FR2984415A1 - Piston head for piston of internal combustion engine of car, has segment placed in annular groove and including assembly slope emerging in groove, where slope is helicoid groove with helical pitch - Google Patents

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
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Abstract

The head has a helicoid segment (11) placed in an annular groove. An assembly slope of the segment emerges in the groove. The assembly slope is a helicoid groove with a helical pitch, which decreases gradually, in direction of the annular groove. Whorls of the segment are separated from each other at distance (d). Radial ends (111, 112) of the segment are placed with each other in a face to face manner along vertical direction and overlapped with each other. A central axis (X) of the whorls coincides with an axis of the head and a combustion chamber. Independent claims are also included for the following: (1) an internal combustion engine (2) a method for assembling a segment.

Description

TETE DE PISTON pool La présente invention appartient au domaine des moteurs thermiques ou hybrides (thermiques-électriques ou thermiques-pneumatiques par exemple), notamment pour véhicule de type automobile. Elle concerne plus particulièrement les mécanismes de montage coulissant d'un piston à l'intérieur d'une chemise que comprend un cylindre du moteur thermique ou hybride (désigné par la suite sous les termes « thermique » ou « à combustion interne » par souci de concision). L'invention relève plus spécifiquement des segments de piston qui sont montés sur le piston en interposition radiale entre le piston et la chemise. [0002] Les moteurs équipant les véhicules automobiles comprennent des cylindres qui ménagent une chambre de combustion et qui comportent une chemise à l'intérieur de laquelle est monté coulissant un piston d'entraînement en rotation d'un vilebrequin. Selon une forme usuelle de réalisation, le piston comporte une tête de piston qui est munie d'un jeu de segments de piston et qui est prolongée par une jupe porteuse d'un axe de piston en prise articulée sur une bielle de liaison du piston au vilebrequin. Les segments de piston sont placés en interposition radiale entre la tête de piston et la chemise, en étant chacun agencés en anneau ouvert et en étant logés et individuellement maintenus à l'intérieur de gorges respectives que comporte la tête de piston. Les segments de piston sont successivement axialement répartis sur la tête de piston selon leur fonction propre, et sont couramment au nombre de trois, dont deux segments dits de compression, - un segment dit « coupe feu » et un segment dit « d'étanchéité » -, et un segment dit « racleur » disposé entre les segments de compression et la jupe. [0003] Sous l'effet de la combustion, le piston est animé d'un mouvement de coulissement et les segments de piston subissent des frottements conséquents le long de la surface de glissement de la chemise. Les segments de compression sont affectés à l'étanchéité aéraulique de la chambre de combustion et sont soumis à des contraintes importantes, notamment en ce qui concerne le segment coupe feu. De telles contraintes sont principalement induites par les fortes pressions qui sont générées dans la chambre de combustion et par la chaleur élevée des gaz issus de la combustion. Le segment racleur est affecté à la retenue d'un lubrifiant à l'intérieur de la chemise, pour maintenir la formation d'un film lubrifiant entre la chemise et le piston. Du lubrifiant en faible quantité est susceptible de ne pas être retenu par le segment racleur, et le segment d'étanchéité permet de compléter la retenue du lubrifiant vers la jupe en étant axialement interposé entre le segment racleur et le segment coupe feu. Un passage d'une très petite quantité de lubrifiant vers le segment coupe feu est néanmoins souhaitable pour favoriser la circulation du segment coupe feu le long de la surface de glissement de la chemise. Globalement, les segments de piston procurent une étanchéité aéraulique entre une chambre de combustion et un carter cylindre que comprend le moteur thermique, ils régulent et limitent la consommation en lubrifiant utile au coulissement du piston à l'intérieur de la chemise, et ils transmettent la chaleur induite par la combustion et emmagasinée par le piston vers la chemise, et en conséquence vers le cylindre qui est refroidi par des moyens appropriés. [0004] Cependant, l'étanchéité aéraulique conférée par les segments n'est pas complète, dans la mesure où ces segments sont des anneaux ouverts. La partie ouverte des segments, connue