FR3097145A1 - Piston de moteur à combustion interne et procédé de fabrication de celui-ci - Google Patents

Piston de moteur à combustion interne et procédé de fabrication de celui-ci Download PDF

Info

Publication number
FR3097145A1
FR3097145A1 FR2004943A FR2004943A FR3097145A1 FR 3097145 A1 FR3097145 A1 FR 3097145A1 FR 2004943 A FR2004943 A FR 2004943A FR 2004943 A FR2004943 A FR 2004943A FR 3097145 A1 FR3097145 A1 FR 3097145A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
piston
exhaust
intake
mold
apex
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR2004943A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinya Masuhara
Takuya Izumi
Masaki Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2019226475A external-priority patent/JP7433581B2/ja
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
Publication of FR3097145A1 publication Critical patent/FR3097145A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12—Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/18—Finishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22—Moulds for peculiarly-shaped castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
    • B22D15/02—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
    • B22D25/06—Special casting characterised by the nature of the product by its physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/06—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for producing matt surfaces, e.g. on plastic materials, on glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/10—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for compacting surfaces, e.g. shot-peening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/28—Other pistons with specially-shaped head

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

[Objet] Un piston de moteur à combustion interne est façonné par coulage avec un moule, et présente une partie d’apex de piston sur laquelle un retrait pour soupape d'admission est formé, et ce retrait a une paroi de fond d'admission et une paroi latérale extérieure d'admission de configuration en arc s'élevant de manière effilée à partir d’une partie extérieure de la paroi de fond d'admission située plus près d'un bord périphérique extérieur de la partie d’apex de piston. La rugosité de surface d’une surface d'une partie intermédiaire dans une direction d'extension de la paroi latérale extérieure d'admission est de 4 μm Ra ou moins. Le traitement par grenaillage est exécuté sur une région du moule correspondant à une partie intermédiaire dans une direction d'extension de la paroi latérale extérieure d'admission, et la partie intermédiaire de la paroi latérale extérieure d'admission a une surface vers laquelle cette région de moule est transférée.Fig. 2

