Tout ce que vous devez savoir sur le piston automobile

Dans un moteur à combustion interne, un piston est l'un des plus grands composants qui aident au fonctionnement du cycle de combustion. La partie moteur est enfermée dans un bloc-cylindres qui utilise un segment de piston pour ne laisser aucun espace pour l'échappement des gaz.

Les pistons contribuent à la transformation de l'énergie thermique en travail mécanique et vice versa. Il se déplace vers le haut et vers le bas à l'intérieur du cylindre afin de se dilater et de contracter le mélange air-carburant. Pour cette raison, un piston est inévitable dans un moteur à combustion interne.

Aujourd'hui, nous allons examiner la définition, les fonctions, le fonctionnement, les types, les pièces, les matériaux et le schéma d'un piston automobile.

Lire :Composants d'un moteur automobile

Qu'est-ce qu'un piston ?

Un piston est un dispositif mécanique qui se déplace vers le haut pour comprimer le gaz et vers le bas en raison de l'explosion dans un cylindre afin de transformer l'énergie thermique en travail mécanique.

Un piston suit un processus cyclique pour la poursuite du processus de conversion de la chaleur. le processus est réalisé de trois manières :

• Fournir de la chaleur au gaz à l'intérieur du cylindre pour le travail utile
• Enlever la chaleur du cylindre afin de diminuer la pression, de sorte que le gaz puisse être facilement comprimé.
• Appliquer du travail sur le piston lorsqu'il est dans son état initial, prêt à effectuer à nouveau le cycle.

Fonctions d'un piston dans les moteurs à combustion interne

Les pistons jouent un rôle vital dans un moteur automobile, y compris le moteur à essence à allumage par étincelle et le moteur diesel à allumage par compression. Ces deux processus de moteur à combustion interne sont différents, mais ils utilisent un piston pour leurs processus. Ci-dessous les fonctions du piston sur moteur automobile :

• La fonction principale du piston est de transférer la force de sortie d'une petite explosion de gaz dans le cylindre à un vilebrequin. Cela fournit un moment de rotation à un volant d'inertie.
• Il avance afin que les gaz puissent être comprimés et qu'une explosion puisse se produire lors du mouvement de recul.
• Le piston contient un axe appelé axe de piston, il permet au gaz de la chambre de s'échapper.
• Une bielle fixée au fond du piston permet de transférer le travail mécanique.
• Les pistons aident à transporter le mélange air-carburant pendant la période du cycle de combustion.
• Les pistons facilitent le contrôle du débit d'huile dans les parois du cylindre à l'aide de la bague de contrôle d'huile.

Comment fonctionne un piston ?

En vous demandant comment fonctionne un piston, vous serez exposé à l'ensemble du principe de fonctionnement du moteur à combustion interne. C'est parce que le piston fait le gros du travail pendant le cycle à quatre temps.

Comme mentionné précédemment, un moteur à combustion interne est de deux types et ils fonctionnent de deux manières différentes. L'un d'eux fonctionne avec une bougie d'allumage, d'où son nom de "moteur à allumage par étincelle" et l'autre "moteur à allumage par compression". Leur fonctionnement est assez différent. Eh bien, le fonctionnement de ce moteur a été couvert dans un autre article.

Lire :Applications du moteur diesel

La vidéo ci-dessous contient le fonctionnement d'un piston dans une combustion interne en gin:

Matériau des pistons

La fonte est le premier matériau utilisé pour fabriquer des pistons. Cependant le moteur moderne bénéficie de matériaux plus légers pour l'équilibrage du moteur. De bons pistons doivent pouvoir résister aux températures de combustion du moteur. Des alliages tels que les alliages Y et l'hiduminium sont spécifiquement utilisés pour obtenir de telles propriétés.

Les pistons sont fabriqués à partir d'alliages d'aluminium avec un procédé de coulée. Certains pistons utilisés dans les véhicules de course nécessitent une meilleure résistance et une meilleure résistance à la fatigue, c'est pourquoi ils sont forgés.

Les pistons à billettes sont également utilisés dans les moteurs de course car ils ne dépendent pas de la taille et de l'architecture des pièces forgées disponibles, ce qui fait que la conception change à la dernière minute. Bien qu'il ne soit généralement pas visible à l'œil nu.

ci-dessous le schéma d'un piston :

Principales pièces des pistons et leurs fonctions

Vous trouverez ci-dessous les explications des principales parties du piston :

Jupe de piston :

Une jupe de piston est un matériau cylindrique fixé sur la partie ronde d'un piston. Il est généralement fabriqué en fonte pour résister à l'usure et à ses propriétés autolubrifiantes. Il y a des rainures sur la jupe qui permettent aux segments de piston de s'asseoir parfaitement. La fonction de la jupe du piston est de monter et descendre dans le cylindre.