sous le terme de coupe, permet son introduction dans les gorges du fût de carter cylindre et permet d'absorber les dilatations thermiques subies lors du fonctionnement du piston. Mais, de fait, une certaine quantité de gaz peut franchir les segments par leur jeu à la coupe. On observe ainsi une certaine perte de pression dans la chambre de combustion due à cette fuite de gaz via les segments. [0005] II existe des segments de géométrie différente, et notamment de forme hélicoïdale, dont un exemple est décrit dans la demande de brevet FR - 651119. Dans cet exemple, deux segments hélicoïdaux superposés sont contenus dans une gorge du piston de forme adaptée pour que les segments, en position de fonctionnement dans la gorge, aient leurs spires accolées les unes aux autres. The present invention belongs to the field of thermal or hybrid engines (thermal-electric or thermal-pneumatic, for example), in particular for a vehicle of the automotive type. It relates more particularly to the sliding mounting mechanisms of a piston inside a jacket that comprises a cylinder of the engine or hybrid (hereinafter referred to as "thermal" or "internal combustion" for the sake of concision). The invention relates more specifically piston rings which are mounted on the piston in radial interposition between the piston and the jacket. The engines fitted to motor vehicles comprise cylinders which provide a combustion chamber and which comprise a sleeve inside which is slidably mounted a rotary drive piston of a crankshaft. According to a conventional embodiment, the piston comprises a piston head which is provided with a set of piston rings and which is extended by a skirt carrying a piston pin in articulated engagement on a link connecting the piston to the piston. crankshaft. The piston rings are radially interposed between the piston head and the liner, each being arranged as an open ring and being housed and individually held within respective grooves in the piston head. The piston rings are successively axially distributed on the piston head according to their proper function, and are currently three in number, including two so-called compression segments, - a segment called "firewall" and a segment called "sealing" - And a segment called "scraper" disposed between the compression segments and the skirt. Under the effect of combustion, the piston is driven by a sliding movement and the piston rings undergo substantial friction along the sliding surface of the jacket. The compression segments are assigned to the airtightness of the combustion chamber and are subject to significant constraints, particularly with regard to the fire-break segment. Such stresses are mainly caused by the high pressures that are generated in the combustion chamber and by the high heat of the gases from the combustion. The scraper segment is assigned to retain a lubricant inside the liner, to maintain the formation of a lubricating film between the liner and the piston. Small amount of lubricant may not be retained by the scraper ring, and the sealing ring completes the retention of the lubricant to the skirt being axially interposed between the scraper ring and the fire barrier segment. A passage of a very small amount of lubricant to the firing segment is nevertheless desirable to promote the flow of the fire segment along the sliding surface of the liner. Overall, the piston rings provide an airtight seal between a combustion chamber and a cylinder block that includes the engine, they regulate and limit the consumption of lubricant useful for the sliding of the piston inside the jacket, and they transmit the heat induced by combustion and stored by the piston to the jacket, and accordingly to the cylinder which is cooled by appropriate means. [0004] However, the air-tightness imparted by the segments is not complete, insofar as these segments are open rings. The open part of the segments, known as cutting, allows its introduction into the grooves of the cylinder block and can absorb the thermal expansion undergone during operation of the piston. But, in fact, a certain amount of gas can cross the segments by their play in the cup. There is thus a certain pressure loss in the combustion chamber due to this gas leak via the segments. There are segments of different geometry, including helicoidal shape, an example of which is described in the patent application FR - 651119. In this example, two superimposed helical segments are contained in a groove of the shaped piston adapted for that the segments, in operating position in the groove, have their turns contiguous to each other.