Description

PISTON DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ET PROCEDE DE FABRICATION DE CELUI-CI
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un piston de moteur à combustion interne (un piston d'un moteur à combustion interne) par coulage, au moyen d'un moule, c'est-à-dire concerne un procédé de fabrication de piston de moteur à combustion interne. En outre, la présente invention concerne un piston de moteur à combustion interne façonné par coulage au moyen d'un moule.
Un piston utilisé dans un moteur à combustion interne, tel qu'un moteur thermique, est façonné par coulage. Plus précisément, un piston est façonné en remplissant un moule avec du métal fondu, tel que de l'aluminium ou un alliage d'aluminium, puis en refroidissant et solidifiant celui-ci.
Au moment du coulage, la surface du moule est mise en contact avec le métal fondu avec lequel le moule est rempli, et est maintenue en contact avec la surface de coulage du piston façonné après le refroidissement et la solidification du métal fondu. Ainsi, un agent de revêtement est appliqué sur la surface du moule, par exemple dans le but de : protéger la surface du moule ; assurer une propriété de rétention de chaleur pour empêcher la coagulation du métal fondu pendant le remplissage avec le métal fondu et assurer la fluidité (capacité d’écoulement) du métal fondu ; et libérer de manière fiable le piston façonné. Une couche constituée de cet agent de revêtement (ci-après dénommée la « couche de revêtement ») est formée sur la surface du moule. (Voir par exemple au paragraphe [0029] du Document Brevet 1)
Problème technique
Cependant, dans un cas où le coulage est répété de manière successive au moyen du moule, il peut arriver que la couche de revêtement soit localement décollée. Dans ce cas, le moule est localement en retrait, et le piston est renflé localement en correspondance avec ce retrait. Ce renflement du piston entraîne l’apparition d’une variation du volume de la chambre de combustion du moteur à combustion interne, qui est défini par le piston et le cylindre.
Compte tenu des circonstances, dans le procédé de fabrication d'un piston de moteur à combustion interne, il est souhaitable que la variation de la configuration du piston soit supprimée même si le coulage est répété. En outre, dans le piston de moteur à combustion interne, il est souhaitable de supprimer les variations de configuration.
Solution technique
Afin de résoudre le problème susmentionné, un procédé selon un aspect est un procédé de fabrication d’un piston de moteur à combustion interne dans lequel un piston de moteur à combustion interne est fabriqué par coulage au moyen d'un moule, dans lequel le piston de moteur à combustion interne comprend une partie d’apex de piston ayant un retrait pour soupape d'admission, le retrait pour soupape d'admission présente : une paroi de fond d'admission formant au moins un fond de celui-ci ; et une paroi latérale extérieure d'admission s'élevant de manière effilée depuis une partie extérieure de la paroi de fond d'admission située plus près d’un bord périphérique extérieur de la partie d’apex de piston, la paroi latérale extérieure d'admission s'étendant sur la partie d’apex de piston de manière à former une configuration en arc saillante en direction du bord périphérique extérieur de la partie d’apex de piston, le procédé comprend : une étape de traitement de rugosification dans laquelle un traitement par grenaillage de précontrainte est exécuté sur une région du moule correspondant à une partie intermédiaire dans une direction d’extension de la paroi latérale extérieure d'admission ; et une étape de coulage dans laquelle la partie d’apex de piston est façonnée par coulage au moyen du moule.
Par exemple, la partie d’apex de piston comprend un retrait pour soupape d'échappement, le retrait pour soupape d'échappement présente : une paroi de fond d'échappement formant au moins un fond de celui-ci ; et une paroi latérale extérieure d'échappement s'élevant de manière effilée depuis une partie extérieure de la paroi de fond d'échappement située plus près du bord périphérique extérieur de la partie d’apex de piston, la paroi latérale extérieure d'échappement s'étendant sur la partie d’apex de piston de manière à former une configuration en arc saillante en direction du bord périphérique extérieur de la partie d’apex de piston, et dans l’étape de traitement de rugosification, un traitement par grenaillage de précontrainte est exécuté sur une région du moule correspondant à une partie intermédiaire dans une direction d'extension de la paroi latérale extérieure d'échappement.
Par exemple, le traitement par grenaillage de précontrainte de l'étape de traitement de rugosification est exécuté sur des régions du moule correspondant à l'intégralité des parties intermédiaires des parois latérales extérieures d'admission et d'échappement.
Par exemple, la partie d’apex de piston présente une pluralité de retraits pour soupapes d’admission et un pluralité de retraits pour soupapes d’échappement, la partie d’apex de piston a : une paroi de liaison d'admission reliant entre elles les parois latérales extérieures d'admission de retraits pour soupapes d'admission adjacents parmi la pluralité de retraits pour soupapes d'admission ; et une paroi de liaison d'échappement reliant entre elles les parois latérales extérieures d'échappement de retraits pour soupapes d'échappement adjacents parmi la pluralité de retraits pour soupapes d'échappement, et dans l'étape de traitement de rugosification, le traitement par grenaillage de précontrainte est exécuté sur des régions du moule correspondant aux parois de liaison d'admission et d'échappement.
Par exemple, le traitement par grenaillage de précontrainte de l'étape de traitement de rugosification confère une rugosité de surface de 20 μm à 50 μm Rzjis à la région du moule sur lequel il est exécuté.
Afin de résoudre le problème susmentionné, un piston de moteur à combustion interne selon un aspect est un piston de moteur à combustion interne façonné par coulage au moyen d'un moule, le piston de moteur à combustion interne comprenant une partie d’apex de piston ayant un retrait pour soupape d'admission, le retrait pour soupape d'admission présente : une paroi de fond d'admission formant au moins un fond de celui-ci ; et une paroi latérale extérieure d'admission s'élevant de manière effilée depuis une partie extérieure de la paroi de fond d'admission située plus près d’un bord périphérique extérieur de la partie d’apex de piston, la paroi latérale extérieure d'admission s'étendant sur la partie d’apex de piston de manière à former une configuration en arc saillante en direction du bord périphérique extérieur de la partie d’apex de piston, et la rugosité de surface d’une surface d’une partie intermédiaire dans une direction d’extension de la paroi latérale extérieure d’admission est de 4 µm Ra ou moins.
Par exemple, la partie d’apex de piston inclut un retrait pour soupape d’échappement, le retrait pour soupape d'échappement présente : une paroi de fond d'échappement formant au moins un fond de celui-ci ; et une paroi latérale extérieure d'échappement s'élevant de manière effilée depuis une partie extérieure de la paroi de fond d'échappement située plus près du bord périphérique extérieur de la partie d’apex de piston, la paroi latérale extérieure d'échappement s'étendant sur la partie d’apex de piston de manière à former une configuration en arc saillante en direction du bord périphérique extérieur de la partie d’apex de piston, et la rugosité de surface d’une surface d’une partie intermédiaire dans une direction d’extension de la paroi latérale extérieure d’échappement est de 4 µm Ra ou moins.
Par exemple, la rugosité de surface d'une surface dans chacune des intégralités des parties intermédiaires des parois latérales extérieures d'admission et d'échappement est de 4 μm Ra ou moins.
Par exemple, la partie d’apex de piston présente une pluralité de retraits pour soupapes d’admission et un pluralité de retraits pour soupapes d’échappement, la partie d’apex de piston a : une paroi de liaison d'admission reliant entre elles les parois latérales extérieures d'admission de retraits pour soupapes d'admission adjacents parmi la pluralité de retraits pour soupapes d'admission ; et une paroi de liaison d'échappement reliant entre elles les parois latérales extérieures d'échappement de retraits pour soupapes d'échappement adjacents parmi la pluralité de retraits pour soupapes d'échappement, et la rugosité de surface d’une surface dans chacune des parois de liaison d’admission et d’échappement est de 4 µm Ra ou moins.
Avantages apportés
Dans le procédé de fabrication de piston de moteur à combustion interne selon un aspect de l’invention, la variation de la configuration du piston peut être supprimée même si le coulage est effectué de manière répétée. En outre, dans le piston de moteur à combustion interne selon un aspect, la variation de la configuration du piston peut être supprimée.
Fig. 1
La Figure 1 est une vue en plan montrant de manière schématique une partie d'apex de piston d'un piston selon un mode de réalisation ;
Fig. 2
La Figure 2 est une vue en coupe montrant schématiquement un piston selon le mode de réalisation et un moule correspondant à la partie d’apex de piston, selon la ligne A-A de la Fig. 1 ;
