solide WS2 mélangé représente1, 0 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base du siège de soupapeà préparer. Dans la suite du procédé, la poudre pour l'élément de base est comprimée et mise sous la forme du siège de soupape visé, au moyen d'une presse hydrau lique. La poudre ainsi obtenue est frittée et traitée dans un fourà vide pendant30 minutes,à une tempéra ture de1160'C, puis elle est refroidieà une vitesse de refroidissement de 400'C/heure. On prépare de cette manière le siège de soupape.

Pour la préparation de l'élément de soupape, on utilise comme matrice d'élément de soupape un acier austénitique ayant une composition correspondantà SUH35 (JIS G 4311), et on forme sur la face de soupape de la matrice une couche de garnissage qui est consti tuée de Stellite no 6 (dénomination commerciale de la société DELORO STELLITE Co. Ltd.) et qui a une dureté de HV550 et une épaisseur de0,7 mm.

On constitue un système pour soupape latérale d'échappement en utilisant le siège de soupape et l'élément de soupape préparés par les procédés mentionnés précédemment en tant qu'exemple5 de la présente invention.

Exemple expérimental6 Pour la préparation du siège de soupape, on opère dans les mêmes conditions que celles utilisées dans l'exemple5. Pour l'élément de soupape, on forme sur laf ace de soupape de la matrice de1 1 élément de soupape une couche de garnissage en pulvérisant par un procédé thermique un matériau constitué de Stellite n' 12 (dénomination commerciale de la société DELORO STELLITE Co. Ltd.) de façonà obtenir une dureté de HV540 et une épaisseur de0,6 mm.

On constitue un système pour soupape latérale d'échappement en utilisant le siège de soupape et l'élément de soupape préparés par les procédés mention nés précédemment en tant qu'exemple6 de la présente invention.

Exemple expérimental7 Pour la préparation du siège de soupape, on opère dans les mêmes conditions que celles utilisées dans l'exemple5. Pour l'élément de soupape, on forme sur laf ace de soupape de la matrice de1 1 élément de soupape une couche de garnissage en pulvérisant par un procédé thermique un matériau constitué de TRIBALOY T-400 (dénomination commerciale de la société NIKKOSHI Co. Ltd.) de façonà obtenir une dureté de HV550 et une épaisseur de0,6 mm.

On constitue un système pour soupape latérale d'échappement en utilisant le siège de soupape et l'élément de soupape préparés par les procédés mention nés précédemment en tant qu 1 exemple7 de la présente invention. Exemple expérimental8 Pour la préparation du siège de soupape, on utilise pour l'élément de base une poudre dans laquelle la composition de la poudre pour la matrice en alliage frittéà base de fer et le type et la quantité de la poudre de composé intermétallique mélangé sont modifiés et aucun lubrifiant solide n'est présent. Les conditions autres que les conditions précédentes sont pratiquement les mêmes que celles- de l'exemple5. Ensuite, on place le siège de soupape ainsi préparé dans un récipientà vide pour éliminer l'air présent dans les pores, puis on le plonge dans du plomb fondu et on applique une pression pour faire pénétrer par imprégnation le plomb en tant que lubrifiant solide, et l'on prépare ainsi le siège de soupape de l'exemple8. Pour la préparation de l'élément de soupape, on opère pratiquement dans les mêmes conditions que celles utilisée dans l'exemple7.

On constitue un système pour soupape latérale d'échappement en utilisant le siège de soupape et l'élément de soupape préparés par les procédés mention nés précédemment en tant qu'exemple8 de la présente invention.

Exemple expérimental9 Pour la préparation du siège de soupape, on utilise pour l'élément de base une poudre frittée dans laquelle la composition de la poudre pour la matrice en alliage fritté à base de fer, le diamètre moyen de particule et la quantité mélangée de la poudre de composé intermétallique sont modifiés et aucun lubri fiant solide n'est présent. Les conditions autres que les conditions précédentes sont pratiquement les mêmes que celle de l'exemple5. Ensuite, on place un anneau de cuivre (Cu) sur le siège de soupape ainsi préparé et on le fait fondreà une température de 11300C pour préparer ainsi le siège de soupape de l'exemple9. Pour la préparation de l'élément de soupape, on opère prati quement dans les mêmes conditions que celles utilisées dans l'exemple6.