Pour ce faire, la gorge présente un dimensionnement approprié, avec deux épaulements servant de butées aux deux extrémités radiales externes des deux segments superposés. Elle est en outre équipée d'un anneau extensible destiné à maintenir à distance les extrémités radiales internes des deux segments. On voit que cette superposition de segments hélicoïdaux garantit à l'ensemble un pourtour fermé, donc une étanchéité aéraulique complète. En revanche, le montage de l'ensemble, non détaillé dans le document, est complexe, avec un nombre élevé de pièces à assembler. [0006] L'invention a alors pour but de remédier à ces inconvénients, en proposant notamment une nouvelle conception d'étanchéité périphérique de la tête de piston d'un moteur, qui autorise un montage facilité et/ou qui n'augmente pas le nombre de pièces usuellement affectées à cette fonction, et/ou qui améliore l'étanchéité aéraulique obtenue. [0007] L'invention a tout d'abord pour objet une tête de piston munie d'au moins un segment de forme hélicoïdale logé dans une gorge annulaire de ladite tête de piston, ladite tête comportant une rampe de montage du segment débouchant dans ladite gorge annulaire. mos] La rampe de montage permet ainsi de monter le segment de type hélicoïdal dans sa gorge, sans avoir à le déformer radialement (radialement s'entend par rapport à l'axe central du segment qui est confondu avec l'axe central de la tête de piston, une fois monté). On évite ainsi de provoquer une déformation rémanente du segment. Surtout, on simplifie son montage, puisqu'il suffit de faire glisser le segment le long de cette rampe jusqu'à la gorge, ce qu'un opérateur peut faire d'une seule main, montage nettement plus délicat à faire quand il faut écarter radialement le segment, puis relâcher les efforts exercés sur le segment de façon à ce qu'il se loge précisément dans la gorge, sans risquer de « griffer » la surface de la tête de piston. [0009] Selon une variante optionnelle, on peut prévoir de munir la gorge annulaire d'au moins une butée, d'au moins un épaulement offrant surface d'appui/ de calage de l'une des extrémités radiales au moins du segment. [0010] Avantageusement, le segment une fois logé dans la gorge annulaire a ses spires accolées les unes aux autres. [0011] Avantageusement, le segment logé dans la gorge annulaire présente sur tout son pourtour une hauteur axiale correspondant à au moins deux hauteurs de spires. On assure ainsi que le segment est bien entièrement fermé, et qu'il offre une étanchéité complète sur tout son périmètre, en ce sens qu'il bloque complètement tout passage de gaz axialement, entre la tête de piston et la chemise. [0012] Selon une variante préférée, la rampe de montage démarre à l'une des extrémités axiales de la tête de piston. [0013] De préférence, la rampe de montage de la tête de piston est une rainure de forme hélicoïdale. [0014] On choisit avantageusement un pas d'hélice inférieur au pas qui entraînerait une déformation axiale rémanente du joint. [0015] Selon un mode de réalisation, la rampe de montage est une rainure de forme hélicoïdale, avec un pas d'hélice qui diminue, notamment progressivement, en direction de la gorge annulaire. Ainsi, on amène progressivement, lors de son montage, le segment d'un état d'extension radiale donné à un état d'extension radiale qui diminue quand il se rapproche de la gorge où il est disposé avec ses spires accolées, donc avec un état d'extension radiale nul. [0016] Selon un autre mode de réalisation, la rampe de montage est une rainure de forme hélicoïdale avec un pas d'hélice constant, ce qui peut rendre sa réalisation plus simple que dans le mode de réalisation précédent. [0017] L'invention concerne, notamment, une tête de piston munie de deux segments de forme hélicoïdale logés chacun dans une gorge, et de deux rampes de montage démarrant chacune à une extrémité axiale de la tête de piston et débouchant chacune dans une gorge. [0018] II s'est avéré, en effet, que l'utilisation de segments hélicoïdaux associés à leurs rampes de montage pouvait autoriser de n'avoir plus qu'un jeu de deux segments, au lieu de trois habituellement. Ainsi, un premier segment peut assurer complètement à lui seul l'étanchéité aéraulique, et remplacer les deux segments de compression, et un second segment peut servir de segment racleur, ce qui est bénéfique en termes de nombre de pièces et en temps de montage des segments. [0019] Naturellement, on peut prévoir de garder trois segments, dont au moins un dans la configuration de l'invention, le ou les autre(s) pouvant rester des segments ouverts conventionnels montés de façon conventionnelle. [0020] L'invention a également pour objet un moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile, comprenant un cylindre et une culasse formant ensemble une chambre de combustion délimitée par un piston mobile dans le cylindre, ledit piston comprenant une tête de piston telle que décrite plus haut. [0021] L'invention a également pour objet tout véhicule, notamment tout véhicule automobile, équipé d'un tel moteur. [0022] L'invention a également pour objet le procédé de montage d'un segment de forme hélicoïdale dans une gorge annulaire d'une tête de piston, ladite tête de 20 piston comportant une rampe de montage