Comment contrôler le piston, la bielle et le vilebrequin

Le piston, la bielle et le vilebrequin sont les organes « vivants » du moteur ; ceux qui créent le mouvement en transformant la poussée verticale des pistons, résultant de l’inflammation brutale du mélange carburé dans une chambre, en un mouvement rotatif régulier transmissible aux organes de transmission (boîte de vitesses, en particulier) puis aux roues.

Il n’est pas ici question d’expliquer comment déposer ces organes. On se limitera donc à expliquer comment contrôler, examiner ces pièces après dépose.

Le piston

Fonction

Il a une triple fonction :

• recevoir la force de poussée due à l’inflammation des gaz
• transmettre, par l’intermédiaire de la bielle, cette poussée
• assurer, par segments interposés, l’étanchéité du cylindre et la diffusion de la chaleur

Le piston

Pour accomplir ce travail, il doit être :

• résistant (pour supporter la pression de 40 bars environ pendant la combustion)
• le plus léger possible (pour limiter l’inertie lors du changement de sens dans ses déplacements)
• peu sujet à la dilatation et être bien refroidi (sa calotte peut atteindre une température de 300 à 400° C)
• bien ajusté dans son cylindre
• bien guidé
• suffisamment lubrifié
• enfin les différents pistons ne doivent enregistrer qu’une différence de poids minimes entre-eux

Contrôle

Il faut procéder d’abord à un contrôle visuel du piston. Celui-ci ne doit présenter :

• ni rayures profondes
• ni piqûres
• ni traces de serrage sur sa jupe
• et, à plus fortes raisons, ni gorges de segment ébréchées ou écrasées
• encore moins des trous dans la calotte résultant d’une surchauffe.

Nettoyez le piston avec une brosse à poils durs non métalliques. Pour les gorges, utilisez un morceau de segment cassé, mais ne grattez pas trop fort afin de ne pas enlever le métal.

Si vous pouvez vous en procurer un, utilisez un appareil spécial pour nettoyer les gorges de segment.

Avec un palmer, prenez la cote du piston, perpendiculairement à son axe, à une distance « X » du bas de la jupe indiquée par le constructeur.

Pour obtenir le jeu entre cylindre (chemise) et piston, procédez par différence de cotes.

Segments

Pour déposer les segments, écartez délicatement les extrémités afin de les dégager de leur gorge. Utilisez de préférence une pince spéciale.

Veillez à ne pas rayer le piston lors de cette opération. Au besoin, intercalez une languette de clinquant entre segment, et piston pour faciliter leur retrait.

Contrôle des segments

Jeu à la coupe

Le segment étant déposé du piston, introduisez-le dans le cylindre à 2 cm du haut, en le poussant avec le piston nu pour qu’il soit bien positionné.

Avec une cale d’épaisseur, mesurez le jeu entre les becs de segment et comparez avec les indications fournies par le constructeur.

Écartement des becs au repos

Posez le segment à plat sur une surface propre et à l’aide d’un pied à coulisse à becs concentriques, mesurez l’espace entre les extrémités du segment.

Un écartement trop faible traduit une perte d’élasticité.

Un segment « U-flex »

Épaisseur des segments

Toujours avec un pied à coulisse, ou mieux avec un palmer, mesurez l’épaisseur de chaque segment et comparez avec les données du constructeur.

Jeu latéral dans les gorges

Les gorges de segment ayant nettoyées, remettez les segments à leur place respective. Glissez des cales d’épaisseur entre segment et gorge afin de mesurer le jeu.

Comparez le résultat avec les préconisations du constructeur.

Le segment ne doit pas battre dans sa gorge du fait du mouvement alternatif du piston, car cela provoque le matage des gorges, phénomène qui s’accentue très rapidement dès que le mouvement est amorcé.

Axe de piston

A l’aide d’un palmer, mesurez le diamètre à chaque extrémité de l’axe de piston. Comparez ses dimensions avec le trou d’axe dans le piston afin d’obtenir le jeu de fonctionnement.

Si l’axe est monté sur roulement à aiguilles, contrôlez le chemin de roulement.

Les axes de piston peuvent être montés de différentes façons.

