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Initiation: Les Cylindres et Pistons

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Dans notre série d'articles destinés à ceux qui n'on aucune connaissance de la mécanique, n'ont jamais compris pourquoi c'était si salissant, mais ne voudraient quand même pas mourir idiots, nous vous présentons cette semaine: les Cylindres et Pistons [...]


Fiche signalétique :

Les chemises, au nombre de quatre sont aisément reconnaissables grâce aux ailettes qui les recouvrent, elles sont en fonte grise.

Les pistons, en alliage léger, sont d'origine coulés (procédé de fonderie) et coulissent de façon équivoque à l'intérieur des chemises. Ils sont traversés par un axe en acier, qui est l'articulation du pied de chaque bielle. Cet axe n'est d'ailleurs pas au centre, et il y a donc un sens de montage des pistons. La flèche gravée sur le haut des pistons doit pointer vers le volant moteur.


piston_01.jpg
Fig. 1


A quoi ça sert ?

La chemise joue plusieurs rôles, contenir l'explosion des gaz, guider les pistons dans leur mouvement translatoire. Les ailettes qui l'entourent offrent au flux d'air de la turbine une surface plus grande afin d'évacuer davantage la chaleur dûe aux frottements et à l'inflammation.
C'est là que réside toute la spécificité de nos moteurs "air-cooled" (refroidis par air).
En optant pour ce système de refroidissement, le Docteur Ferdinand Porsche remporta le défi technique qui assurera à la Coccinelle sa légendaire fiabilité.

Les culasses fixées aux extrémités forment avec les chemises un volume étanche (la cylindrée) qui accueille le mélange explosif arrivant des soupapes, comme une grosse seringue.
Le processus magique se décline comme suit:

Lors de l'allumage, les gaz explosent, le piston coulisse alors dans la chemise. Derrière le piston, les bielles transmettent la force de l'explosion au vilebrequin.


Les segments et circlips d'axe
Fig.2



L'étanchéité chemise piston est assurée par trois joints métalliques, les segments (fig. 2), ils garantissent la compression maximale du mélange. Le premier (en partant du haut) est appelé pare-flamme, car il subit le flash de l'inflammation. Le second assure l'essentiel de l'étanchéité. Enfin, le troisième est là pour assurer la lubrification et parfaire le film d'huile sur la chemise. Il est appelé racleur.

Les axes de piston sont maintenus en place à l'aide de circlips placés à chaque extrémité.


Les Goujons
Fig.3



Les chemises sont prises en sandwich entre le bloc moteur et les culasses, elles sont traversées par de longues tiges (les gougeons, figure 3) vissées dans le bloc et boulonnées côté culasses.

On peut ainsi démonter les chemises sans ouvrir le bas moteur facilitant leur remplacement.

C'est un des gros avantage du flat 4 pouvoir changer très facilement de cylindrée en adaptant des chemises (et les pistons qui vont avec!) plus large après avoir usiné le bloc moteur et les culasses au bon diamètre, si nécessaire.

 


piston_06.JPG

Fig. 4



Pourquoi en changer ?

On change l'ensemble chemise-piston pour gagner de la puissance, en augmentant la cylindrée (diamètre plus large pour une course de vilebrequin d'origine).

On peut remplacer les segments par des modèles plus résistants pour fiabiliser le moteur ou améliorer l'étanchéité

On peut remplacer les pistons par des modèles forgés (et non plus coulés) plus résistants et plus légers, pour diminuer les contraintes et améliorer le rendement du moteur.

Il existe de nombreux kits permettant d'augmenter la cylindrée, quelle que soit la base, mais il faut faire attention à ne pas compromettre la fiabilité en utilisant un élément fragile, comme par exemple un kit 88mm (diamètre du piston) sans usinage sur une base 1600cc. Ces kits dits "chemises fines" posent des problèmes de tenue dans le temps.

Pour plus d'info sur ces questions de choix d'un kit cylindrée, voir l'article "Pistons" de notre projet 1776cc.

Sur un moteur d'origine, un dégagement de fumée bleuâtre est l'indication de l'usure excessive des segments (ils ne sont plus étanches, de l'huile passe dans la chambre de combustion).

 



piston_07.JPG
Fig. 5


Vous ne savez pas (encore) tout sur les principes de votre moteur mais au moins vous en savez un peu plus sur deux de ses pièces maîtresses, les Cylindres et Pistons ! A bientôt pour la suite !

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    • Oula tu n'y es pas du tout. On ne parle pas de quelques 1/10eme, ni de quelques 1/1000e, on ne parle de rien. La matière qui est attaquée c'est de l'autre côté, c'est-à-dire la ou tu mets une électrode en inox. Du côté de la pièce à dérouiller, c'est juste un transfert d'électron, qui va transformer la rouille, et la déposer par action mécanique : création des bulles, et chimique : destruction de la rouille par oxydo reduction. Su ce site c'est simplifié (le process est assez compliqué) mais très correct : https://www.la4ldesylvie.fr/index.php?option=com_content&view=article&id=95:destruction-de-la-rouille-par-electrolyse&catid=31&Itemid=243. L'électrolyse c'est l'électrolyse de l'eau pas du métal. Le métal sain n'est pas modifié. Donc on ne fait pas plus que ce que l'on fait par action mécanique (brosse) enlevant le métal corrodé. Comme dans l'action mécanique, le métal corrodé sera donc déposé, c'est a dire qu'il y a perte de matière dans les 2 cas, mais c'est inhérent a la corrosion si la pièce est trop attaquée et la perte de matière trop importante alors tu ne peux rien faire. Donc si on ne chauffe pas trop le métal en ne balançant pas 80A on ne craint rien.
    • Je pense aussi qu’il s’agit d’une réaction à la surface de la pièce de l’ordre de quelques dixièmes. Pour ce qui est de l’installation et de l’amperage, tout dépend la taille de la pièce. Perso j’ai pu faire toutes mes tôles, des pots de mobylette, ... et celle de la photo n’a pris pas plus de ~40 min pour ressortir comme ça, et je l’ai posée sans nettoyer ni enlever la peinture. Au début j’ai essayé avec l’alimentation de PC, mais tu es vite limité avec 4A.
    • Merci pour tes conseil avisé comme d habitude Tu as lu dans mes penser coté Ressort je me posait la question justement donc j ai des simple ressort renforcé de marque LG d’ailleurs que je ne vois plus sur le marché donc trop léger pour toi donc vos mieux passer en double ressort tu me confirme?
    • A mon humble avis un serrage non au couple (trop ou les consequences de pas assez) aura plus de chance de modifier les caractéristiques mécaniques d'un ecrou ou goujon qu'une électrolyse avec un courant modéré.
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