du segment débouchant dans ladite gorge annulaire, où l'on fait glisser le segment le long de la rampe de montage jusque dans la gorge. [0023] Selon un mode de réalisation particulier de ce procédé, la rampe est une rainure de forme hélicoïdale, et l'on insère une extrémité du segment dans 25 l'extrémité de celle-ci opposée à l'extrémité débouchant dans la gorge, puis on fait glisser ledit segment le long de la rainure jusqu'à ce qu'il débouche dans la gorge, où il est comprimé de façon à ce que ses spires soient accolées les unes aux autres. [0024] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple uniquement et en référence aux figures qui montrent : - Figure 1, une représentation en coupe d'un ensemble segments/piston/chemise d'un moteur à combustion interne selon l'art antérieur ; - Figure 2, un agrandissement de la figure 1 au niveau des segments, toujours selon l'art antérieur ; - Figure 3, une représentation d'un segment de forme hélicoïdale selon l'invention ; - Figures 4A et 4B, deux étapes successives du montage d'un segment selon la figure 3 sur une gorge annulaire d'une tête de piston selon l'invention - Figure 5, un agrandissement de la figure 4B représentant une portion de la gorge annulaire de la tête de piston. [0025] Ces figures sont extrêmement simplifiées pour en faciliter la 15 compréhension, les éléments représentés ne sont donc pas nécessairement à l'échelle. Chaque référence conserve la même signification d'une figure à l'autre. [0026] Les figures 1 et 2 représentent une configuration connue des segments, du piston et de la chemise d'un moteur à combustion thermique destiné à équiper un véhicule automobile: Y sont représentés une bielle 1, dont l'extrémité est 20 articulée selon un axe 2 du piston 3 coulissant dans un fût 4 de carter cylindre muni d'une chemise 5. Les segments 6,7, 8 respectivement appelés segment coupe-feu, segment d'étanchéité et segment racleur sont disposés sur la tête du piston 3. Le piston 3 équipant le moteur thermique est placé en prise sur un vilebrequin (non représenté) pour son entraînement en rotation. Le piston 3 est 25 guidé en coulissement alternatif à l'intérieur de la chemise 5 que comporte un cylindre du moteur thermique, et est muni d'un alésage 9 de réception de l' axe 2 de piston 3 pour sa mise en prise sur la bielle 1 de liaison entre le piston 3 et le vilebrequin. L'alésage 9 est formé à travers une jupe 10 qui est ménagée en prolongement axial de la tête de piston 3 équipée du jeu de segments de piston 30 6,7,8. Les segments de piston 6,7,8 sont de conformation globale annulaire ouverts sur une portion de leur pourtour : le jeu à la coupe rappelé plus haut. Ils sont au nombre de trois, en étant logés dans des gorges respectives, à des hauteurs différentes, prévues sur la tête de piston 3. Les segments de piston 6,7,8 sont successivement disposés sur la tête de piston 5 en adjacence axiale, et comprennent un couple de segments de compression 6,7 et un segment racleur 8 qui est axialement interposé entre les segments de compression 6,7 et la jupe 10. L'un des segments de compression est un segment coupe feu 6 tandis que l'autre segment de compression est un segment d'étanchéité 7. [0027] La figure 3 représente un segment hélicoïdal 11 destiné à remplacer les deux segments de compression 6,7 de l'art antérieur, dans un état d'extension axiale, ses spires étant séparées les unes des autres d'une distance d. Son axe central X est confondu, une fois monté sur la tête de piston, avec l'axe X de la chambre de combustion et de ladite tête de piston. Ses extrémités radiales 111,112 sont disposées substantiellement en regard l'une de l'autre à la verticale (en considérant le segment et la tête de piston dans leur position de fonctionnement la plus courante dans un moteur automobile, à savoir orientés selon un axe X vertical comme représenté). Alternativement, le segment 11 peut avoir un nombre plus élevé de spires. Il peut aussi avoir des extrémités radiales 111,112 qui se chevauchent. [0028] Les figures 4A et 4B représentent la façon dont ce type de segment 11 est monté sur une portion de tête de piston 3' aménagée pour coopérer avec celui-ci : La tête de piston comprend une rainure hélicoïdale 12, dont le dimensionnement est choisi de façon à pouvoir recevoir le segment 11, et qui démarre à l'extrémité inférieure de la tête de piston (ici comme dans le reste du texte, « inférieur », « supérieur », « vertical « et autres termes de localisation spatial se réfèrent aux pièces mécaniques telles que représentées aux figures et telles qu'elles sont, le plus usuellement, disposées en position de fonctionnement dans le moteur). L'opérateur vient insérer l'extrémité radiale 111 du segment 11 dans l'extrémité inférieure de la rainure 12, puis il vient faire « monter » le segment le long de cette rainure, le mettant ainsi en extension axiale comme représenté en figure 3, extension déterminée par le pas p de cette rainure 12 qu'on peut assimiler à un pas de vis. Dans l'exemple de la figure 4A, ce pas p est constant, mais il peut aussi être prévu de le diminuer au fur et à mesure que l'on se rapproche de la gorge annulaire 13 destinée à loger le segment 11. Comme représenté en figure 4B, la rainure 12 débouche dans la gorge 