Un piston comprime le mélange air / carburant, qui est ensuite allumé par la bougie. L'explosion qui s'ensuit force violemment le piston vers le bas, ce qui fait tourner la manivelle. Le mouvement rotatif passe par la manivelle à l'embrayage, à la transmission, au pignon, à la roue arrière. Le résultat final du piston étant poussé vers le bas par l'expansion des gaz brûlants est un mouvement vers l'avant. Puis, comme vous vous en doutez, il est repoussé vers le haut par le mouvement circulaire de la manivelle - où il est accueilli par une autre explosion.

TOUS LES PISTONS SONT-ILS MOULÉS?

Non, mais la coulée est le moyen le plus simple et le moins cher de fabriquer un piston. Pour former un piston coulé, un mélange exclusif d'alliage d'aluminium fondu est versé dans une forme. Une fois qu'il est froid, un piston presque intact sort du moule. Les dernières étapes comprennent l'usinage de la tour de broche et de la bague.

QUELS SONT LES AVANTAGES DES PISTONS COULÉS?

Les pistons en fonte sont peu coûteux à fabriquer. De plus, il est plus facile de régler la composition en alliage de l'aluminium fluide qui est versé dans la pièce moulée. Le silicone est l'un des ingrédients clés. Tandis que trop de silicone rendra le piston trop rigide, juste la bonne quantité se traduit par un piston qui conserve sa forme exacte dans des conditions extrêmes.

QUEL EST L'INCONVÉNIENT DES PISTONS COULÉS?

Si le mélange d'alliages n'est pas tache, le matériau peut devenir dur et cassant. S'il y a une zone à problème, un point chaud, une saisie partielle, un jeu trop important, un piston coulé est beaucoup plus susceptible de se fissurer et d'exploser.

QU'EST-CE QU'UN PISTON FORGÉ?

Contrairement à un piston coulé, qui commence comme de l'aluminium fondu, un piston forgé est façonné en claquant une plaque d'aluminium entre les formes de piston mâle et femelle sous une grande pression. Le piston est littéralement martelé en forme.

QUELS SONT LES AVANTAGES DE FORGER?

La haute pression aligne les molécules, ce qui donne un produit final plus dense. Un piston forgé dissipe mieux la chaleur et peut résister à des températures de fonctionnement plus élevées qu'un piston moulé. L'aluminium forgé se pliera et cédera dans des conditions extrêmes qui provoqueraient la fissuration et la défaillance d'un piston coulé. En règle générale, les quatre temps sont livrés avec des pistons forgés. Toutes choses égales par ailleurs, un piston forgé a une durée de vie double d'un piston coulé.

QUEL EST L'INCONVÉNIENT DES PISTONS FORGÉS?

La composition plus dense, étirée et tendue d'un piston forgé n'atteint pas la température de fonctionnement aussi rapidement qu'un piston moulé. Ainsi, les pistons forgés sont plus susceptibles de se gripper à froid. Les moteurs peuvent être configurés avec plus de jeu de piston pour réduire cela, mais avec plus de jeu, un piston forgé tourne plus fort qu'un moteur identique avec un piston moulé plus serré. Le processus de forgeage est plus laborieux (nécessitant plus d'usinage pour terminer); ainsi, les pistons forgés coûtent généralement plus cher.

QU'EST-CE QU'UN PISTON SEMI-FORGÉ?

De nombreux pistons de vélo de travail sont semi-forgés (également appelés forgés par compression, forgés à chaud ou sous pression). La semi-forgeage est un procédé qui projette l'aluminium fondu dans un environnement sous pression. La combinaison de certains aspects de la coulée avec la haute pression de forgeage produit un piston qui peut avoir le poids, la teneur en silicone et le gonflement contrôlé du piston d'un piston coulé avec la résistance d'une pièce forgée. Certains pistons OEM à quatre temps sont semi-forgés. Un autre avantage d'un piston semi-forgé est qu'il nécessite moins d'usinage qu'un piston forgé.

Y A-T-IL DES PISTONS À BILLETS?

Oui. Souvent, lorsque les équipes de course testent des conceptions de pistons potentielles, elles ne veulent pas dépenser les 10,000 15,000 $ à 500 XNUMX $ de frais d'installation pour produire une poignée de pistons d'essai forgés uniques. Ainsi, ils usinent un piston à partir d'un bloc solide de billette d'aluminium. Grâce aux machines CNC modernes à cinq axes, ces pistons de billette peuvent être construits selon des spécifications, des épaisseurs et des conceptions personnalisées, et ils peuvent être pilotés. Les pistons de billette coûtent environ XNUMX $ chacun, mais cela a du sens pour une équipe de course. Personne ne vend de pistons en billettes, bien que la technologie ne datant que de quelques années, certaines entreprises pourraient les vendre à l'avenir.

