Piston

Plus s?ieusement nous allons aborder dans cette page la technologie des pistons, ??ents essentiels ?l'obtention de bonnes performances sur nos moteurs favoris. Plus que sur les bi ou multicylindres, la piston prend une importance toute particuli?e sur un monocylindre pour plusieurs raisons :

	Il est unique, de fort al?age et donc encaisse la totalit?des efforts dus ?l'explosion, explosion g??ant beaucoup d'?ergie en raison du volume important de gaz produits.
	Du fait de son diam?re important il se dilate plus qu'un piston de plus faible al?age. Il faut savoir qu'un m?al qui chauffe se d?orme et surtout s'allonge. Son allongement est proportionnel ?la temp?ature (ce qui explique le ph?om?e de "serrage" si le jeu cylindre-piston devient trop faible). Pour une temp?ature donn? et stable, l'allongement est constant pour une longueur donn?. Plus simplement, si l'allongement atteint 1% (valeur exemple, la v?it?est bien plus faible) sur un piston de 10mm de diam?re, le diam?re du piston dilat?sera de 10mm + 1% soit 10,1mm. Tout cela pour vous dire que si le diam?re du piston est deux fois plus fort, la dilatation sera deux fois plus importante etc...
	Toujours ?cause de son fort al?age, un gros piston a du mal ??acuer la chaleur. Voyons pourquoi. Un piston ?imine la chaleur par son contact avec le cylindre (segments). Les calories diffusent du piston vers la paroi du cylindre, se propagent dans l'?aisseur du cylindre et sont dissip? soit dans les ailettes (moteur refroidi par air), soit dans le liquide de refroidissement (moteur refroidi par eau). Une fois que la temp?ature est stabilis?, il r?ne un ?uilibre entre la quantit?de chaleur produite par la combustion et la quantit??imin? par le syst?e de refroidissement. Le centre de la calotte du piston est par d?inition l'endroit le plus chaud (cela ne vous surprendra pas). Pour refroidir cette zone critique, il n'existe qu'une seule possibilit?physique : la chaleur doit s'?iminer par la p?iph?ie du piston comme dit dans le d?ut de ce paragraphe. Eh bien plus le piston poss?e un al?age important et plus cet ?hange est long (la chaleur doit en effet parcourir une distance plus longue). Voila vous savez tout et vous comprenez maintenant pourquoi, en toute th?rie, tous les gromonos devraient ?re refroidis par liquide.

Maintenant que nous avons vu la probl?atique de tout gros piston qui se respecte, abordons les diff?entes parties qui composent un piston.

1 : La calotte, ?entuellement creus? pour laisser passer les tulipes des soupapes
2 : La jupe, qui sert ?assurer le guidage du piston dans le cylindre
3 : L'axe, qui assure la jonction du piston avec la bielle (pied de bielle)
4 : La segmentation, qui assure l'?anch?t?entre le haut moteur (partie thermique) et le bas moteur (carters)

Nous ne d?aillerons pas plus les choses (?moins que vous ne me le demandiez par mail) car cela suffit pour comprendre la suite et le site n'a pas pour but de vous faire un cours de m?allurgie.