13, le segment vient alors se loger dans celle-ci de façon à se comprimer radialement, ses spires devenant accolées les unes aux autres, d'une façon telle que, si l'on suit le pourtour de ce segment une fois logé dans la gorge 13, on a toujours au moins deux épaisseurs de spires. On garantit ainsi une étanchéité axiale excellente, avec un seul segment, au lieu de deux précédemment. Le montage peut se faire aisément, avec une seule main, en garantissant un positionnement optimal du segment dans sa gorge directement, sans tâtonnements et sans faire subir des déformations radiales préjudiciables au segment. [0029] La figure 5 est un agrandissement de la figure 4B, au niveau de la gorge 13 : on voit que le segment y est logé de façon comprimé, sans qu'il y ait à prévoir de moyens particuliers pour centrer axialement le segment (contrairement aux segments ouverts de l'art antérieur, où il peut être nécessaire de centrer précisément les segments axialement les uns par rapport aux autres, de façon à ce que leurs jeux à la coupe coïncident axialement, ou pas). [0030] A noter que la gorge 13 est ici une simple gorge annulaire, mais qu'il pourrait être prévu de la munir éventuellement d'une butée au moins servant de face d'appui à l'une au moins des extrémités radiales 111,112 du segment 11. [0031] A noter qu'avantageusement, on peut prévoir de munir la tête de piston d'une seconde rainure hélicoïdale, démarrant à la partie supérieure de la tête de piston et débouchant dans une gorge annulaire, de façon à pouvoir monter un second segment hélicoïdal par cette rampe, de façon symétrique. [0032] Mais on peut aussi combiner l'utilisation d'un segment hélicoïdal avec une rampe de montage comme la rainure 12, avec celle d'un segment ouvert conventionnel dans une gorge conventionnelle (dans laquelle débouche ou non une rainure hélicoïdale). [0033] Si on prévoit deux segments hélicoïdaux, montés de façon symétrique, l'une par une rampe de montage inférieure, l'autre par une rampe de montage supérieure, ceux-ci peuvent suffire à assurer toutes les fonctions attendues des segments de piston. En outre, on peut moduler, sur la hauteur de la tête de piston, la distance séparant les deux gorges annulaires, soit en les disposant proches l'une de l'autre, soit éloignées l'une de l'autre, selon le type de cinématique entre chemise et piston qu'on l'on veut privilégier. [0034] A noter enfin, que, une fois que les segments 11 sont logés dans leurs gorges annulaires 13, les rainures hélicoïdales 12 n'interviennent plus dans le fonctionnement du piston : elles servent essentiellement au montage des segments, sans interférer avec ou perturber, ensuite, le fonctionnement du piston. [0035] Les segments 11 sont de préférence en métal du type acier, et leurs propriétés mécaniques, notamment leur « raideur », si on les assimile à des ressorts, et leur dimensionnement sont choisies en fonction des besoins.15 To do this, the groove has a suitable dimensioning, with two shoulders serving as stops at the two outer radial ends of the two superimposed segments. It is further equipped with an expandable ring for keeping at a distance the inner radial ends of the two segments. It can be seen that this superposition of helical segments guarantees to the assembly a closed periphery, thus a complete aeraulic airtightness. In contrast, the assembly of the assembly, not detailed in the document, is complex, with a large number of parts to assemble. The invention therefore aims to overcome these drawbacks, including a new design of peripheral sealing of the piston head of an engine, which allows easy assembly and / or does not increase the number of parts usually assigned to this function, and / or which improves the airtightness obtained. The invention firstly relates to a piston head provided with at least one helically shaped segment housed in an annular groove of said piston head, said head having a mounting ramp of the segment opening into said annular groove. mos] The mounting ramp allows to mount the helical type segment in its groove, without having to deform radially (radially means with respect to the central axis of the segment which coincides with the central axis of the head piston, once mounted). This avoids causing a residual deformation of the segment. Above all, it simplifies its assembly, since it is enough to drag the segment along this ramp to the throat, what an operator can do with one hand, mounting much more delicate to do when it is necessary to spread radially the segment, then release the forces exerted on the segment so that it fits precisely in the groove, without the risk of "scratching" the surface of the piston head. According to an optional variant, it may be provided to provide the annular groove of at least one stop, at least one shoulder providing bearing surface / wedging of one of the radial ends at least of the segment. Advantageously, the segment once housed in the annular groove has its turns contiguous to each other. Advantageously, the segment housed in the annular groove has on all its periphery an axial height corresponding to at least two turns heights. This ensures that the segment is fully closed, and that it offers a complete seal over its entire perimeter, in that it