Fig. 3
La Figure 3 est une vue agrandie de la partie B de la Fig. 1 ;
Fig. 4
La Figure 4 est une vue agrandie de la partie C de la Fig. 1 ;
Fig. 5
La Figure 5 est une vue de dessous montrant schématiquement un moule correspondant à une partie d'apex de piston selon le mode de réalisation ;
Fig. 6
La Figure 6 est une vue agrandie de la partie D de la Fig. 2 ;
Fig. 7
La Figure 7 est une vue agrandie de la partie E de la Fig. 2 ;
Fig. 8
La Figure 8 est un ordinogramme montrant un procédé de fabrication de piston selon le mode de réalisation ;
Fig. 9
La Figure 9 est un graphique montrant la rugosité de surface des régions mesurées 1 à 4 des pistons dans un exemple et dans un exemple comparatif ;
Fig. 10
La Figure 10A est un graphique montrant une relation entre un ratio de variation du volume d'une chambre de combustion dans une partie d'apex de piston et le nombre d’essais pour le coulage des pistons au moyen d'un moule dans l'exemple ;
La Figure 10B est un graphique montrant une relation entre un ratio de variation du volume d'une chambre de combustion dans une partie d'apex de piston et le nombre d’essais pour le coulage des pistons au moyen d'un moule dans l'exemple comparatif.
Un piston (un piston de moteur à combustion interne) selon un mode de réalisation et un procédé de fabrication de celui-ci sont décrits ci-dessous. Le piston du présent mode de réalisation est façonné par coulage au moyen d'un moule. Autrement dit, le piston est un coulage. Le piston du présent mode de réalisation doit être utilisé dans un moteur automobile. Le piston peut cependant être utilisé dans un moteur à combustion interne autre qu'un moteur automobile. Par exemple, le piston peut être utilisé dans le moteur d'une motocyclette, le moteur d'un moteur hors-bord, le moteur d'un véhicule pour la neige, le moteur d’usage général monté sur une petite tondeuse à gazon, ou similaire. Dans le procédé de fabrication du présent mode de réalisation, ce piston est fabriqué par coulage au moyen d'un moule.
« Aperçu du piston »
Tout d’abord, un aperçu d'un piston 1 selon le présent mode de réalisation est décrit en référence aux Fig. 1 à 4. Comme illustré en Fig. 1 à 3, le piston 1 présente une partie d'apex de piston 2 située en une extrémité, du côté de l'apex de celui-ci. Un retrait pour soupape d'admission 3 est formé au niveau de la partie d'apex de piston 2. Le retrait pour soupape d'admission 3 est en retrait de la partie d'apex de piston 2 de manière à éviter la soupape d'admission (non illustrée).
A titre d'exemple, en Fig. 1 et 3, deux retraits pour soupapes d'admission 3 correspondant respectivement à deux soupapes d'admission (non illustrées) sont formés en partie d’apex de piston 2. Cependant, la présente invention ne se limite pas à cette structure. Un retrait pour soupape d'admission correspondant à une soupape d'admission peut être formé en partie d’apex de piston, ou trois retraits pour soupapes d'admission ou plus correspondant respectivement à trois soupapes d'admission ou plus peuvent être formés en partie d’apex de piston.
Comme illustré en Fig. 3, chaque retrait pour soupape d'admission 3 présente une paroi de fond d’admission 31 formant au moins un fond de celui-ci. Chaque retrait pour soupape d'admission 3 présente une paroi latérale extérieure d’admission 32 s'élevant de manière effilée à partir d'une partie extérieure 31a de la paroi de fond d’admission 31 du retrait pour soupape d'admission 3 située plus près d’un bord périphérique extérieur 2a de la partie d’apex de piston 2. Comme illustré en Fig. 1 et 3, la paroi latérale extérieure d'admission 32 s'étend sur la partie d'apex de piston 2 de manière à former une configuration en arc saillante en direction du bord périphérique extérieur 2a de la partie d'apex de piston 2.
En outre, le piston 1 du présent mode de réalisation peut être schématiquement configuré comme suit. Comme illustré en Fig. 1 à 4, un retrait pour soupape d'échappement 4 est formé au niveau de la partie d'apex de piston 2. Le retrait pour soupape d'échappement 4 est en retrait de la partie d'apex de piston 2 de manière à éviter une soupape d'échappement (non illustrée).
A titre d'exemple, en Fig. 1 et 4, deux retraits pour soupapes d'échappement 4 correspondant respectivement à deux soupapes d'échappement (non illustrées) sont formés en partie d’apex de piston 2. La présente invention ne se limite cependant pas à cette structure. Un retrait pour soupape d'échappement correspondant à une soupape d'échappement peut être formé en partie d’apex de piston, ou trois retraits pour soupapes d'échappement ou plus correspondant respectivement à trois soupapes d'échappement ou plus peuvent être formés en partie d’apex de piston.
Comme illustré en Fig. 4, chaque retrait pour soupape d'échappement 4 présente une paroi de fond d’échappement 41 formant au moins un fond de celui-ci. Chaque retrait pour soupape d'échappement 4 présente une paroi latérale extérieure d’échappement 42 s'élevant de manière effilée à partir d'une partie extérieure 41a de la paroi de fond d’échappement 41 du retrait pour soupape d'échappement 4 située plus près du bord périphérique extérieur 2a de la partie d’apex de piston 2. Comme illustré en Fig. 1 et 4, la paroi latérale extérieure d'échappement 42 s'étend sur la partie d'apex de piston 2 de manière à former une configuration en arc saillante en direction du bord périphérique extérieur 2a de la partie d'apex de piston 2.
Comme illustré en Fig. 1, 3 et 4, dans le cas où la partie d’apex de piston 2 a une pluralité de retraits pour soupapes d'admission 3 et une pluralité de retraits pour soupapes d'échappement 4, la partie d’apex de piston 2 a une paroi de liaison d'admission 5 reliant les parois latérales extérieures d'admission 32 des retraits pour soupapes d'admission 3 adjacents au sein de la pluralité de retraits pour soupapes d'admission 3. En outre, la partie d’apex de piston 2 est dotée d'une paroi de liaison d'échappement 6 reliant les parois latérales extérieures d'échappement 42 des retraits pour soupapes d'échappement 4 adjacents parmi la pluralité de retraits pour soupapes d'échappement 4.
« Détails du Piston »
Le piston 1 selon le présent mode de réalisation est décrit en détail en référence aux Fig. 1 à 4. Autrement dit, en détail, le piston 1 peut être formé comme suit. Le matériau du piston 1 peut être un alliage d'aluminium. Cependant, le matériau du piston ne s’y limite pas. Par exemple, le matériau du piston peut être du fer, de l'aluminium, du titane, un alliage de titane, du magnésium, un alliage de magnésium, ou similaire.
Comme illustré en Fig. 1 et 2, la surface périphérique extérieure du piston 1 est formée en une configuration sensiblement cylindrique de sorte que le centre de la surface périphérique extérieure du piston 1 soit sensiblement l'axe du piston 1a et que la surface périphérique extérieure du piston 1 entoure l'axe du piston 1a. L'apex du piston 1 est situé d'un côté dans la direction axiale du piston selon l'axe du piston 1a (indiqué par la flèche P1). Le fond du piston 1 est situé de l'autre côté dans la direction axiale du piston (indiqué par la flèche P2) selon l'axe du piston 1a. Comme illustré en Fig. 2, la partie d'apex de piston 2 est agencée selon une surface d'apex imaginaire 1b sensiblement orthogonale par rapport à l'axe du piston 1a, et est située à l'apex du piston 1. Bien que cela ne soit pas illustré spécifiquement, le piston 1 effectue un mouvement de va-et-vient le long de l'axe du piston 1a à l'intérieur du cylindre moteur.
Comme illustré en Fig. 1, le bord périphérique extérieur 2a de la partie d’apex de piston 2 est formé selon une configuration sensiblement circulaire. Les retraits pour soupapes d'admission et d'échappement 3 et 4 sont agencés de manière à être opposés entre eux dans une direction radiale (ci-après dénommée direction d’opposition des retraits) de la partie d’apex de piston 2. La pluralité de retraits pour soupapes d'admission 3 peut être agencée de manière à être respectivement opposée à la pluralité de retraits pour soupapes d'échappement 4 dans la direction d’opposition des retraits.
Le retrait pour soupape d'admission 3 est situé d'un côté dans la direction d’opposition des retraits (indiqué par la flèche Q1) par rapport à la limite 2b de la partie d'apex de piston 2. Le retrait pour soupape d'échappement 4 est situé de l’autre côté dans la direction d’opposition des retraits (indiqué par la flèche Q2) par rapport à la limite 2b de la partie d'apex de piston 2. La limite 2b est définie comme étant une ligne droite, sensiblement orthogonale à la direction d’opposition des retraits et passe sensiblement à travers le centre de la partie d’apex de piston 2.
Comme illustré en Fig. 2, la paroi de fond d'admission 31 est inclinée de telle sorte que plus elle s’éloigne de la limite 2b dans la direction d’opposition des retraits, plus elle est proche du fond du piston 1. La paroi de fond d'admission 31 forme le fond du retrait pour soupape d'admission 3, et une paroi reliée à la partie d’apex de piston 2 du côté de la frontière 2b par rapport à ce fond. La paroi latérale extérieure d'admission 32 est inclinée de telle sorte que plus elle s’éloigne de la partie extérieure 31a de la paroi de fond d'admission 31 en direction du côté du bord périphérique extérieur 2a de la partie d’apex de piston 2, plus elle est proche de l’apex du piston 1. L'inclinaison de la paroi latérale extérieure d'admission 32 par rapport à la surface d'apex imaginaire 1b du piston est supérieure à l'inclinaison de la paroi de fond d'admission 31 par rapport à la surface d'apex imaginaire 1b du piston.