1) En quoi sont fabriqu? piston, segments et axes, et pourquoi ?
-le piston : il doit poss?er des quantit? contradictoires. Il doit poss?er des qualit? de r?istance m?anique et de r?istance thermique. Ces propri?? ne sont pas faciles ?obtenir simultan?ent. La r?istance m?anique doit faire appel ?des alliages m?alliques, mes ces alliages sont sensibles ?la dilatation. La r?istance thermique s'obtient avec des mat?iaux plut? proches de la c?amique qui, je vous le rappelle, ne conduit pas la chaleur et poss?e des propri?? isolantes. Le probl?e des c?amiques repose sur leur faible r?istance aux efforts m?aniques (elle casse et se fend en cas de gros choc).
Il faut donc un mat?iau se dilatant peu, ?acuant la chaleur, r?istant aux efforts m?aniques et aux fortes acc??ations/ralentissement lors du passage des points mort haut et point mort bas. Certains se sont essay? ?la r?lisation de pistons en alliage m?allique munis d'une calotte (ou t?e de piston) en c?amique. Id?le sur le papier, cette solution n'a jamais convaincu en raison des difficult? de r?liser un tel piston car la c?amique ne se dilate pas, contrairement au reste du piston et les 2 composants se d?olidarisent.
Alors dans la pratique, les pistons traditionnels sont r?lis? en alliage d'aluminium hypersilici? Nous avons toujours affaire ?un alliage m?allique, mais reconnaissons qu'avec un fort taux de silicium, nous nous rapprochons pas mal d'une c?amique. Avec ce compromis, la r?istance aux efforts m?aniques et thermiques est satisfaisante puisque cette technologie est aujourd'hui retenue par la quasi totalit?des constructeurs.
Note pour les m?aniciens qui changent leur piston : un cylindre chemis?et un cylindre trait?(type nickasil) ne doivent pas toujours recevoir les m?e pistons.

- les segments : ils peuvent ?re au nombre de 3 sur les moteurs traditionnels ou bien parfois 2 sur les pistons racing. Ils ont la forme d'anneaux m?alliques ouverts et se logent dans des logements usin? en dessous de la calotte de piston. Ces logements se nomment "gorges de segments". Fabriqu? en acier et rev?us sur leur surface de frottement de traitements de surface sp?iaux, leur r?e consiste ?assurer l'?anch?t?entre le haut et le bas moteur. Peu spectaculaires, les segments n'attirent pas l'attention, cependant sachez que leur technologie est quelque chose de tr? pouss? Imaginez quelle soit ?re leur r?istance pour rester ?anches et tenir le choc apr? des millions d'allers et retours dans le cylindre. Tout ceci ?haute temp?ature bien ?idemment. Saviez vous par ailleurs que le piston ?imine sa chaleur vers le cylindre par l'interm?iaire de la segmentation ??? La prochaine fois que vous aurez des segments dans la main, versez une petite larme en pensant ?leur triste vie...
Les segments ne sont pas ferm? car il faut bien un peu de jeu pour compenser leur allongement. La discontinuit?des segments se nomme "la coupe". D'ou l'expression "mesurer le jeu ?la coupe des segments". Cette valeur doit ?re comprise entre des valeurs mini et maxi sp?ifiques de chaque moteur. Les segments poss?ent ?alement un l?er jeu vertical de fonctionnement dans leur gorge, il s'agit du "jeu ?la gorge" (du segment). Nous finirons par quelques conseils.

Les segments d'un piston coul?et d'un piston forg?ne sont pas toujours identiques

Les segments d'un piston pour cylindre chemis?et ceux d'un cylindre trait?sont en g??al diff?ents.

Les segments sont tr? fragiles et peuvent casser au montage (y aller sur des oeufs !) d'ou l'int?? de les monter sur le piston avant de placer le piston sur la bielle (mais c'est une question de go? et certains m?anos pr??ent le faire apr?, en bouchant bien les carters avec un chiffon afin d'?iter qu'un bout de segment ne tombe dans le carter car pour le rattraper apr?....)
Les segments sont de trois types avec des propri?? diff?entes.
Le premier (plac?en haut du piston, juste sous la calotte) = segment pare-feu (protection des 2 autres)
Le second (plac?en position centrale par rapport aux deux autres) = segment d'?anch?t?/font>
Le troisi?e (plac?le plus bas) = segment racleur (ram?e l'huile des parois du cylindre vers le bas moteur)

2) Quelle est la diff?ence entre un piston traditionnel (piston coul? et un piston racing (piston forg? ?
Question tr? int?essante car tout possesseur de gromono sera un jour tent?par cette op?ation ?laquelle il faut pourtant ben r?l?hir. Voyons ensemble pourquoi.

Un piston traditionnel (piston standard) est fabriqu?par coulage de l'alliage d'aluminium hypersilici?dans un moule. Apr? de nombreuses op?ations de rectification il aura l'aspect que vous connaissez tous et dont une illustration figure en haut de la page. Le piston a donc une certaine densit?et des qualit? m?aniques donn?s.