LE POIDS DU PISTON EST-IL IMPORTANT?

Oui, car nous parlons de masse alternative. Un piston monte et descend 200 fois par seconde. Même une petite différence de poids est perceptible, à la fois sur la piste et sur le dynamo. Un piston plus léger offre une meilleure réponse de l'accélérateur et plus de pression.

LES PISTONS FORGÉS SONT-ILS PLUS LOURDS?

En règle générale, un piston moulé sera plus léger car il est moins dense. Cependant, les pistons forgés d'aujourd'hui peuvent être fabriqués pour correspondre au poids d'un piston moulé en tirant parti de leur plus grande résistance. Une bonne pièce forgéee est si solide qu'il est possible de retirer plus de matière du piston. Wiseco, Vertex, JE, CP, Cosworth et autres forgent leurs pistons à quatre temps avec des jupes plus minces et des tours de broche de poignet usinées.

UN PISTON PEUT-IL ÊTRE TROP LÉGER?

Oui. Un piston plus léger pourrait diminuer le couple et la puissance haut de gamme. Mitch Payton de Pro Circuit le décrit ainsi: «Frappez un ballon de football et cela ira très loin; botter un ballon et voir jusqu'où ça va! Dans la plupart des cas, un piston plus léger est préférable, mais chaque moteur a sa masse alternative optimale.

POURQUOI LES PISTONS SONT-ILS PLUS COURTS SUR LES CÔTÉS?

Vous l'avez à l'envers. En vérité, ils sont plus longs à l'avant et à l'arrière. Lorsqu'un piston oscille de haut en bas à l'extrémité de la bielle, les charges sont introduites dans le piston sous des angles très durs. Lorsque le piston monte et descend, il veut basculer d'avant en arrière. Le piston doit avoir des jupes avant et arrière étendues pour résister à ce balancement.

EST-IL VRAI QUE LES PISTONS NE SONT PAS RONDS?

Ils ne sont même pas proches du rond. Les pistons sont en forme d'oeuf d'avant en arrière. Cette forme d'oeuf est appelée «camming» en langage piston. Le camming est difficile à mesurer, car les côtés des jupes ne sont pas là, mais si vous pouviez mesurer le camming, vous constateriez que de nombreux pistons ont jusqu'à 0.010 pouce de diamètre. Camming aide à résister au balancement. Les jupes avant et arrière allongées ne sont pas les seules choses qui résistent à la charge de basculement placée sur le piston.

POURQUOI NE POUVEZ-VOUS PAS METTRE UN PISTON À L'INTERIEUR?

Si vous renversiez un piston à l'envers et tentiez de le faire tomber par le haut dans l'alésage du cylindre, il ne rentrerait pas. Comment est-ce possible? Les côtés d'un piston ne sont pas droits de haut en bas. Les pistons s'effilent du haut du piston vers le bas de la jupe. L'ajustement plus lâche en haut empêche le bord de la couronne de s'accrocher dans un port à deux temps, met plus de pression sur l'anneau et lui donne l'espace dont il a besoin pour faire son travail.

UN PISTON PLAT OU À DÔME EST-IL MEILLEUR POUR MON DEUX TEMPS?

À l'apogée des 125cc deux temps, la majorité d'entre eux utilisaient des pistons à tête plate. Aujourd'hui, avec seulement KTM et Yamaha fabriquant des 125, chaque 125 a un piston à dessus plat. Pourquoi? Les avantages sont moins de poids de piston et une bougie d'allumage qui s'enflamme plus près des côtés du cylindre pour une combustion plus efficace. Cependant, la théorie est qu'un piston en forme de dôme disperse l'impact de l'allumage pour une livraison de puissance plus facile à piloter, tandis que le sommet plat concentre une poussée plus puissante sur toute la partie supérieure du piston. Un piston à sommet plat devrait produire un coup plus violent.

Tous les 250cc modernes à deux temps sont livrés avec des pistons en dôme (KTM 250SX et Yamaha YZ250), bien qu'il y ait eu des pistons à dessus plat 250 dans le passé. En règle générale, la plupart des 250 ont des pistons en dôme et 125 ont des pistons à dessus plat (bien que le Kawasaki KX125 était en dôme).