completely blocks any gas passage axially between the piston head and the jacket. According to a preferred variant, the mounting ramp starts at one of the axial ends of the piston head. Preferably, the mounting ramp of the piston head is a helically shaped groove. Advantageously, a pitch of a helix smaller than the pitch is chosen which would lead to a permanent axial deformation of the gasket. According to one embodiment, the mounting ramp is a groove of helical shape, with a pitch which decreases, including progressively, towards the annular groove. Thus, progressively, during its assembly, the segment of a given state of radial extension is brought to a state of radial extension which decreases when it approaches the groove where it is arranged with its contiguous turns, so with a state of zero radial extension. According to another embodiment, the mounting ramp is a helically shaped groove with a constant helix pitch, which can make its realization simpler than in the previous embodiment. The invention relates, in particular, a piston head provided with two helically shaped segments each housed in a groove, and two mounting ramps each starting at an axial end of the piston head and opening each into a groove. . It turned out, in fact, that the use of helical segments associated with their mounting ramps could allow to have only one set of two segments, instead of three usually. Thus, a first segment can completely ensure the aeraulic airtightness alone, and replace the two compression segments, and a second segment can serve as a scraper segment, which is beneficial in terms of number of parts and assembly time segments. Naturally, it can be expected to keep three segments, at least one in the configuration of the invention, the other (s) may remain conventional open segments conventionally mounted. The invention also relates to an internal combustion engine, especially for a motor vehicle, comprising a cylinder and a cylinder head together forming a combustion chamber defined by a piston movable in the cylinder, said piston comprising a piston head such as as described above. The invention also relates to any vehicle, including any motor vehicle, equipped with such a motor. The invention also relates to the method of mounting a helically shaped segment in an annular groove of a piston head, said piston head having a ramp for mounting the segment opening into said annular groove, where the segment is dragged along the mounting ramp into the groove. According to a particular embodiment of this method, the ramp is a groove of helical shape, and one end of the segment is inserted into the end thereof opposite the end opening into the groove, and then sliding said segment along the groove until it opens into the groove, where it is compressed so that its turns are contiguous to each other. Other features and advantages of the invention will appear on reading the following detailed description of an embodiment of the invention, given by way of example only and with reference to the figures which show: Figure 1, a sectional representation of a piston / piston / piston assembly of an internal combustion engine according to the prior art; - Figure 2, an enlargement of Figure 1 at the segments, still according to the prior art; 3, a representation of a segment of helical shape according to the invention; - Figures 4A and 4B, two successive steps of mounting a segment according to Figure 3 on an annular groove of a piston head according to the invention - Figure 5, an enlargement of Figure 4B showing a portion of the annular groove of the piston head. [0025] These figures are extremely simplified to facilitate understanding, the elements shown are not necessarily scaled. Each reference retains the same meaning from one figure to another. FIGS. 1 and 2 show a known configuration of the segments, the piston and the jacket of a thermal combustion engine intended to equip a motor vehicle: Y is shown a connecting rod 1, the end of which is articulated according to an axis 2 of the piston 3 sliding in a barrel 4 of a crankcase provided with a liner 5. The segments 6, 7, 8 respectively called firestop segment, sealing segment and scraper segment are arranged on the piston head 3 The piston 3 equipping the heat engine is placed in engagement with a crankshaft (not shown) for its rotational drive. The piston 3 is guided in alternating sliding inside the liner 5 which comprises a cylinder of the heat engine, and is provided with a bore 9 for receiving the piston pin 2 for its engagement on the piston. connecting rod 1 connecting the piston 3 and the crankshaft. The bore 9 is formed through a skirt 10 which is formed in axial extension of the piston head 3 equipped with the set of piston rings 6,7,8. The piston rings 6,7,8 are of annular overall conformation open on a portion of their periphery: the game with the cut recalled above. There are three of them, housed in respective grooves, at different heights, provided on the piston head 3. The piston rings 6, 7, 8 are successively arranged on the piston head 5 in axial adjacency. and comprise a pair of compression rings 6.7 and a scraper ring 8 which is axially interposed between the compression rings 6.7 and the skirt 10. One of the compression