La paroi de fond d'échappement 41 est inclinée de telle sorte que plus elle s’éloigne de la limite 2b dans la direction d’opposition des retraits, plus elle est proche du fond du piston 1. La paroi de fond d'échappement 41 forme le fond du retrait pour soupape d'échappement 4, et une paroi reliée à la partie d’apex de piston 2 du côté de la frontière 2b par rapport à ce fond. La paroi latérale extérieure d'échappement 42 est inclinée de telle sorte que plus elle s’éloigne de la partie extérieure 41a de la paroi de fond d'échappement 41 en direction du côté du bord périphérique extérieur 2a de la partie d’apex de piston 2, plus elle est proche de l’apex du piston 1.
L'inclinaison de la paroi latérale extérieure d'échappement 42 par rapport à la surface d'apex imaginaire 1b du piston est supérieure à l'inclinaison de la paroi de fond d'échappement 41 par rapport à la surface d'apex imaginaire 1b du piston. L'inclinaison de la paroi latérale extérieure d'échappement 42 par rapport à la surface d'apex imaginaire 1b du piston peut être inférieure à l'inclinaison de la paroi latérale extérieure d’échappement 32 par rapport à la surface d'apex imaginaire 1b du piston. Cependant, l'inclinaison de la paroi latérale extérieure d'échappement par rapport à la surface d'apex imaginaire du piston peut être sensiblement égale ou supérieure à l'inclinaison de la paroi latérale extérieure d’échappement par rapport à la surface d'apex imaginaire du piston.
Comme illustré en Fig. 1 et 3, la paroi de liaison d'admission 5 s'étend de manière sensiblement linéaire sur la partie d’apex de piston 2 entre les extrémités dans la direction d'extension des parois latérales extérieures d'admission 32 adjacentes. La paroi de liaison d’admission 5 est inclinée de telle sorte que plus elle s’éloigne de la limite 2b dans la direction d’opposition des retraits, plus elle est proche de l’apex du piston 1. Bien qu'elle ne soit pas clairement spécifiquement illustrée, l'inclinaison de la paroi de liaison d'admission 5 par rapport à la surface d'apex imaginaire 1b du piston est inférieure à l'inclinaison de la paroi latérale extérieure d'admission 32 par rapport à la surface d'apex imaginaire 1b du piston.
Comme illustré en Fig. 1 et 4, la paroi de liaison d'échappement 6 s'étend sur la partie d’apex de piston 2 de manière sensiblement linéaire entre les extrémités dans la direction d'extension des parois latérales extérieures d'échappement 42 adjacentes. La paroi de liaison d’échappement 6 est inclinée de telle sorte que plus elle s’éloigne de la limite 2b dans la direction d’opposition des retraits, plus elle est proche de l’apex du piston 1. Bien qu'elle ne soit pas clairement spécifiquement illustrée, l'inclinaison de la paroi de liaison d'échappement 6 par rapport à la surface d'apex imaginaire 1b du piston est inférieure à l'inclinaison de la paroi latérale extérieure d'échappement 42 par rapport à la surface d'apex imaginaire 1b du piston.
« Détails du Moule »
Un moule 101 utilisé dans la fabrication du piston 1 du présent mode de réalisation, est décrit en référence à la Fig. 2 et aux Fig. 5 à 8. Le matériau du moule 101 est un matériau correspondant au SKD 61. Cependant, le matériau du moule ne s’y limite pas. Par exemple, le matériau du moule peut être en acier trempé. Le matériau du moule peut également être un matériau de type SC, SCM, SUS ou similaire.
En référence à la Fig. 2 et aux Fig. 5 à 7, le moule 101 présente une région pour apex de piston 102 correspondant à la partie d'apex de piston 2. La région pour apex de piston 102 présente une région pour retrait pour soupape d'admission 103 correspondant au retrait pour soupape d'admission 3. La région pour retrait pour soupape d'admission 103 présente une région pour paroi de fond d'admission 131 correspondant à la paroi de fond d'admission 31. En outre, la région pour retrait pour soupape d'admission 103 comporte une région pour paroi latérale extérieure d'admission 132 correspondant à la paroi latérale extérieure d'admission 32.
Le moule 101 présente une région pour retrait pour soupape d'échappement 104 correspondant au retrait pour soupape d'échappement 4. La région pour retrait pour soupape d'échappement 104 présente une région pour paroi de fond d'échappement 141 correspondant à la paroi de fond d'échappement 41. En outre, la région pour retrait pour soupape d'échappement 104 comporte une région pour paroi latérale extérieure d'échappement 142 correspondant à la paroi latérale extérieure d'échappement 42.
Le moule 101 présente une région pour paroi de liaison d'admission 105 correspondant à la paroi de liaison d'admission 5. Le moule 101 présente une région pour paroi de liaison d'échappement 106 correspondant à la paroi de liaison d'échappement 6.
Le traitement par grenaillage de précontrainte est exécuté sur tout ou partie de la région pour apex de piston 102 de ce moule 101. Ainsi, le moule 101 présente une région traitée qui a subi ce traitement par grenaillage de précontrainte. La rugosité de surface de la région traitée peut être d'approximativement 20 μm à 50 μm Rzjis. Cependant, la rugosité de surface de la région traitée ne s’y limite pas. Et la surface traitée du piston 1, en particulier, la surface traitée de la partie d’apex de piston 2 est formée de manière à présenter une rugosité de surface correspondant à la rugosité de surface de cette région traitée. Dans le piston 1, la rugosité de surface de la surface traitée de la partie d’apex de piston 2 peut être d'approximativement 4 μm Ra ou moins. En particulier, la surface traitée d'une rugosité de surface d'approximativement 4 μm Ra ou moins peut être atteinte par transfert de la région traitée présentant une rugosité de surface d'approximativement 20 μm à 50 μm. Cependant, la rugosité de surface de la surface traitée ne s’y limite pas.
En référence aux Fig. 6 et 7, la région traitée peut être une section intermédiaire 132a dans la direction d’extension de la région pour paroi latérale extérieure d'admission 132 correspondant à la partie intermédiaire 32a dans la direction d’extension de la paroi latérale extérieure d'admission 32. Dans ce cas, la partie intermédiaire 32a de la paroi latérale extérieure d'admission 32 a une surface traitée obtenue par transfert de la section intermédiaire 132a de la région pour paroi latérale extérieure d'admission 132.
La région traitée peut être composée des sections intermédiaires 132a et 142a dans la direction d'extension des régions pour parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 132 et 142 qui correspondent respectivement aux parties intermédiaires 32a et 42a dans la direction d'extension des parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 32 et 42. Dans ce cas, les parties intermédiaires 32a et 42a des parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 32 et 42 ont des surfaces traitées obtenues par transfert des sections intermédiaires 132a et 142a des régions pour parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 132 et 142.
La région traitée peut être l'ensemble des régions pour parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 132 et 142. Dans ce cas, l'ensemble des parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 32 et 42 a la surface traitée obtenue par transfert de l'ensemble des régions pour parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 132 et 142.
La région traitée peut être l’ensemble des régions pour parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 132 et 142, ainsi que les régions pour parois de liaison d'admission et d'échappement 105 et 106. Dans ce cas, l'ensemble des parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 32 et 42 et les parois de liaison d'admission et d'échappement 5 et 6 ont des surfaces traitées obtenues par transfert de l'ensemble des régions pour parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 132 et 142, et des régions pour parois de liaison d'admission et d'échappement 105 et 106.
La région traitée peut être les régions pour retraits pour soupapes d'admission et d'échappement 103 et 104, ainsi que les régions pour parois de liaison d'admission et d'échappement 105 et 106. Dans ce cas, les retraits pour soupapes d'admission et d'échappement 3 et 4, et les parois de liaison d'admission et d'échappement 5 et 6 ont des surfaces traitées obtenues par transfert des régions pour retraits pour soupapes d'admission et d'échappement 103 et 104 et des régions pour parois de liaison d'admission et d'échappement 105 et 106.
La région traitée peut être la région pour apex de piston 102. Dans ce cas, la partie d'apex de piston 2 a une surface traitée obtenue par transfert de la région pour apex de piston 102.
« Procédé de fabrication de piston »