UN ANNEAU OU DEUX SUR MON DEUX TEMPS PISTON?

Les moteurs à deux temps sont livrés avec un ou deux segments de compression. Un anneau a moins de traînée, tourne mieux et permet de produire un piston plus léger. L'inconvénient est qu'un anneau ne peut pas fournir un joint de compression aussi durable que deux anneaux. Cela ne veut pas dire, cependant, qu'un anneau ne peut pas aussi bien sceller ou maintenir autant de compression et de démarrage psi que deux anneaux; il prend juste plus de coups et s'use plus vite.

Tous les 125 sont livrés avec des pistons à un anneau. Tous les 250 sont livrés avec deux anneaux. À l'époque, chaque équipe de course utilisait des pistons à un seul anneau dans chacun de leurs travaux à deux temps, en plus de courir des anneaux maigres de 0.08 mm au lieu des anneaux standard de 1.0 mm. Les équipes d'usine n'étaient pas préoccupées par la durabilité; ils ont changé les pistons avant de pouvoir s'user.

QUEL EST LE REVÊTEMENT D'UN PISTON?

Il existe plusieurs types de revêtements de piston, mais celui que la plupart des gens connaissent est appelé «revêtement d'effraction». Ce revêtement de type téflon recouvre la zone de la jupe du piston pour réduire la friction et faciliter la période de rodage. Il s'use normalement après une course.

LES PISTONS PEUVENT-ILS ÊTRE ANODISÉS DUR?

Oui. Il existe des revêtements pour les dômes de piston qui fournissent une barrière supplémentaire pour la dissipation thermique et réduisent le carbone brûlé accumulé. De plus, la zone de la bague et de la broche peut être anodisée pour empêcher les anneaux en métal dur de pénétrer dans l'aluminium plus doux. Les jupes de piston ne peuvent pas être anodisées durement. Le revêtement dur le plus prometteur est un DLC (revêtement de type diamant) sur la broche du poignet. L'épingle du poignet est très occupée, et la réduction des frottements et de l'usure est payante, mais le DLC coûte plus cher que l'épingle elle-même.

POURQUOI LES JUPES NE SONT PAS DURCIES?

Le rock de piston est à blâmer. Une jupe durcie n'aurait pas assez à donner pour supporter le balancement constant. Si la jupe du piston est trop dure, elle déchirera la chemise Nikasil.

COMMENT PORTE UN PISTON?

Dans un monde parfait, un piston ne s'use pas. Pourquoi pas? Parce que les anneaux prennent tous les abus. L'usure du piston est déterminée par la bague. Si la bague s'use, le moteur perd sa compression et subit de graves soufflages. Avec une mauvaise étanchéité, le piston est battu et la jupe est battue à mort.

À QUELLE FRÉQUENCE DEVRAIT-ON REMPLACER UN PISTON?

Ne plaçons pas le chariot devant le cheval. Si vous ne pouvez vous permettre de changer qu'une chose sur votre extrémité supérieure, mettez de nouveaux segments dans votre moteur, car le piston durera généralement jusqu'à ce que les segments s'usent ou jusqu'à ce que le piston se casse. Entre les mains d'un coureur local, un piston et des segments pourraient durer un an. Mais, du point de vue des performances, le délai est réduit à quelques heures.

Le piston et les segments d'un 125 à deux temps doivent être changés toutes les 15 heures (un Pro doit les changer toutes les 7 heures). Un 250 à deux temps pourrait passer 40 heures entre les mains d'un vétérinaire ou d'un novice local (un pro devrait les changer toutes les 15 heures). Un piston 250F peut durer 40 heures (moins entre les mains d'un Pro). Un piston 450F peut durer 60 heures, mais un Pro serait fou de dépasser 20 heures. MXA a eu des pistons à quatre temps de 450 cm100 avec XNUMX heures sur eux, mais c'est du jeu.

Un piston forgé durera plus longtemps qu'un piston coulé, mais cela n'a pas d'importance car les segments ne dureront plus. Si vous changez les segments à intervalles réguliers, vous pouvez sauter un cycle de remplacement de piston. Mais, comme le moteur doit être démonté pour changer les segments, vous pouvez aussi bien changer le piston.

QUELLE EST LA DIFFÉRENCE ENTRE UN PISTON «A» ET «C»?