Segments de piston :

Les segments de piston sont les morceaux de segments fendus qui sont montés sur une zone évidée du piston. Il y a généralement trois segments de piston dans un moteur. Parfois, l'anneau peut en être un, selon le type de moteur.

Roulements de piston :

Les roulements sont d'excellentes pièces de piston qui contribuent à l'efficacité du mouvement. Il est situé aux points où se produit la rotation pivot. Ces roulements sont généralement des pièces métalliques semi-circulaires qui s'insèrent dans les alésages de ces pointes.

Axe de piston :

L'axe de piston est une pièce de piston également connue sous le nom d'axe de poignet ou d'axe de piston. Cette goupille est l'arbre creux ou plein dans la section de la jupe. Une tige de piston pivote sur cet axe, maintenue dans la bague de segment de piston. La fonction de l'axe de piston est d'offrir un support de palier afin que le piston puisse fonctionner correctement.

Tête de piston :

Cette partie d'un piston est également connue sous le nom de couronne ou de dôme, qui est la surface supérieure. C'est la partie qui entre en contact avec les gaz de combustion, ce qui lui fait subir une température extrêmement élevée. La fonction du piston est de recevoir les pressions, températures et autres contraintes du gaz en expansion.

Boulon de bielle :

Une autre pièce de piston qui ne peut pas être laissée de côté est le boulon de bielle. Il sert à monter la bielle sur le vilebrequin. Il y a des capuchons de tige et un roulement à l'extrémité inférieure des boulons de tige. Un écrou est ensuite utilisé pour verrouiller les composants avec le boulon.

Bielle :

Une bielle est l'une des principales parties du piston le plus souvent raccourcie en bielle ou bielle. Il relie le piston au vilebrequin du moteur et permet le mouvement du piston dans la chambre. Le composant est conçu pour supporter des contraintes mécaniques, c'est pourquoi il est suffisamment robuste. Les pièces du piston sont fabriquées à partir de processus de forgeage et parfois de moulage.

Lire :Moteur à quatre temps :tout ce que vous devez savoir

Types de pistons

Voici les trois types de pistons :

Pistons plats : un piston plat a la forme d'une assiette avec des bords extérieurs légèrement recourbés. C'est facile et simple et cela pose moins de problèmes aux ingénieurs. Il est souvent utilisé dans les applications boostées qui ne nécessitent pas d'arbre à cames à haute levée ni de taux de compression élevé.

Pistons à tête plate : le type de piston à dessus plat a un sommet plat. Il a la plus petite surface d'espace, ce qui donne la possibilité de créer le plus de force. Il est parfait pour créer une combustion efficace.

Les pistons à sommet plat créent une forte explosion dans la chambre, mais la compression peut être trop importante pour les petites chambres de combustion.

Pistons à dôme : le concept de pistons plats est tout à fait opposé au type plat. La bulle du milieu afin d'augmenter la surface laissée sur le dessus du piston. Eh bien, plus de surface signifie moins de compression, tandis que plus de compression indique plus de force créée.

La chambre de combustion a une limite supérieure qu'elle peut gérer, donc la réduction du taux de compression est la meilleure option pour empêcher le moteur de tomber en panne.

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Problème de piston courant

Le problème de développement du piston n'est rien de moins que la fissure. Cette fissure se produit sur le dessus d'une tête de piston appelée couronne. Il est généralement causé par une compression excessive ou un calage d'allumage trop avancé en raison de la pression de combustion dans les moteurs à essence. La tête de piston se fissure car elle fonctionne en dehors de la pression censée fonctionner.

Dans un moteur diesel, le piston développe des problèmes par une condition connue sous le nom de fatigue thermique. La fatigue thermique se produit lorsqu'un moteur fonctionne sous une charge lourde avec une charge légère. Ces changements drastiques constants de la température de combustion entraînent soudainement des fissures thermiques de la tête de piston.

Des fissures se produisent également dans la jupe du piston en raison de la charge excessive constante du moteur et de la fatigue liée au kilométrage élevé. Dans certaines situations, la conception du piston en est la cause. La plupart du temps, le fabricant corrige ce dernier en fournissant une pièce remplacée.

La jupe de piston peut encore se fissurer au début d'un moteur réparé lorsque le piston n'est pas correctement monté sur les tiges. Cela provoque des fractures de stress, qui provoquent une grave fissure sur la jupe.

Lire : Comment fonctionne le moteur d'une automobile

Voilà pour cet article qui met en lumière la définition, le fonctionnement, les pièces, les types, la matière, le problème d'un piston. J'espère que la connaissance est atteinte si c'est le cas, faites part de votre pensée et n'oubliez pas de partager. Merci !