On constitue un système pour soupape latérale d'échappement en utilisant le siège de soupape et l'élément de soupape préparés par les procédés mention nés précédemment en tant qu'exemple9 de la présente invention.

Exemples comparatifs 4à 7 On prépare le siège de soupape en modifiant les conditions en ce qui concerne la composition de la poudre pour la matrice en alliageà base def er, le type de composé intermétallique mélangé, la quantité mélangée du compose intermétallique et le type de lubrifiant solide, les conditions autres que les précé dentes étant inchangées et étant les mêmes que celles de l'exemple expérimental5 mentionné précédemment.

Pour la préparation de l'élément de soupape, on opère pratiquement dans les mêmes conditions que celles de l'exemple5, à cela près que l'on modifie la nature de la couche de garnissage.

On constitue des systèmes pour soupape latérale d'échappement en utilisant les sièges de soupape et les éléments de soupape préparés par les procédés mention nés précédemment en tant qu'exemples comparatifs 4à 7. Évaluation de larésistanceà l'abrasion Afin d'évaluer la résistanceà l'abrasion des systèmes pour soupape obtenus dans les divers exemples expérimentaux et exemples comparatifs, on les a montés réellement sur des moteurs de1800 cm 3# à quatre cylin dres en ligne, du type cycleà quatre temps, utilisant un combustible gazeux naturel. On a évalué la longévité de ces moteurs (c'est-à-dire des systèmes pour soupape) en les faisant fonctionnerà 6000 tpm/WOT (fonctionnementà pleine ouverture) pendant une durée d'essai de 200 heures. Après les essais, on a mesuré la variation du jeu de soupape. Pour ces essais, la variation souhaitée du jeu de soupape a étéf ixée au préalableà 0,10 mm pour la soupape latérale d'admission età 0,20 mm pour la soupape latérale d'échappement.

Le tableau 2 ci-après montre les résultats de ces essais. D'après les résultats du tableau 2, on voit que la variation du jeu de soupape du système pour la soupape latérale d'admission dépasse la valeur fixée souhaitée de0,10 mm pour tous les exemples comparatifs, alors que la variation du jeu de soupape des systèmes pour soupape latérale d'admission est inférieurà la valeur fixée souhaitée de0,10 mm pour tous les exemples expérimentaux. En outre, la variation du jeu de soupape du système pour soupape latérale d'échappement dépasse la valeur fixée souhaitée de 0,20 mm pour tous les exemples comparatifs, alors que la variation du jeu de soupape du système pour soupape latérale d'échappement est inférieureà la valeur fixée souhaitée de 0,20 mm pour tous les exemples expérimentaux.

Tableau <SEP> 2
<tb> Variation <SEP> du <SEP> jeu <SEP> de
<tb> soupape <SEP> après <SEP> l'essai
<tb> d'endurance <SEP> (mm)
<tb> Système <SEP> 1 <SEP> 0,05 <SEP> - <SEP> 0,08
<tb> pour <SEP> Exemple <SEP> 2 <SEP> 0,03 <SEP> - <SEP> 0,05
<tb> soupape <SEP> expérimental <SEP> 3 <SEP> 0,02 <SEP> - <SEP> 0,04
<tb> latérale <SEP> 4 <SEP> 0,04 <SEP> - <SEP> 0,07
<tb> d'admis- <SEP> Exemple <SEP> 1 <SEP> 0,39 <SEP> - <SEP> 0,53
<tb> sion <SEP> comparatif <SEP> 2 <SEP> 0,28 <SEP> - <SEP> 0,43
<tb> 3 <SEP> 0,16 <SEP> - <SEP> 0,29
<tb> 5 <SEP> 0,05 <SEP> - <SEP> 0,10
<tb> Système <SEP> Exemple <SEP> -6 <SEP> 0,04 <SEP> - <SEP> 0,08
<tb> pour <SEP> expérimental <SEP> 7 <SEP> 0,02 <SEP> - <SEP> 0,05
<tb> soupape <SEP> -8 <SEP> 0,05 <SEP> - <SEP> 0,09
<tb> latérale <SEP> 9 <SEP> 0,09 <SEP> - <SEP> 0,17
<tb> d'échap- <SEP> 4 <SEP> 0,50 <SEP> - <SEP> 0,71
<tb> pement <SEP> Exemple <SEP> 5 <SEP> 0,39 <SEP> - <SEP> 0,65
<tb> comparatif <SEP> 6 <SEP> 0,21 <SEP> - <SEP> 0,32
<tb> 7 <SEP> 0,35 <SEP> - <SEP> 0,49