Un piston forg?est fabriqu?non pas par moulage mais par matri?ge ?l'aide d'une ?orme presse (ou marteau pilon). Il est ?alement rectifi? ensuite et ressemble ?un autre piston. A l'�il, pour un d?utant, rien ne le diff?encie d'un piston moul? Sa diff?ence repose sur sa densit? En effet au niveau mol?ulaire, la pression a oblig?les composants de l'alliage ?s'arranger diff?emment. Bref, en gros, un piston forg?est bien plus r?istant aux efforts m?aniques et tient bien mieux le choc, c'est pourquoi tous les moteurs de course sont en g??al ?uip? de pistons forg?. Mais contrairement ?ce que certains pensent, ?alliage identique, un piston forg?ne se dilate pas plus (mais pas moins) qu'un piston coul? La diff?ence est donc une meilleure r?istance m?anique.

3) Comment savoir si un piston est encore bon ou bien ?changer ?
Facile. Si lors du d?ontage il ressemble ?un morceau de m?al noirci, vous pouvez ?re s? qu'il est naze. Plus s?ieusement sa calotte peut ?re noire ou brune, et en principe, ?sa surface, il ne doit pas y avoir de traces de grippage, de rayures, ni de traces noires, ce qui signifierait que les segments ne sont plus ?anches (une partie des gaz passe vers le bas moteur).

L'?at du piston ne se prend en compte qu'avec le cylindre correspondant. Le facteur important ?prendre en compte est le jeu cylindre/piston. Variable d'un moteur ?l'autre (et surtout d'un diam?re de piston ?l'autre) il vaut environ quelques centi?es de mm. Par exemple sur mon 600 XR, lors de mon r?l?age nous avons opt?pour 5 centi?es de mm, valeur ni trop grande, ni trop petite, mais suivie d'un rodage hyper soigneux de 3000 Km environ (avec surveillance de la temp?ature d'huile, maintenue au dessous de 120?C pendant les 1000 premiers Km).

En fonction de votre moteur, le constructeur recommande une valeur nominale. Avec un piston d'origine, vous pouvez ?entuellement monter un peu plus serr?mais il faudra fignoler le rodage. Avantage : avec un jeu r?uit, votre piston sera mieux guid?et vous ferez des Km. Inconv?ient : en d?ut de rodage, en cas de surchauffe vous risquerez le serrage Pour cette raison, afin d'?iter tout probl?e avec les clients, les ateliers de m?anique sont assez peu favorables ?une diminution de jeu. Si vous avez des besoins particuliers, entretenez vous et discutez bien avec le chef d'atelier pour trouver la solution ?votre besoin particulier.

Pour d?erminer le jeu cylindre piston il faut mesurer le diam?re ext?ieur du piston et le diam?re int?ieur du cylindre (simple non ?). Pour chaque composant il faut effectuer 12 mesures de diam?re selon le diagramme suivant :

Face avant haut Face avant milieu Face avant bas Face arri?e haut Face arri?e milieu Face arri?e bas Cot?droit haut Cot?droit milieu Cot?droit bas Cot?gauche haut Cot?gauche milieu Cot? gauche bas	Cylindre	Piston
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4) Le poids d'un piston est-il un point ?consid?er lors de son changement pour une marque diff?ente de l'origine ?
Absolument, car m?e si votre moteur est ?uilibr?par des balanciers d'?uilibrage, ceux-ci sont calcul? pour que la force qu'ils exercent contrebalance celle engendr? par l'?uipage mobile (bielle et piston). Le calcul en usine sera le r?ultat d'une

5) Que faire d'un piston usag? dit "hors c?es" ? Compte tenu de la taille et du poids d'un piston de gromono, je vous d?onseille la bague et les boucles d'oreilles... Si vous ?es n?nmoins tr? attach??cette pi?e qui, durant des milliers de kilom?res, aura battu au rythme de votre coeur (je suis trop romantique) alors passez la au polish afin de la rendre brillante, retournez la sur une table et vous aurez un cendrier tr? design...