En référence à la Fig. 8, un procédé de fabrication du piston 1 selon le présent mode de réalisation est maintenant décrit. Autrement dit, le procédé de fabrication du piston 1 au moyen du moule 101 est le suivant. Un traitement par grenaillage de précontrainte est exécuté sur la région traitée du moule 101 (Etape de traitement de rugosification S1). La partie d’apex de piston 2 est façonnée par le coulage d'alliage d'aluminium au moyen du moule 101 (étape de coulage S2).
Plus précisément, l'étape de coulage S2 se déroule comme suit. L’alliage d'aluminium fondu est versé dans le moule 101. Le moule 101 est rempli avec le métal fondu de sorte que le métal fondu soit versé dans toute la région pour apex de piston 102. Le moule 101 rempli avec le métal fondu, est laissé à reposer pendant une période de temps fixe jusqu'à ce que le métal fondu soit refroidi et solidifié de manière à déterminer la configuration de la partie d’apex de piston 2. Après cela, le piston 1 façonné est extrait du moule 101.
En outre, après l'étape de traitement de rugosification S1 et avant l'étape de coulage S2, un traitement de surface pour supprimer l'usure peut être exécuté sur la région traitée du moule 101 (Etape de traitement de surface). Par exemple, le traitement de surface peut être un traitement de carbonisation par sel fondu, CVD (dépôt chimique en phase vapeur), PVD (dépôt physique en phase vapeur), revêtement DLC (c’est-à-dire par carbone vitreux, de l’anglais Diamond-Like Carbon), ou similaire. Par ce traitement de surface, il est possible de supprimer une base de matière sur le matériau du piston 1 tel qu’un alliage d'aluminium d'être transférée à une partie du moule 101 qui est difficile à libérer. En conséquence, il est possible de réduire la fréquence de nettoyage du moule 101, le retraitement, ou similaire.
Dans le procédé de fabrication du piston 1 du présent mode de réalisation décrit ci-dessus, un traitement par grenaillage de précontrainte est exécuté sur tout ou partie de la région pour apex de piston 102 du moule 101, et le moule 101 présente une région traitée ayant subi un traitement par grenaillage de précontrainte. En outre, dans le piston 1 du présent mode de réalisation, la surface de la partie d'apex de piston 2 est une surface traitée obtenue par transfert de la région pour apex de piston 102 ayant subi partiellement ou intégralement un traitement par grenaillage de précontrainte. Ainsi, même dans le cas où le coulage est effectué de manière répétée successivement au moyen du moule 101, il n'est pas à craindre que la couche de revêtement du moule ne s’écaille dans la région traitée du moule 101 comme c’est le cas dans l'état de la technique. Ainsi, il est possible d'empêcher la déformation du moule 101, avec comme résultat la possibilité de supprimer la variation dans la configuration du piston 1 fabriqué.
En l'espèce, le présent inventeur a acquis les connaissances nouvelles suivantes quant au principe suivant lequel la couche de revêtement s’écaille dans le cas où l'agent de revêtement est appliqué à la surface du moule tel que dans l'état de la technique. En règle générale, une partie en retrait est formée en partie d'apex de piston, et une partie saillante correspondant à la partie en retrait de la partie d'apex de piston est formée sur la surface du moule. En particulier, une paroi latérale s’élevant à partir de la paroi de fond de la partie en retrait au niveau de la partie d’apex de piston, est inclinée de manière à fournir une dépouille ou similaire, et la paroi latérale de la partie saillante du moule correspondant à cette paroi latérale, est également inclinée. A mesure que l'inclinaison de la surface de la paroi latérale de la partie saillante du moule augmente, il devient difficile d'appliquer l'agent de revêtement à la paroi latérale de la saillie du moule. Par conséquent, la couche de revêtement sur la paroi latérale de la partie saillante du moule peut être plus mince que la couche de revêtement sur l'autre partie du moule. En outre, il devient difficile d'atteindre une épaisseur fixe de couche de revêtement, et l'épaisseur de la couche de revêtement peut être inégale.
Dans ce cas, au niveau de la paroi latérale de la partie saillante, la performance en termes d'isolation thermique de la couche de revêtement se détériore, et la température de la paroi latérale de la partie saillante est plus facilement augmentée que la température de l'autre partie. En particulier, la zone de contact avec le métal fondu au niveau de la partie saillante du moule est plus importante que la zone de contact avec le métal fondu au niveau de l'autre partie du moule, de sorte que la température de la partie saillante est susceptible de devenir supérieure à la température de l'autre partie. Dans le cas où le coulage est effectué de manière répétée successivement au moyen de ce moule, la propriété d'adhérence entre la paroi latérale de la partie saillante du moule et la couche de revêtement se détériore, et, à cause de la détérioration de la propriété d'adhérence, la couche de revêtement située sur la paroi latérale de la partie saillante du moule devient sujette à écaillement. En outre, dans la mince couche de revêtement située sur la paroi latérale de la partie saillante du moule, dans la couche de revêtement d'une épaisseur inégale, ou similaire, une contre-dépouille peut être générée et, en raison de cette contre-dépouille, une résistance écaillant la couche de revêtement lors de la libération du piston peut s’appliquer.
Les inclinaisons du piston 1 de la configuration extérieure décrite ci-dessus, et en particulier les inclinaisons de la partie d’apex de piston 2, sont maintenant comparées entre elles. L'inclinaison des parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 32 et 42 en partie d’apex de piston 2, et l'inclinaison des parois de liaison d'admission et d'échappement 5 et 6 sont supérieures à l'inclinaison des autres parties en partie d’apex de piston 2. L'inclinaison des parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 32 et 42 est supérieure à l’inclinaison des autres parties en partie d’apex de piston 2. L'inclinaison des parties intermédiaires 32a et 42a dans la direction d'extension des parois latérales extérieures d'admission et d'échappement 32 et 42 est supérieure à l’inclinaison des autres parties en partie d’apex de piston 2. L'inclinaison de la partie intermédiaire 32a dans la direction d'extension de la paroi latérale extérieure d'admission et d'échappement 32 est supérieure à l’inclinaison des autres parties en partie d’apex de piston 2.
Dans le cas où, sur la base de l'une ou l'autre de ces comparaisons d'inclinaisons, la partie de grande inclinaison de la partie d'apex de piston 2 est définie comme étant la partie inclinée de manière plus importante que les autres parties de la partie d'apex de piston 2, lorsque la couche de revêtement est appliquée à la partie d'apex de piston 2, la couche de revêtement au niveau de la partie de grande inclinaison formée par l'agent de revêtement est plus sujette à écaillement que la couche de revêtement sur les autres parties.
Par contraste, dans le procédé de fabrication selon le présent mode de réalisation, au lieu d'appliquer l'agent de revêtement à la partie de grande inclinaison de la partie d’apex de piston 2, un traitement par grenaillage de précontrainte est exécuté sur celle-ci. En outre, dans le piston 1 selon le présent mode de réalisation, la surface de la partie de grande inclinaison de la partie d'apex de piston 2 est la surface traitée obtenue par le transfert de la région pour apex de piston 102 ayant subi un traitement par grenaillage de précontrainte. Ainsi, même dans le cas où le coulage est effectué de manière répétée successivement au moyen du moule, il est possible d'empêcher un changement de configuration du moule attribuable à l'écaillement de la couche de revêtement du moule comme c’est le cas dans l'art antérieur, ce qui permet de supprimer une variation de la configuration du piston 1 attribuable à un changement dans la configuration du moule.
De plus, de manière générale, dans le cas où aucun agent de revêtement n'est appliqué à la région du moule, une couche isolante thermiquement est formée en raison des saillies et des retraits attribuables à la rugosité de la région du moule. Ainsi, lorsque la rugosité de surface de la région du moule est trop faible, cette couche isolante thermiquement n'est pas formée à un degré suffisant, de sorte qu'un défaut de capacité d’écoulement peut être généré lors du coulage. Par contraste, dans le procédé de fabrication selon le présent mode de réalisation, la rugosité de surface de la région traitée du moule 101 est fixée à environ 20 μm Rzjis ou plus, de sorte qu'il est possible de former une couche isolante thermiquement à un degré suffisant, avec comme résultat la possibilité de prévenir la génération d'un défaut de capacité d’écoulement lors du coulage.
En outre, de manière générale, dans le cas où le coulage est effectué de manière répétée successivement au moyen du moule, la surface de la région du moule se détériore, de sorte que la rugosité de surface de la surface de coulage du piston peut être détériorée. En revanche, dans le procédé de fabrication du présent mode de réalisation, la rugosité de surface de la région du moule 101 traitée est définie sur une valeur d’environ 50 μm Rzjis ou moins, de sorte que même dans le cas où le coulage est effectué à de manière répétée au moyen du moule 101, il est possible d'empêcher la rugosité de surface de la région du moule 101 traitée d'être détériorée de manière à détériorer la rugosité de surface de la surface de coulage du piston 1.
