L'équipage mobile d'un moteur à mouvement alternatif est formé du piston et de sa bielle. Ces composants essentiels supportent les contraintes intenses de la compression et de l'explosion du mélange air-carburant. (Photo non contractuelle, illustration indicative.)
Le piston et la bielle doivent résister non seulement à la compression, mais aussi à la flexion due aux efforts latéraux générés par la rotation du vilebrequin. De plus, cet équipage mobile doit présenter une inertie minimale, car il inverse brutalement sa direction à chaque demi-tour de vilebrequin. C'est pourquoi le piston, et désormais souvent la bielle, sont fabriqués en alliages légers pour optimiser les performances.
Piston
Dans les
petits moteurs monocylindres, le
piston est réalisé en alliage léger, parfois renforcé à sa tête par un insert en fonte pour résister aux températures extrêmes. Il est creux afin de réduire son inertie. Des bossages intègrent l'alésage du piston, où s'insère l'axe. Sur les petits monocylindres, cet axe est généralement
flottant, retenu par deux circlips.
L'
étanchéité est assurée par les
segments : anneaux en fonte légèrement supérieurs au diamètre du cylindre, fendus pour une élasticité optimale qui épouse parfaitement les parois.
Logés dans des gorges du piston, du haut vers le bas : un segment de compression (« coup de feu »), un ou plusieurs segments d'étanchéité, et un segment racleur. Ce dernier, dans une gorge percée, empêche l'huile de remonter et la renvoie sous le piston.
Sur certains monocylindres 2 temps, seuls deux segments sont utilisés, le racleur étant superflu.
Bielle
La bielle relie le piston au vilebrequin et se compose de :
- le pied, de petit diamètre, monté sur l'axe de piston ;
- le corps, de section en I ;
- la tête, de grand diamètre, portant sur le maneton du vilebrequin.
Sur les petits monocylindres, le
pied est rarement biparti, utilisant un
axe flottant. Les axes emmanchés se limitent aux Diesel. La
tête de bielle, souvent bipartie avec un
chapeau fixé par boulons, intègre des demi-coussinets. À haut régime, des roulements à aiguilles sont employés.
La plupart des bielles sont en fonte ; certaines en alliage léger ou acier matricé pour les Diesel. Sur les outils de jardinage, les bielles monoblocs prédominent, avec un faux vilebrequin facilitant le démontage.
L'équilibrage de l'équipage mobile est automatisé en usine par perçage de la masselotte du vilebrequin. Tout remplacement nécessite un rééquilibrage professionnel.
Sur les Diesel puissants refroidis par air, l'huile arrose l'intérieur de la jupe du piston via un ajutage.
Une
usure des coussinets augmente le jeu à la
tête de bielle, provoquant un cognement. Ignorée, elle mène à la destruction du moteur.
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