Piston en aluminium renforcé

La société Federal-Mogul a développé un piston en aluminium renforcé avec des fibres au niveau du bol. Cette innovation permettrait de multiplier par quatre la durée de vie du piston.

Le contexte
Le downsizing, qui est l’une des voies privilégiées de réduction de la consommation et des émissions de CO2 du moteur thermique, permet aujourd’hui de proposer des moteurs capables de délivrer plus de 70 kW par litre de cylindrée. Cette puissance impose des pressions et des températures pouvant atteindre 200 bars et 400°C sur les pistons.

Piston DuraBowl de Federal-Mogul

Sous ces fortes contraintes, les rebords du bol du piston ont tendance à se fissurer. Cette faiblesse est due à la présence de particules de silicium primaire libre dans la matrice d'aluminium. Le silicium est un constituant essentiel de l'alliage d'aluminium, réduisant la dilatation et favorisant la coulabilité, il peut ne donc pas être éliminé. Cependant, sa dilatation 8 fois inférieure à celle de l’aluminium est la cause de ces fissures.

L'innovation
Federal-Mogul a développé une évolution de sa gamme de pistons DuraBowl qui intègre des fibres de renfort au niveau du bol. Ce renfort est inséré uniquement après la fonderie et l’usinage du piston. Le bol est ensuite refondu sur son pourtour, pour que l’alliage s’infiltre dans les fibres lors de la coulée, puis à nouveau usiné. Par ailleurs, la taille des particules de silicium sont dans ce cas dix fois plus petites.

Selon Frank Doernenburg, directeur de la technologie pistons et axes chez Federal-Mogul : « Une estimation prudente est une amélioration par quatre de la vie d'un piston fonte qui souffre de fissures sur le rebord du bol ». Ce processus est déjà employé sur un moteur Diesel haute performance récemment lancé.

Source : www.auto-innovations.com