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Un piston refroidi par galerie pour les moteurs essence présenté par Federal-Mogul
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Un piston refroidi par galerie pour les moteurs essence présenté par Federal-Mogul

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La division Powertrain de Federal-Mogul Corporation a présenté un nouveau piston Elastothermique, conçu pour les moteurs essence downsizés de prochaine génération. Il permet aux fabricants de véhicules d’augmenter encore la densité de puissance et le taux de compression sans compromettre le brio ou la durabilité. Le nouveau piston combine la faible masse et les faibles frottements de son architecture de base « Elastoval » avec une amélioration de la conception de la galerie de refroidissement située plus haut dans la tête du piston. La nouvelle conception permet une diminution de la température de la tête de piston, ce qui réduit le risque d’auto-allumage, ou « cliquetis », dans les moteurs où la combustion comporte de fortes pressions et températures, tout en maintenant une résistance structurelle élevée.

« Les fabricants de moteurs continuent d’utiliser des niveaux plus élevés de suralimentation pour améliorer les émissions de CO2, la consommation de carburant et les performances », a déclaré Gian Maria Olivetti, Chief Technology Officer, Federal-Mogul Powertrain. « Notre nouveau piston Elastothermique refroidi par galerie permet à ces moteurs essence downsizés de fonctionner à des niveaux de puissance et des taux de compression plus élevés avec de faibles impact sur les NVH et la durabilité. »

CAO d'un piston refroidi par galerie Federal-Mogul
Piston élastothermique refroidi par galerie Piston Federal-Mogul élastothermique refroidi par galerie

Le piston Elastothermique est une étape dans le développement continu des architectures de piston Elastoval de la société pour les moteurs à essence. Elastoval est caractérisé par la réduction des écarts entre les bossages et une plus petite distance entre les deux panneaux latéraux, qui ont une épaisseur minimum de 2,5 mm. Dans la plupart des cas, une structure à bossage convexe est utilisée, avec des poches d’allègement optionnelles dans la direction de l’axe du piston.

Les tests ont montré que la galerie du piston Elastothermique permet de réduire la température de la tête de piston de 25 à 30 Kelvin. Le refroidissement de la tête et du premier segment (dit coupe-feux) autorise les ingénieurs à calibrer le moteur pour plus de puissance, de couple et d’économies de carburant tout en réduisant les compromis de calibration dus à l’apparition du cliquetis. Il permet également la conception et le développement de futurs moteurs avec des puissances spécifiques élevées.

Le piston Elastothermique diminue également la température de la première gorge de segment de 60 ° C pour une température en dessous de 250 ° C, ce qui réduit les dépôts de carbone et le gommage des segments, aidant à maintenir une consommation d’huile basse et une bonne étanchéité. La température de fonctionnement plus basse améliore également la résistance aux rayures, autorisant le choix de solutions plus rentables pour les segments et les tolérances des gorges. La diminution du cliquetis diminue également l’usure et la déformation de la première gorge.

« La température de la tête de piston est un facteur clé dans la durabilité du piston et les améliorations des économies de carburant qui peuvent être obtenues par le downsizing », a déclaré Arnd Baberg, ingénieur en chef, Piston Product Engineering, Federal-Mogul Powertrain. « La masse plus faible et les plus petites sections de pistons des moteurs essence rendent l’intégration des galeries de refroidissement beaucoup plus difficile que dans les pistons diesel. Les moyens et l’expertise de production Federal-Mogul nous ont permis de développer des procédés de moulage plus précisément contrôlés qui produisent des pistons légers, à haute résistance, et équipés de galeries ».

Les constructeurs automobiles en Asie, en Amérique du Nord et en Europe sont en train de développer des moteurs avec ce nouveau type de piston qui a été conçu dans le centre R & D Federal Mogul de Nuremberg, en Allemagne. La production devrait commencer en 2013 et Federal-Mogul présentera sa technologie de piston Elastothermique au Salon IAA de Francfort à partir du 10 septembre 2013.

Source : Federal-Mogul
L’avis de Romain :

Les ingénieurs repoussent les limites thermiques et mécaniques des matériaux à la fois pour les moteurs essence et diesel. Je m’attends à ce que les moteurs essence atteignent des pressions cylindres maximum équivalentes à celles des moteurs diesel d’aujourd’hui dans les 10 prochaines années. Pensez-vous que les coûts des moteurs à essence seront maintenus en dessous de ceux des moteurs diesel en dépit de cette tendance au downsizing extrême ?

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