En outre, dans le piston 1 du présent mode de réalisation, la rugosité de surface du piston 1, en particulier, la rugosité de surface de la surface traitée de la partie d’apex de piston 2 peut être approximativement de 4 μm Ra ou moins. Par conséquent, même dans le cas où le coulage est effectué de manière répétée au moyen du moule 101 pour le piston 1, une détérioration du moule peut être évitée de sorte qu'il est possible de supprimer la variation de la configuration du piston 1 de manière à ce qu’elle se limite à une petite plage. En particulier, dans le cas où une couche de revêtement est formée sur une surface d'un moule comme dans l'état de la technique, il est difficile de supprimer la rugosité de surface d'une surface d'un piston coulé au moyen de ce moule de manière à ce qu’elle atteigne environ 4 μm Ra ou moins. En revanche, dans le présent mode de réalisation, la rugosité de surface du piston 2, en particulier, la rugosité de surface de la surface traitée de la partie d’apex de piston 4 peut être approximativement de 4 μm Ra ou moins. En conséquence, il est possible de supprimer la variation dans la configuration du piston 1 de manière à ce qu’elle se trouve dans une plage plus faible que dans l'art antérieur.
On note que la rugosité de surface du piston 1, en particulier la rugosité de surface de la surface traitée de la partie d’apex de piston 2 peut être définie de manière à être égale ou supérieure à une valeur limite, la valeur limite obtenue par transfert d'une surface d'un moule sur laquelle un traitement par grenaillage de précontrainte a été exécuté. En outre, la rugosité de surface du piston 1, en particulier, la rugosité de surface de la surface traitée de la partie d’apex de piston 2 peut être définie de manière à être supérieure à approximativement 0 (zéro).
La présente invention ne se restreint pas au mode de réalisation décrit ci-dessus mais autorise des variantes et modifications sur la base de l'idée technique de celle-ci.
« Exemple »
Un exemple est maintenant décrit. Dans cet exemple, les pistons 1 selon le mode de réalisation ci-dessus ont été fabriqués au moyen du moule 101 selon le mode de réalisation. Plus précisément, le traitement par grenaillage de précontrainte a été exécuté sur chacune des deux régions pour retraits pour soupapes d'admission 103 et des deux régions pour retraits pour soupapes d'échappement 104 dans la région pour apex de piston 102 du moule 101, dans le but de maintenir la rugosité de surface de la surface traitée dans chacun des deux retraits pour soupapes d'admission 3 et des deux retraits pour soupapes d'échappement 4 à approximativement 4 μm Ra ou moins dans chacune des parties d'apex de piston 2 des pistons 1 même dans le cas où 4500 essais de coulage des pistons 1 au moyen du moule 101, ont été effectués. 4500 essais de coulage utilisant ce moule ont été effectués de sorte que 4500 exemplaires de pistons 1 ont été fabriqués.
Dans l'exemple, on a mesuré la rugosité de surface de la surface traitée dans chacun des deux retraits pour soupapes d'admission 3 et des deux retraits pour soupapes d'échappement 4 dans la partie d’apex de piston 2 du piston 1 qui a été obtenu au 4500e essai de coulage. On note que, ci-après, l'un des deux retraits pour soupapes d'admission 3 a été appelé « Région de Mesure 1 », l'autre des deux retraits pour soupapes d'admission 3 a été appelé « Région de Mesure 2 », l'un des deux retraits pour soupapes d'échappement 4 a été appelé « Région de Mesure 3 » et l'autre des deux retraits pour soupapes d'échappement 4 a été appelé « Région de Mesure ». Pour ce qui est des conditions de mesure de la rugosité de surface, les mesures ont été effectuées sur la base de la norme « JIS B 0633:2001 ». Les autres paramètres suivants ont été utilisés pour les mesures de rugosité de surface : une rondeur (R) d'une extrémité distale d'une aiguille de détection utilisée dans les mesures a été choisie à 2 μm, une vitesse d'avance de l’aiguille de détection a été choisie à 0,5 mm/sec, une valeur de coupure λc a été choisie à 0,8 mm et une longueur mesurée a été choisie à 2,5 mm.
De plus, dans l'exemple, un volume d'une chambre de combustion dans chaque partie d'apex de piston 2 des pistons 1 qui ont été obtenus respectivement par les 500e, 1000e, 1500e, 2000e et 2500e essais parmi les coulages, a été mesuré par une machine de mesure laser. On a calculé un ratio de chacun de ces volumes sur une valeur de conception du volume de la chambre de combustion (ci-après appelé « ratio de variation du volume de la chambre de combustion » lorsque nécessaire).
« Exemple comparatif »
Un exemple comparatif est maintenant décrit. Dans l'exemple comparatif, des pistons ont été fabriqués au moyen d'un moule de l'état de la technique. Plus précisément, une couche de revêtement a été formée sur chacune de deux régions pour retraits pour soupapes d'admission et des deux régions pour retraits pour soupapes d'échappement dans une région pour apex de piston du moule, comme dans l'art antérieur. 4500 essais de coulage utilisant ce moule ont été effectués de sorte que 4500 exemplaires de pistons ont été fabriqués.
Dans l'exemple comparatif, on a mesuré la rugosité de surface de la surface traitée dans chacun des deux retraits pour soupapes d'admission et des deux retraits pour soupapes d'échappement dans la partie d’apex de piston du piston qui a été obtenu au 100e essai de coulage. Il est à noter que dans l'exemple comparatif, les noms « Région de mesure 1 » à « Région de mesure 4 » ont été utilisés de la même manière que l'exemple précité. Les conditions des mesures de la rugosité de surface de l'exemple comparatif ont été les mêmes que les conditions des mesures de la rugosité de surface de l'exemple.
De plus, dans l'exemple comparatif, un volume d'une chambre de combustion dans chaque partie d'apex de piston des pistons qui ont été obtenus respectivement par les 500e, 1000e, 1500e, 2000e et 2500e essais parmi les coulages, a été mesuré par une machine de mesure laser. On a calculé un ratio de chacun de ces volumes sur une valeur de conception du volume de la chambre de combustion, c’est-à-dire un ratio de variation du volume de la chambre de combustion.
Les résultats des mesures de la rugosité de surface de l'exemple et de l'exemple comparatif ont été obtenus tels qu’illustrés dans le graphique de la Fig. 9. On note que dans le graphique de la Fig. 9, un axe vertical Ra montre une valeur de mesure de la rugosité de surface (μm), et M1, M2, M3 et M4 sur un axe horizontal montrent les Régions de Mesure 1, 2, 3 et 4, respectivement.
Comme illustré respectivement au moyen de barres hachurées dans le graphique de la Fig. 9, les valeurs mesurées de la rugosité de surface dans les Régions de Mesure 1, 2, 3 et 4 de l'exemple ont été de 2,452 μm, 2,386 μm Ra, 3,503 μm Ra et 3,137 μm Ra, respectivement. Par contraste, comme illustré respectivement au moyen de barres blanches dans le graphique de la Fig. 9, les valeurs mesurées de la rugosité de surface dans les Régions de Mesure 1, 2, 3 et 4 de l'exemple comparatif ont été de 5,989μm Ra, 4,620 μm Ra, 5,567 μm Ra et 4,543 μm Ra, respectivement. Par conséquent, il a pu être confirmé qu'il était difficile de maintenir la rugosité de surface des Régions de Mesure 1 à 4 à 4 μm Ra ou moins dans l'exemple comparatif. Par contraste, il a pu être confirmé qu'il était efficace d'utiliser le moule 101 sur lequel un grenaillage de précontrainte a été effectué comme dans l'exemple, pour maintenir la rugosité de surface du piston 1 à 4 μm Ra ou moins.
Ensuite, on a obtenu une relation entre le ratio de variation du volume de la chambre de combustion et le nombre d’essais de coulage des pistons au moyen du moule dans chacun parmi l’exemple et l'exemple comparatif, comme illustré dans les graphiques des Fig. 10A et 10B. On note que dans chacune des Fig. 10A et 10B, un axe vertical Y indique le ratio de variation du volume de la chambre de combustion, et un axe horizontal X indique le nombre d’essais de coulage au moyen du moule.
Comme le montre une ligne continue L1 dans le graphique de la Fig. 10B, dans l'exemple, même dans le cas où 2500 essais de coulages au moyen du moule 101 ont été effectués, les ratios de variation des volumes de la chambre de combustion sur la basés sur les pistons 1 obtenus par ces coulages se sont trouvés dans une plage comprise entre 0,995 et 1,005. Par contraste, comme le montre une ligne continue L2 dans le graphique de la Fig. 10B, dans l'exemple comparatif, dans le cas où 2500 essais de coulages au moyen du moule ont été effectués, les ratios de variation des volumes de la chambre de combustion basés sur les pistons obtenus par ces coulages se sont trouvés dans une plage comprise entre 0.990 et 1,010. Par conséquent, il a pu être confirmé que la variation d’une configuration d'un piston coulé au moyen d'un moule sur lequel un grenaillage de précontrainte a été effectué était inférieure à la variation d’une configuration d'un piston coulé au moyen d'un moule sur lequel une couche de revêtement a été formée comme dans l'art antérieur.

