L'équipage mobile d'un moteur à mouvement alternatif se compose du piston et de sa bielle. Il supporte les efforts résultant de la compression et de l'explosion du mélange air-carburant. (Photo non contractuelle, ne reflète pas forcément le dessin)
S'il doit être résistant à la compression, il doit aussi l'être à la flexion induite par les efforts latéraux résultant du mouvement rotatif du vilebrequin.
De plus, « l'équipage » doit présenter l'inertie la plus faible possible, car il change brutalement de direction à chaque demi-tour de vilebrequin. On s'efforce donc de réaliser le piston, et même maintenant la bielle, dans un alliage léger.
Piston
Les
petits monocylindres sont équipés d'un
piston en alliage léger, parfois muni, à la partie supérieure (la tête), d'un insert en fonte couvrant la partie exposée aux plus hautes températures. Le piston est creux, pour réduire son inertie. Des bossages portent l'alésage où vient se loger l'axe. Dans certains cas il est emmanché dans les portées du piston mais sur les petits monocylindres, il est le plus souvent flottant : il est alors maintenu en place par deux circlips.
L'étanchéité du piston dans le cylindre est assurée par les
segments, anneaux de fonte d'un diamètre légèrement supérieur à celui de l'alésage du cylindre, portant une fente (ou bec) qui leur donne l'élasticité nécessaire pour bien épouser l'alésage.
Les segments sont logés dans des gorges ménagées dans le piston. On trouve normalement, en partant de la tête du piston vers le bas : un segment « coup de feu », un ou plusieurs segments d'étanchéité et un segment racleur. Ce dernier, logé dans une gorge munie de perçages, empêche l'huile de remonter sur la tête du piston et la renvoie sous le piston.
Sur certains petits monocylindres deux temps, il n'y a que deux segments, le segment racleur étant inutile.
Bielle
Reliant le piston au vilebrequin, la bielle se compose de trois parties :
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le pied, de petit diamètre, porté sur l'axe de piston ;
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le corps, de section en l ;
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la tête, de grand diamètre qui porte sur le maneton du vilebrequin.
Sur les petits monocylindres, il est rare que le
pied soit en deux parties, car il est généralement monté sur un
axe flottant. Le montage sur axe emmanché n'est plus guère employé que pour les Diesel, lorsqu'il s'agit de monocylindres, la tête de bielle est souvent encore en deux parties ; l'élément démontable – le
chapeau – étant fixé par boulons ou goujons. L'alésage de la tête de bielle maintient les deux demi-coussinets. Sur les moteurs tournant à très haut régime, on trouve des têtes de bielle montées sur roulements à aiguilles.
Les bielles de la grande majorité des monocylindres deux ou quatre temps sont réalisées en fonte, mais quelques moteurs sont équipés d'une bielle en alliage léger matricé. Les moteurs Diesel utilisent plus souvent une bielle en acier matricé.
On monte de plus en plus souvent des bielles monobloc sur les petits monocylindres employés pour l'outillage de jardinage et de bricolage. Il faut donc trouver un moyen simple pour passer la tête de bielle sur le maneton du vilebrequin. S'il s'agit d'un vilebrequin classique, où la tête de bielle tourne entre deux joues, elle est montée sur un axe emmanché dans celles-ci. Mais les constructeurs préfèrent recourir au système du faux vilebrequin, constitué, en fait, d'un axe portant à l'une de ses extrémités un flasque sur lequel est usiné un maneton excentré. Dans ce cas, la bielle s'extrait aisément du maneton. Ce montage impose un assemblage de l'équipage mobile dans le bloc-cylindres permettant de sortir l'ensemble bielle et piston par le bas.
L'équilibrage de l'équipage mobile sur son vilebrequin est réalisé par des machines automatisées en usine, par perçage de trous dans la masselotte d'équilibrage de la joue de vilebrequin (à l'opposé de l'axe de bielle). Il n'est donc pas possible de changer un ensemble d'équipage mobile sans procéder à un rééquilibrage, ce qui ne peut être effectué que dans un atelier spécialisé.
Sur les Diesel monocylindres les plus puissants, refroidis par air forcé, on améliore le refroidissement du piston en arrosant l'intérieur de sa jupe d'huile, projetée depuis le carter par un petit ajutage.
Si
le coulage de la bielle (c'est-à-dire la fusion du métal antifriction qui recouvrait autrefois l'intérieur de la tête de bielle et du chapeau) ne se produit plus,
l'usure des coussinets ou des roulements peut entraîner un
accroissement du jeu entre la bielle et le vilebrequin, ce qui se traduit par un cognement caractéristique du moteur.
Si l'on n'y remédie pas rapidement, ce jeu ne peut que s'accroître, causant la destruction du moteur.
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