Un moteur monocylindre, qu'il soit à deux ou quatre temps, ou diésel, se compose d'un bloc cylindre central, d'une culasse généralement à ailettes pour un meilleur refroidissement et d'un carter, Ces pièces, séparées par des joints pour assurer une parfaite étanchéité, sont maintenues assemblées par des goujons qui au serrage compriment les joints, leur permettant d'assurer une parfaite étanchéité.
Un moteur à allumage commandé ou un Diesel monocylindre se composent le plus souvent de trois éléments superposés :
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la culasse,
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le bloc-cylindres,
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le carter (de haut en bas).
L'assemblage le plus fréquent se fait par de longs goujons, faisant office de colonnettes, vissés dans le bloc carter, dont la partie supérieure filetée reçoit les écrous qui bloquent les trois éléments les uns sur les autres, entre lesquels sont interposés des joints.
Ils doivent impérativement être changés chaque fois qu'on les démonte.
De plus en plus souvent, les joints sont remplacés par une pâte à joint qui se polymérise à la chaleur.
Moteur deux temps
Les
petits monocylindres deux temps compacts (ceux des tronçonneuses, par exemple) ne comportent souvent que deux éléments, l'absence de culbuterie permettant de se contenter d'un
cylindre borgne. Dans ce cas, le bloc cylindre-culasse, d'une seule pièce, est réalisé en alliage coulé ; il porte les ailettes de refroidissement.
Ce bloc est alors toujours chemisé : la chemise, en fonte spéciale, est emmanchée à la presse et ne peut pratiquement pas être changée, car il faut disposer d'un outillage très complexe permettant de chauffer le bloc tout en refroidissant la chemise avec un gaz liquéfié. Dans ce cas, le bloc cylindre-culasse est fixé sur le carter par quatre ou six vis. Sur les moteurs les plus simples, le plan de joint entre les deux éléments porte également les logements des roulements de l'arbre de vilebrequin.
L'étanchéité du joint doit être parfaite, car elle joue un rôle important dans le fonctionnement du moteur deux temps. Normalement, un pion de centrage empêche de remonter les deux éléments autrement que dans la position d'origine, laquelle définit la circulation des gaz dans les lumières. Sur les plus petits moteurs deux temps, le carburateur vient se fixer directement sur le bloc-carter. Ce type de construction réduit à deux le nombre de joints devant présenter une étanchéité parfaite.
Moteur quatre temps à essence
L'existence de la culbuterie empêche pratiquement de se contenter de deux éléments, avec cylindre percé borgne. En effet, les culbuteurs sont toujours fixés dans la culasse. Sur les moteurs les plus légers, culasse et bloc-cylindres, ainsi que carter, sont réalisés en alliage léger.
Quelques moteurs de puissance importante conservent encore un bloc-cylindres en fonte. Cette construction offre en outre l'avantage de permettre un échange de chemise plus facile, puisque chemise et bloc sont réalisés dans des matériaux présentant des coefficients de dilatation voisins ; ils sont donc assemblés par un simple emmanchement serré.
Mais on trouve aussi des
moteurs monocylindres sans chemise, où le cylindre est directement percé à l'intérieur du bloc. Le principe général de construction consiste à utiliser le bloc-cylindres comme élément d'assemblage, la culasse et le carter venant s'y rapporter par des fixations à goujons.
Sur certaines machines récentes, on a simplifié cette construction en coulant d'un seul bloc l'ensemble cylindre et carter de vilebrequin (c'est le cas par exemple, des moteurs Honda). Un couvercle fixé par vis permet d'accéder au vilebrequin. Il est placé en biais de façon à permettre l'extraction de l'ensemble piston-bielle par le bas.
Cette construction permet de rénover un moteur ayant perdu ses compressions avec un minimum de démontages.
Moteur Diesel
Le
taux de compression très élevé du moteur Diesel impose une construction plus robuste. La température en fin de combustion empêche souvent d'employer l'alliage léger pour le bloc-cylindres, à moins de recourir à un solide chemisage du cylindre.
En pratique, seuls les monocylindres Diesel conservent un bloc en fonte. Celle-ci offre en outre l'avantage d'une meilleure absorption des vibrations. La fixation de la culasse sur le bloc s'effectue toujours à l'aide de solides goujons. Les joints de culasse en matériau bi-métal se généralisent, car il permet une pression de serrage plus forte. Sur les monocylindres Diesel, on trouve souvent un bossage muni d'ailettes très fines, qui reçoit le
siège de l'injecteur ; cet élément est en effet soumis à des températures et des pressions extrêmes, et sa surchauffe peut le détériorer rapidement.
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