rings is a fire-stop segment 6 while the Another compression segment is a sealing segment 7. FIG. 3 shows a helical segment 11 intended to replace the two compression segments 6, 7 of the prior art, in a state of axial extension, its turns being separated from each other by a distance d. Its central axis X coincides, once mounted on the piston head, with the axis X of the combustion chamber and said piston head. Its radial ends 111, 112 are arranged substantially facing each other vertically (considering the segment and the piston head in their most common operating position in a motor vehicle, namely oriented along a vertical axis X as shown). Alternatively, the segment 11 may have a higher number of turns. It may also have overlapping radial ends 111, 112. Figures 4A and 4B show how this type of segment 11 is mounted on a piston head portion 3 'arranged to cooperate therewith: The piston head comprises a helical groove 12, the size of which is chosen to be able to receive the segment 11, and which starts at the lower end of the piston head (here as in the rest of the text, "lower", "upper", "vertical" and other terms of spatial location are refer to the mechanical parts as shown in the figures and as they are, most usually, arranged in the operating position in the engine). The operator comes to insert the radial end 111 of the segment 11 into the lower end of the groove 12, then it makes "up" the segment along this groove, thus putting it in axial extension as shown in FIG. 3, extension determined by the pitch p of this groove 12 which can be likened to a thread. In the example of FIG. 4A, this pitch p is constant, but it can also be expected to decrease it as one approaches the annular groove 13 intended to house the segment 11. As shown in FIG. 4B, the groove 12 opens into the groove 13, the segment is then housed therein so as to compress radially, its turns becoming contiguous to each other, so that, if we follow the periphery of this segment once housed in the groove 13, there are always at least two thicknesses of turns. This guarantees excellent axial sealing, with only one segment, instead of two previously. The assembly can be done easily, with one hand, ensuring optimal positioning of the segment in the groove directly, without trial and error and without causing radial deformations detrimental to the segment. FIG. 5 is an enlargement of FIG. 4B, at the level of the groove 13: it can be seen that the segment is housed in a compressed manner, without there being any need to provide particular means for axially centering the segment ( unlike the open segments of the prior art, where it may be necessary to precisely center the segments axially relative to each other, so that their play at the cut coincide axially, or not). Note that the groove 13 is here a simple annular groove, but that it could be provided to possibly provide a stop at least serving as a bearing face at least one of the radial ends 111,112 of the segment 11. [0031] Note that advantageously, it can be provided to provide the piston head with a second helical groove, starting at the top of the piston head and opening into an annular groove, so as to be able to mount a second helical segment by this ramp, symmetrically. But we can also combine the use of a helical segment with a mounting ramp as the groove 12, with that of a conventional open segment in a conventional groove (in which opens or not a helical groove). If two helical segments are provided, mounted symmetrically, one by a lower mounting ramp, the other by an upper mounting ramp, these may be sufficient to ensure all the expected functions of the piston rings . In addition, it is possible to modulate, on the height of the piston head, the distance separating the two annular grooves, either by arranging them close to each other, or distant from one another, depending on the type of kinematics between shirt and piston that one wants to privilege. Finally, note that once the segments 11 are housed in their annular grooves 13, the helical grooves 12 are no longer involved in the operation of the piston: they are used primarily for mounting the segments, without interfering with or disrupting , then, the operation of the piston. The segments 11 are preferably metal type steel, and their mechanical properties, including their "stiffness", if we liken them to springs, and their sizing are chosen according to needs.15

Claims (11)

REVENDICATIONS1. Tête de piston (3') munie d'au moins un segment (11) de forme hélicoïdale logé dans une gorge annulaire (13) de ladite tête de piston, caractérisée en ce que ladite tête comporte une rampe de montage (12) du segment débouchant dans ladite gorge annulaire. REVENDICATIONS1. Piston head (3 ') provided with at least one segment (11) of helical shape housed in an annular groove (13) of said piston head, characterized in that said head comprises a mounting ramp (12) of the segment opening into said annular groove. 2. Tête de piston (3') selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le segment (11) logé dans la gorge annulaire (13) a ses spires accolées. 2. Piston head (3 ') according to the preceding claim, characterized in that the segment (11) housed in the annular groove (13) has its turns contiguous. 