La différence entre un piston «A» et la plus grande taille «C» est de 0.0005 pouce. C'est l'épaisseur d'un quart de cheveux humains. Yamaha est la seule entreprise à proposer des pistons en «D». La désignation «ABC» ne s'applique qu'aux pistons à deux temps. Les pistons à quatre temps d'origine ne sont pas de tailles différentes (bien que Vertex les propose).

POURQUOI ILS FONT DES TAILLES DIFFÉRENTES PISTONS ?

La plupart des fabricants de motos produisent leurs moteurs en gros blocs. Lors de chaque production, le fabricant utilise un piston parfaitement adapté à la tolérance de l'alésage du cylindre (tel qu'il est usiné à l'époque). Le piston et le cylindre sont identifiés par un "A", "B", "C" ou "D." Le vélo doit être livré avec un piston et un cylindre qui ont des lettres correspondantes (un piston "A" et un cylindre "A").

Étant donné que la différence entre un piston «A» et la plus grande taille «C» est de 0.0005 pouce, un mécanicien peut profiter de la sur-dimensionnement entre un piston «A», «B», «C» ou «D» pour s'adapter à tout différences de tolérance dues à l'usure du cylindre. Il est courant pour les mécaniciens de mettre un piston «B» dans chaque moteur qu'ils reconstruisent, car sa taille légèrement plus grande compense l'usure du cylindre.

QUEL GENRE DE PISTONS FONCTIONNENT LES EQUIPES D'USINE?

Chaque équipe d'usine utilise un piston forgé, sauf si elle utilise une billette ou un piston semi-forgé. Vertex est le piston OEM pour KTM, mais ils sont connus pour faire fonctionner les pistons Vertex, CP et Mahle. Team Honda utilise un piston JE ou un piston de travail. Suzuki fait fonctionner un piston CP. Kawasaki et Pro Circuit utilisaient tous les deux des pistons JE conçus par Pro Circuit, mais nous ne savons pas ce que Kawasaki fait maintenant depuis leur chute avec Pro Circuit sur les tuyaux d'échappement. La plupart des moteurs de course Yamaha utilisent des pistons Cosworth.

QU'EST-CE QU'UN PISTON SLIPPER?

Un moteur à quatre temps ne charge pas autant le piston que le moteur à deux temps, en raison de la tige plus longue et du manque d'orifices d'admission, d'échappement et de transfert. Avec moins de charge latérale, il y a moins de roche de piston. Pour en profiter, les quatre temps utilisent les pistons les plus légers, les plus petits et les plus rapides possibles. Les pistons modernes à quatre temps n'ont presque pas de jupe et sont seulement assez hauts pour fournir un siège pour le système d'anneau à quatre temps plus compliqué. Ces pistons à profil bas sont appelés «pistons pantoufles».

QUELLE EST L'ACTION AVEC LES ANNEAUX À QUATRE TEMPS?

Les quatre temps ont beaucoup d'anneaux. Voici une panne du haut du piston. (1) Le premier anneau est l'anneau de compression chromé. Son devoir principal est de sceller la zone de combustion. (2) Le deuxième anneau est l'anneau racleur noir. Il s'agit d'un anneau de compression secondaire qui empêche l'huile de fuir dans la chambre de combustion. (3) Le dernier anneau en trois parties est une boucle en forme de gaufre qui est prise en sandwich entre de minces bandes circulaires. C'est ce qu'on appelle l'anneau d'huile, et son principal devoir est de maintenir l'huile sous le piston. La plupart des quatre temps utilisent cette configuration à trois anneaux. L'exception la plus notable est Honda. Le piston du CRF utilise uniquement un anneau de compression et un anneau d'huile. Cela a été fait pour réduire la traînée de l'anneau (au prix de remplacements d'anneaux plus fréquents).

POURQUOI LES PISTONS À QUATRE TEMPS ONT-ILS DES CRATÈRES EN FORME DE LUNE SUR LE DESSUS?

Laisser de la place pour que les soupapes d'admission et d'échappement s'ouvrent complètement. Les pistons vendus par le marché secondaire des performances conserveront le même pan coupé que les pistons d'origine.

QUELLE EST LA CHOSE LA PLUS IMPORTANTE À SAVOIR SUR LE PISTON DE VOTRE VÉLO?

Le piston de votre vélo monte et descend 200 fois par seconde. Combien de temps dureriez-vous si vous deviez monter et descendre autant de fois? Le piston de votre vélo travaille dur; remplacez-le avant qu'il ne souffle.

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