Claims

REVENDICATIONS I.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne et comprenant un siège de soupape et un élément de soupapeà assembler avec le siège de soupape, caractérisé en ce que ledit siège de soupape possède un élémentde base comprenant une matrice d'alliage fritté à base de fer et une poudre dispersée d'un composé intermétallique du groupe Si-Cr- Mo-Co, ladite poudre de composé intermétallique ayant une dureté allant de HV600 à HV1000 et un diamètre moyen de particule allant de 20à 70 pm et ladite matrice représentant10 à 50 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base, et en ce que ledit élément de soupape possède un élément de base comprenant une matrice d'acier martensitique et une couche de diffusion nitrurante, formée sur une face de soupape de l'élément de base, ladite couche de diffu sion nitrurante ayant une dureté supérieureà HV500 et une épaisseur supérieureà 20 pm. 2.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication1, caractérisé en ce qu'au moins un ou deux éléments choisis parmi les éléments Ni, Cr, Co, Mo, Cu et V sont ajoutés en outre en tant que constituants de la matrice à 1 'élément de base du siège de soupape,à une teneur de1,0 à 20,0% en masse par rapportà la masse totale de la matrice. 3.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication1, caractérisé en ce qu'un lubrifiant solide est ajouté en outreà 1 'élément de base du siège de soupape,à une teneur de011 à 5,0 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base du siège de soupape. 4.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication1, caractérisé en ce que du cuivre, du plomb ou un maté riau résineux est incorporé par infiltration ou impré gnation dans l'élément de base du siège de soupape. 5.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication1, caractérisé en ce qu'il est destinéà un moteurà combustion interneà combustible gazeux. 6.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne et comprenant un siège de soupape et un élément de soupapeà assembler avec le siège de soupape, caractérisé en ce que ledit siège de soupape possède un élément de base comprenant une matrice d'alliage frittéà base de fer et une poudre dispersée d'un composé intermétallique du groupe Si-Cr- Mo-Co, ladite poudre de composé intermétallique ayant une dureté allant de HV600 à HVIOOO et un diamètre moyen de particule allant de 20à 70 pm et ladite matrice représentant10 à 50 % en masse par rapportà la masse totalede l'élément de base, et en ce que ledit élément de soupape possède un élément de base comprenant une matrice d'acier austénitique et une couche de garnissage formée sur une face de soupape de l'élément de base, ladite couche de garnissage étant constituée d'un alliageà base de cobalt du groupe des Stellites et ayant une dureté supérieureà HV400 et une épaisseur supérieureà 0,5 mm. 7.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication6, caractérisé en ce qu'au moins un ou deux éléments choisis parmi les éléments Ni, Cr, Co, Mo, Cu et V sont ajoutés en outre en tant que constituants de la matrice à 1 'élément de base du siège de soupape,à une teneur de1,0 à 20,0% en masse par rapportà la masse totale de la matrice. 8.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication6, caractérisé en ce qu'un lubrifiant solide est ajouté en outreà 1 'élément de base du siège de soupape,à une teneur de0, 1 à 5, 0 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base du siège de soupape. 9.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication6, caractérisé en ce que du cuivre, du plomb ou un maté riau résineux est incorporé par infiltration ou impré gnation dans l'élément de base du siège de soupape. 10.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication6, caractérisé en ce qu'il est destinéà un moteurà combustion interneà combustible gazeux. ll.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne et comprenant un siège de soupape et un élément de soupapeà assembler avec le siège de soupape, caractérisé en ce que ledit siège de soupape possède un élément de base comprenant une matrice d'alliage frittéà base de fer et une poudre dispersée d'un composé intermétallique du groupe Si-Cr- Mo-Co, ladite poudre de composé intermétallique ayant une dureté allant de HV600 à HV1000 et un diamètre moyen de particule allant de 20à 70 pm et ladite matrice représentant10 à 50 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base, et en ce que ledit élément de soupape possède un élément de base comprenant une matrice d'acier austénitique et une couche de garnissage formée sur une face de soupape de l'élément de base, ladite couche de garnissage étant constituée d'un composé intermétallique du groupe Si- Cr-Mo-Co et ayant une dureté supérieureà HV400 et une épaisseur supérieureà 0,5 mm. 12.