3. Tête de piston (3') selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le segment (11) logé dans la gorge annulaire (13) présente sur tout son pourtour une hauteur axiale correspondant à au moins deux hauteurs de spires. 3. Piston head (3 ') according to the preceding claim, characterized in that the segment (11) housed in the annular groove (13) has around its periphery an axial height corresponding to at least two turns of heights. 4. Tête de piston (3') selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la rampe de montage (12) démarre à l'une des extrémités axiales de la tête de piston. 4. Piston head (3 ') according to one of the preceding claims, characterized in that the mounting ramp (12) starts at one of the axial ends of the piston head. 5. Tête de piston (3') selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la rampe de montage est une rainure de forme hélicoïdale. 5. Piston head (3 ') according to one of the preceding claims, characterized in that the mounting ramp is a helically shaped groove. 6. Tête de piston (3') selon l'une des revendications précédentes, 20 caractérisée en ce que la rampe de montage est une rainure (12) de forme hélicoïdale, avec un pas (p) d'hélice qui diminue, notamment progressivement, en direction de la gorge annulaire. 6. Piston head (3 ') according to one of the preceding claims, 20 characterized in that the mounting ramp is a groove (12) of helical shape, with a pitch (p) of helix which decreases, including progressively in the direction of the annular groove. 7. Tête de piston (3') selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la rampe de montage est une rainure (12) de forme hélicoïdale, avec un pas 25 d'hélice constant. 7. Piston head (3 ') according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mounting ramp is a groove (12) of helical shape, with a pitch of constant helix. 8. Tête de piston (3') selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est munie de deux segments (11) de forme hélicoïdale logés chacun dans une gorge, et de deux rampes de montage (12) démarrant chacune à une extrémité axiale de la tête de piston et débouchant chacune dans 30 une gorge (13). 2 9 844 15 11 8. Piston head (3 ') according to one of the preceding claims, characterized in that it is provided with two segments (11) of helical shape each housed in a groove, and two mounting ramps (12) starting each at an axial end of the piston head and each opening into a groove (13). 2 9 844 15 11 9. Moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile, comprenant un cylindre et une culasse formant ensemble une chambre de combustion délimitée par un piston mobile dans le cylindre, caractérisé en ce que ledit piston comprend une tête de piston (3') selon l'une des revendications 5 précédentes. 9. Internal combustion engine, especially for a motor vehicle, comprising a cylinder and a cylinder head together forming a combustion chamber defined by a piston movable in the cylinder, characterized in that said piston comprises a piston head (3 ') according to the invention. one of the preceding claims. 10. Procédé de montage d'un segment (11) de forme hélicoïdale dans une gorge annulaire (13) d'une tête de piston (3'), caractérisé en ce que ladite tête de piston comporte une rampe de montage (12) du segment débouchant dans ladite gorge annulaire (13), et en ce qu'on fait glisser le segment le long de la 10 rampe de montage jusque dans la gorge . 10. A method of mounting a segment (11) of helical shape in an annular groove (13) of a piston head (3 '), characterized in that said piston head comprises a mounting ramp (12) of the segment opening into said annular groove (13), and that the segment is slid along the mounting ramp into the groove. 11. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la rampe est une rainure (12) de forme hélicoïdale, et en ce qu'on insère une extrémité (111) du segment (11) dans l'extrémité de celle-ci opposée à l'extrémité débouchant dans la gorge (13) , puis on fait glisser ledit segment le long de la 15 rainure (12) jusqu'à ce qu'il débouche dans la gorge (13), où il est comprimé de façon à ce que ses spires soient accolées les unes aux autres.20 11. The method as claimed in the preceding claim, characterized in that the ramp is a groove (12) of helical shape, and in that one end (111) of the segment (11) is inserted in the opposite end thereof. at the end opening into the groove (13), and then sliding said segment along the groove (12) until it opens into the groove (13), where it is compressed so as to that his turns are contiguous to each other.20
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1611085A (en) * 1926-07-16 1926-12-14 Charles R Talbot Piston
GB504608A (en) * 1938-11-04 1939-04-27 Adalbert Fischer Improvements in and relating to piston rings

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1611085A (en) * 1926-07-16 1926-12-14 Charles R Talbot Piston
GB504608A (en) * 1938-11-04 1939-04-27 Adalbert Fischer Improvements in and relating to piston rings

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109458267A (en) * 2018-12-19 2019-03-12 周志坚 Laminated sealing piston ring and piston component

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