1 ... Piston
2 ... Partie d'apex de piston
2a ... Bord périphérique extérieur
3 ... Retrait pour soupape d'admission
31 ... Paroi de fond d'admission
31a ... Partie extérieure
32 ... Paroi latérale extérieure d’admission
32a ... Partie intermédiaire
4 ... Retrait pour soupape d'admission
41 ... Paroi de fond d’échappement
41a ... Partie extérieure
42 ... Paroi latérale extérieure d’échappement
42a ... Partie intermédiaire
5 ... Paroi de liaison d'admission
6 ... Paroi de liaison d'échappement
101 ... Moule
S1 ... Etape de traitement de rugosification
S2 ... Etape de coulage
- [Document Brevet 1] JP 2018-178848 A.

Claims (9)

  1. Procédé de fabrication d'un piston de moteur à combustion interne (1) dans lequel un piston de moteur à combustion interne est fabriqué par coulage au moyen d'un moule (101), dans lequel
    le piston de moteur à combustion interne comprend une partie d'apex de piston (2) ayant un retrait pour soupape d'admission (3),
    le retrait pour soupape d'admission présente : une paroi de fond d'admission (31) formant au moins un fond de celui-ci ; et une paroi latérale extérieure d'admission (32) s'élevant de manière effilée depuis une partie extérieure (31a) de la paroi de fond d'admission (31) située plus près d'un bord périphérique extérieur (2a) de la partie d’apex de piston (2), la paroi latérale extérieure d'admission (32) s'étendant sur la partie d’apex de piston (2) de manière à former une configuration en arc en saillie en direction du bord périphérique extérieur (2a) de la partie d’apex de piston (2), le procédé comprend :
    une étape de traitement de rugosification (S1) dans laquelle un traitement par grenaillage de précontrainte est exécuté sur une région du moule (101) correspondant à une partie intermédiaire (32a) dans une direction d'extension de la paroi latérale extérieure d'admission (32) ; et
    une étape de coulage (S2) dans laquelle la partie d’apex de piston (2) est façonnée par coulage au moyen du moule (101).
  2. Procédé de fabrication de piston de moteur à combustion interne (1) selon la revendication 1, dans lequel la partie d’apex de piston (2) comprend un retrait pour soupape d'échappement (4), le retrait pour soupape d'échappement présente : une paroi de fond d'échappement (41) formant au moins un fond de celui-ci ; et une paroi latérale extérieure d'échappement (42) s'élevant de manière effilée depuis une partie extérieure de la paroi de fond d'échappement (41) située plus près du bord périphérique extérieur (2a) de la partie d’apex de piston (2), la paroi latérale extérieure d'échappement (42) s'étendant sur la partie d’apex de piston (2) de manière à former une configuration en arc en saillie en direction du bord périphérique extérieur (2a) de la partie d’apex de piston (2), et dans l’étape de traitement de rugosification (S1), un traitement par grenaillage de précontrainte est exécuté sur une région du moule (101) correspondant à une partie intermédiaire (42a) dans une direction d'extension de la paroi latérale extérieure d'échappement (42).
  3. Procédé de fabrication de piston de moteur à combustion interne (1) selon la revendication 2, dans laquelle le traitement par grenaillage de précontrainte de l'étape de traitement de rugosification (S1) est exécuté sur des régions du moule (101) correspondant à l'ensemble des parties intermédiaires (32a, 42a) des parois latérales extérieures d’admission (32) et d'échappement (42).
  4. Procédé de fabrication de piston de moteur à combustion interne (1) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la partie d’apex de piston (2) présente une pluralité de retraits pour soupapes d'admission (3) et une pluralité de retraits pour soupapes d'échappement (4), la partie d’apex de piston (2) a : une paroi de liaison d'admission (5) reliant entre elles les parois latérales extérieures d'admission (32) de retraits pour soupapes d'admission (3) adjacents parmi la pluralité de retraits pour soupapes d'admission (3) ; et une paroi de liaison d'échappement (6) reliant entre elles les parois latérales extérieures d'échappement (42) de retraits pour soupapes d'échappement (4) adjacents parmi la pluralité de retraits pour soupapes d'échappement (4), et au cours de l'étape de traitement de rugosification (S1), le traitement par grenaillage de précontrainte est exécuté sur des régions du moule (101) correspondant aux parois de liaison d'admission (5) et d'échappement (6).
  5. Procédé de fabrication de piston de moteur à combustion interne (1) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le traitement par grenaillage de précontrainte de l'étape de traitement de rugosification (S1) confère une rugosité de surface de 20 μm à 50 μm Rzjis à la région du moule (101) sur lequel il est exécuté.
  6. Piston de moteur à combustion interne (1) façonné par coulage au moyen d'un moule (101), le piston de moteur à combustion interne comprenant une partie d’apex de piston (2) présentant un retrait pour soupape d'admission (3), dans lequel le retrait pour soupape d'admission présente : une paroi de fond d'admission (31) formant au moins un fond de celui-ci ; et une paroi latérale extérieure d'admission (32) s'élevant de manière effilée à partir d’une partie extérieure (31a) de la paroi de fond d'admission (31) située plus près d'un bord périphérique extérieur (2a) de la partie d’apex de piston (2), la paroi latérale extérieure d'admission (32) s'étendant sur la partie d’apex de piston (2) de manière à former une configuration en arc en saillie en direction du bord périphérique extérieur (2a) de la partie d’apex de piston (2), et la rugosité de surface d’une surface d'une partie intermédiaire (32a) dans une direction d'extension de la paroi latérale extérieure d'admission (32) est de 4 μm Ra ou moins.
  7. Piston de moteur à combustion interne (1) selon la revendication 6, dans lequel la partie d’apex de piston (2) comprend un retrait pour soupape d'échappement (4), le retrait pour soupape d'échappement présente : une paroi de fond d'échappement (41) formant au moins un fond de celui-ci ; et une paroi latérale extérieure d'échappement (42) s'élevant de manière effilée depuis une partie extérieure (41a) de la paroi de fond d'échappement (41) située plus près du bord périphérique extérieur (41a) de la partie d’apex de piston (2), la paroi latérale extérieure d'échappement (42) s'étendant sur la partie d’apex de piston (2) de manière à former une configuration en arc en saillie en direction du bord périphérique extérieur (2) de la partie d’apex de piston (2), et la rugosité de surface d’une surface d'une partie intermédiaire (42a) dans une direction d'extension de la paroi latérale extérieure d'échappement (42) est de 4 μm Ra ou moins.
  8. Piston de moteur à combustion interne (1) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel la rugosité de surface d'une surface dans chacune des parties intermédiaires (32a, 42a) des parois latérales extérieures d'admission (32) et d'échappement (42) est de 4 μm Ra ou moins.
  9. Piston de moteur à combustion interne (1) selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel la partie d’apex de piston (2) présente une pluralité de retraits pour soupapes d'admission (3) et une pluralité de retraits pour soupapes d'échappement (4), la partie d’apex de piston (2) a : une paroi de liaison d'admission (5) reliant entre elles les parois latérales extérieures d'admission (32) de retraits pour soupapes d'admission (3) adjacents parmi la pluralité de retraits pour soupapes d'admission (3) ; et une paroi de liaison d'échappement (6) reliant entre elles les parois latérales extérieures d'échappement (42) de retraits pour soupapes d'échappement (4) adjacents parmi la pluralité de retraits pour soupapes d'échappement (4), et la rugosité de surface d'une surface dans chacune des parois de liaison d'admission (5) et d'échappement (6) est de 4 μm Ra ou moins.
FR2004943A 2019-06-14 2020-05-18 Piston de moteur à combustion interne et procédé de fabrication de celui-ci Pending FR3097145A1 (fr)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-111201 2019-06-14
JP2019111201 2019-06-14
JP2019226475A JP7433581B2 (ja) 2019-06-14 2019-12-16 内燃機関用ピストン及びその製造方法
JP2019-226475 2019-12-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3097145A1 true FR3097145A1 (fr) 2020-12-18