Jusqu’à ces dernières années, ils étaient le plus souvent emmanchés « gras » dans le piston. Les clips retirés, il suffit dans ce cas de le pousser à la main pour extraire l’axe.

Pour la pose d’un axe neuf, procédez de la manière suivante :

• utilisez une plaque chauffante de 1 500 W de puissance environ (un petit réchaud électrique)
• mettez les pieds de bielle sur la plaque chauffante, en veillant à ce que toute la surface du pied de la bielle soit en contact avec la plaque chauffante
• sur chaque pied de bielle, placez un morceau de soudure auto-décapante à l’étain dont le point de fusion est d’environ 250° C
• chauffez le pied de bielle jusqu’à fusion du témoin de soudure

Repose des segments

• Écartez délicatement les extrémités du segment et enfilez-le sur le piston
• Glissez-le dans sa gorge

Les segments comportent souvent un repère gravé près de l’un des becs. Ce repère est généralement orienté vers le haut. Respectez donc cette position.

Pour éviter les fuites de compression et les remontées d’huile, la coupe des divers segments doit être régulièrement décalée autour du piston. Cette opération s’appelle le « tierçage ».

Le tierçage peut se faire à 180° ou 120°, c’est-à-dire que l’angle formé par la coupe du premier segment, celle du 2è et 3è segment est de 180° ou 120°.

Évitez de positionner une coupe de segment avec une extrémité d’axe de piston ou perpendiculairement avec cet axe.

La bielle

Fonction

Elle transforme le mouvement alternatif du piston en un mouvement rotatif. Elle doit être parfaitement rectiligne.

Si ce n’est pas le cas, on dit que la bielle est « flambée ». Il ne faut jamais redresser une bielle flambée.

La bielle se compose :

• d’une tête
• d’un corps
• et d’un pied

Le pied de bielle reçoit le piston et la tête de bielle est fixée au maneton du vilebrequin.

La bielle

Pour cette fixation, la tête de bielle est ouverte en 2 : la partie amovible s’appelle le chapeau. Il est apparié à sa bielle et comporte à cet effet des repères.

Lors d’un démontage, il faut interchanger les chapeaux avec ceux d’autres bielles.

Contrôle

La bielle doit être d’équerre aussi bien par son pied que par sa tête. Pour le contrôler il faut un marbre et un comparateur. Cette opération est donc du ressort du professionnel.

Vous pouvez contrôler la conicité éventuelle de l’alésage du pied de bielle. Pour cela, engagez l’axe dans chacune des extrémités de l’alésage :

• si l’axe rentre « plus gras » d’un côté que l’autre, c’est que l’alésage est conique
• à l’inverse, s’il rentre de manière égale mais serre au centre, cela dénote une double usure

Le vilebrequin

Fonction

Le vilebrequin est obtenu :

• soit par forgeage d’un alliage léger
• soit par coulage de fonte
• puis par tournage

Il reçoit un traitement thermique lui donnant plus de résistance. Il est fait généralement d’une seule pièce.

Il doit être parfaitement équilibré. On peut trouver des vilebrequins composés d’éléments séparés, assemblés par différence de température. Ils ne sont pas démontables et constituent des embiellages complets puisque les bielles et leurs coussinets sont mis en place avant emmanchement des différentes parties.

Le vilebrequin

Contrôle

Là aussi, le premier contrôle est visuel, après, un nettoyage minutieux avec du gazole (ou du produit approprié). Ensuite, envoyez si possible de l’air comprimé dans les différents trous de graissage afin de s’assurer qu’ils ne sont pas bouchés.

Le contrôle des cotes s’effectue avec :

• un palmer
• un comparateur à cadran
• et 2 « V » posés sur un marbre

Bien que ce matériel soit de type professionnel, la méthode est simple et donc à la portée de l’amateur qui pourra se procurer ce matériel :

• posez les 2 V sur le marbre ; installez le vilebrequin pour que les paliers avant et arrière reposent dans ces V
• placez le comparateur sur le marbre au contact du deuxième palier et faites tourner le vilebrequin pour vous assurer sa rectitude
• contrôlez ainsi successivement tous les paliers ; mesurez ensuite, avec le palmer, le diamètre des manetons et des paliers
• comparez avec les cotes indiquées par le constructeur