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication11, caractérisé en ce qu'au moins un ou deux éléments pris parmi les éléments Ni, Cr, Co, Mo, Cu et V sont ajoutés en outre en tant que constituants de la matriceà l'élément de base du siège de soupape,à une teneur de ifO à 20,0% en masse par rapportà la masse totale de la matrice. 13.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication11, caractérisé en ce qu'un lubrifiant solide est ajouté en outreà 1 'élément de base du siège de soupape,à une teneur de0, 1 à 5, 0 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base du siège de soupape. 14.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication11, caractérisé en ce que du cuivre, du plomb ou un maté riau résineux est incorporé par infiltration ou impré gnation dans l'élément de base du siège de soupape. 15.- Système constituant une soupape pour moteurà combustion interne selon la revendication11, caractérisé en ce qu'il est destinéà un moteurà combustion interneà combustible gazeux. 16.- Agencement de soupapes pour moteurà combustion interne, comprenant en combinaison un sys tème constituant une soupape latérale d'admission et un système constituant une soupape latérale d'échappement, ledit système constituant une soupape latérale d'admission comprenant un siège de soupape et un élément de soupapeà assembler avec le siège de soupape, caractérisé en ce que ledit siège de soupape possédé un élément de base qui comprend une matrice d'alliage fritté à base de fer et une poudre dispersée d'un composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co, ladite poudre de composé intermétallique ayant une dureté allant de HV600 à HV1000 et un diamètre moyen de particule allant de 20à 70 pm et ladite matrice représentant10 à 50 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base, et en ce que ledit élément de soupape possédé un élément de base qui comprend une matrice d'acier martensitique et une couche de diffusion nitrurante formée sur une face de soupape de l'élément de base, ladite couche de diffusion nitrurante ayant une dureté supérieureà HV500 et une épaisseur supérieureà 20 pm. 17.- Agencement de soupapes pour moteurà combustion interne, qui comprend en combinaison un système constituant une soupape latérale d'admission et un système constituant une soupape latérale d'échappe ment, ledit système constituant une soupape latérale d'échappement comprenant un siège de soupape et un élément de soupapeà assembler avec le siège de soupape, caractérisé en ce que ledit siège de soupape possédé un élément de base qui comprend une matrice d'alliage fritté à base de fer et une poudre dispersée d'un composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co, ladite poudre de composé intermétallique ayant une dureté allant de HV600 à HV1000 et un diamètre moyen de particule allant de 20à 70 pm et ladite matrice représentant10 à 50 % en masse par rapportà la masse totale de l'élément de base, et en ce que ledit élément de soupape possédé un élément de base qui comprend une matrice d'acier austénitique et une couche de garnissage formée sur une face de soupape de l'élément de base, ladite couche de garnissage étant constituée d'un alliageà base de cobalt du groupe des Stellites et ayant une dureté supérieureà HV400 et une épaisseur supérieureà 0,5 mm, 18.- Agencement de soupapes pour moteurà combustion interne, qui comprend en combinaison un système constituant une soupape latérale d'admission et un système constituant une soupape latérale d'échappe ment, ledit système constituant une soupape latérale d'admission comprenant un siège de soupape et un élément de soupape assemblés avec le siège de soupape, caractérisé en ce que ledit siège de soupape possédé un élément de base qui comprend une matrice d'alliage fritté à base de fer et une poudre dispersée d'un composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co, ladite poudre de composé intermétallique ayant une dureté allant de HV600 à HV1000 et un diamètre moyen de parti cule allant de 20à 70 pm et ladite matrice représen tant10 à 50 % en masse par rapportà la masse totale de1 'élément de base, et en ce que ledit élément de soupape possédé un élément de base qui comprend une matrice d'acier martensitique et une couche de garnissage formée sur une face de soupape de l'élément de base, ladite couche de garnissage étant constituée d'un composé intermétallique du groupe Si-Cr-Mo-Co et ayant une dureté supérieureà HV400 et une épaisseur supérieureà 0,5 mm.