Family

ID=73547217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2004943A Pending FR3097145A1 (fr) 2019-06-14 2020-05-18 Piston de moteur à combustion interne et procédé de fabrication de celui-ci

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020108615A1 (fr)
FR (1) FR3097145A1 (fr)

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020108615A1 (de) 2020-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2979261A1 (fr) Procede de realisation d'une surface a asperites destinee a recevoir un revetement de pulverisation thermique et surface resultante
FR2651452A1 (fr) Procede de fabrication d'une soupape.
FR2542372A1 (fr) Culbuteur et son procede de fabrication
FR2739311A1 (fr) Procede pour former par croissance sur une extremite d'un article un prolongement integre a cette extremite
CA2887335C (fr) Procede de fabrication d'au moins une piece metallique de turbomachine
FR3097145A1 (fr) Piston de moteur à combustion interne et procédé de fabrication de celui-ci
FR2515081A1 (fr) Moule pour coulee continue ayant des couches dissemblables de revetement en metal, et procede de production
CA3048544A1 (fr) Piston pour machine thermique, machine thermique comprenant un tel piston, et procedes
FR2775627A1 (fr) Procede pour la fabrication d'un piston pour moteur a combustion interne
FR2894402A1 (fr) Culasse d'une machine electrique tournante et procede de fabrication de celle-ci
JP7433581B2 (ja) 内燃機関用ピストン及びその製造方法
FR2993946A1 (fr) Procede de solidarisation de deux tubes coaxiaux
FR2787044A1 (fr) Procede de fabrication d'un bloc-cylindres en aluminium ou alliage d'aluminium pour un moteur a combustion interne
FR2977510B1 (fr) Noyau de fonderie, procede de fabrication d'une aube de turbine utilisant un tel noyau.
FR2481969A1 (fr) Procede de fabrication d'un cylindre bimetallique pour machine a pistons, cylindre bimetallique obtenu par ce procede, moule de fonderie pour la mise en oeuvre du procede et procede de fabrication dudit moule
EP1104846B1 (fr) Procédé de renforcement d'un piston de moteur à combustion interne et piston renforcé selon le procédé
WO2019202281A1 (fr) Procede de fabrication d'un element aubage metallique pour une turbomachine d'aeronef
WO2005097376A2 (fr) Moule pour la coulee d'un metal liquide et procede correspondant
EP1439301B1 (fr) Piston comportant un insert en alliage d'aluminium et procédé pour sa fabrication
CH366636A (fr) Organe de machine et procédé pour sa fabrication
FR3137006A1 (fr) Procede de fabrication d’une pluralite d’aubes de turbomachine
EP3936254A1 (fr) Porte-segment pour piston
BE892962A (fr) Moules pour la coulee continue de l'acier
EP2475480A1 (fr) Piston d'injection pour le moulage sous pression et procede de moulage
CH364589A (fr) Procédé de fabrication d'une pièce coulée présentant une couche de revêtement

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5