Le piston et ses annexes sont les pièces qui subissent les plus fortes contraintes face à ces diverses sollicitations : thermiques, mécaniques, poussées axiales et latérales, variations de charge… Il n’est donc pas à l’abri de certaines formes d’avaries.

NETTOYAGE DES PISTONS

Après dépose du moteur de la voiture, mise sur l’établi ou mieux encore sur le support moteur Panhard prévu à cet effet et qui permet de le manipuler sans effort et de la bloquer dans les positions nécessaires à chaque type de travaux ou vérification, sortir l’ensemble cylindre/ chemise.
Pour un simple nettoyage des pistons, il n’est généralement pas nécessaire de démonter la bielle du piston.
Si c’est le cas, sortir l’axe après avoir enlevé les clips de leur gorge qui le maintiennent dans le piston. Si l’axe est dur à sortir, chauffer le piston comme indiqué dans le manuel d’atelier. Pour ma part, je n’ai jamais eu de problème. J’utilise une douille de 17 qui est exactement au bon diamètre et en la frappant sans excès avec un marteau, l’axe sort facilement.
Après avoir retiré les segments, nettoyer les dépôts de calamine situés sur les flancs et au fond des gorges.
Le meilleur moyen consiste à plonger le piston dans un solvant approprié.
Pour les gorges rectangulaires, une portion de segment affûtée constitue un outil pratique.
Retirer un maximum de dépôt sans endommager les faces des gorges et finir le nettoyage au moyen du solvant.

Un décalaminage insuffisant des gorges risquerait d’amener soit un gommage rapide soit un grippage du segment si le fond de la gorge n’a pas été complètement dégagé.

Ne jamais utiliser de brosse métallique pour le nettoyage du piston, ceci formerait des rayures qui empêcherait toute étanchéité des segments sur leurs faces.

Après nettoyage, vérifier avec soin l’état général du piston. Réformer tout piston qui présenterait des criques thermiques ou de fatigue et principalement dans la région des bossages d’axe.

USURE DES GORGES

Beaucoup de pistons en aluminium, contrôlés lors de la réfection d’un moteur, accusent une usure de la gorge de feu supérieur aux limites acceptables.
Ceci est dû au fait que la gorge de feu est exposée à la fois à de fortes températures qui diminuent la dureté de l’alliage, et à l’action des particules abrasives véhiculées par l’air d’admission.
Ce segment d’étanchéité supérieur appelé aussi segment de feu, joue un rôle très important sur le piston. Il empêche à la fois les pertes de gaz de la chambre de combustion et les fuites d’huile provenant du carter.
Son efficacité dépend d’une bonne étanchéité assurée par la pression uniforme sur la paroi du cylindre et les flancs des gorges du piston.
Aussi, je ne saurai trop vous conseiller de monter cet ensemble en neuf : piston et ses segments
Pour choisir le bon piston, ne vous fiez pas à ses références, mais emmenez l’ensemble Cylindre/chemise avec vous chez le responsable des pièces pour « essayer » les pistons proposés et choisir celui qui descend bien dans la chemise, s’autorisant une légère opposition en fin de descente. Tout est une question de doigté. A la limité et pour la compétition, il est préférable qu’il soit libre plutôt que trop serré : vous comprenez pourquoi !

LES AVARIES

Il m’est arrivé récemment d’avoir un piston percé sur mon DB Le Mans.

La principale cause de ce méfait est causé par un allumage destructif dit « auto-allumage ».
Etant donné que le phénomène perturbateur d’auto-allumage est très violent, l’explosion est intempestive. Ici, le fond du piston atteint le seuil critique de la température supportable et c’est l’eutectique d’aluminium, l’un de ses composants dont la température de fusion produit à 530° qui cède le premier.

Aussi n’est-il besoin d’ajouter que l’excès de calories a eu bien des difficultés à s’évacuer normalement.

Les causes :

S’il est vrai que les phénomènes d’auto-allumage affectent plus particulièrement les moteurs à taux de compression élevé, d’autres moteurs moins compressés en sont également victimes.
L’auto-allumage affecte aussi les moteurs circulant beaucoup en ville ou dans nos défilés de Club à la queue leu-leu et force coup de klaxon (comme si déjà on ne se faisait pas assez remarquer !) et qui empruntent ensuite l’autoroute à grande vitesse.
Les moteurs de ces véhicules voient alors leur chambre de combustion s’encrasser progressivement , créant ainsi des points chauds, incandescents, générateurs d’auto-allumage dont les phénomènes perturbateurs se manifestent plus spécialement en période de conduite à vitesse soutenue ou dès qu’une faible charge se fait sentir.

Les principales causes d’auto-allumage sont :

1. Les dépôts de carbone portés à incandescence sur les têtes des pistons et dans les chambres.
2. L’excès d’avance à l’allumage (c’est ce qui s’est produit dans mon cas).
3. Des soupapes d’échappement portées à trop haute température d’un refroidissement défectueux ou d’un retard exagéré à l’allumage.
4. Des bougies d’allumage inadaptées.
5. Des bougies dont le noyau de céramique serait fendu ou cassé ;

Il faut remarquer que l’encrassement des chambres de combustion par la calamine tend à augmenter le taux de compression.
Il est donc important de rechercher la cause exacte qui provoque le pré allumage destructif, afin d’y remédier, avant de procéder au remplacement du piston détérioré.
Dans mon cas, après vérification du point d’allumage, j’avais 13 dents d’avance au lieu de 9 et des bougies Champion que j’ai remplacées par des NGK faute de trouver facilement des Golden Lodge 2HL qui sont pour moi les meilleure et montées sur les anciennes Alfa-Roméo.

RUPTURE DES CORDONS INTERMEDIAIRES

Observation des dégâts :

Les phénomènes destructifs de la détonation sont souvent caractérisés par une brulue locale au niveau du premier cordon de la couronne porte-segments.
Cette brûlure, comparable à une érosion, fait quelques supposer un défaut de l’alliage eutectique aluminium.

Influencé par la pression des gaz chauds de combustion, les segments ne tardent pas à se rompre, alors que le fond extérieur, très chargé en résidus carbonés, est caractéristique d’une combustion perturbée.

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Les causes :

Méconnaissant bien souvent l’origine de cet incident, le premier réflexe est de suspecter à tort la qualité de la pièce endommagée, alors que celle-ci est pourtant bien loin d’être en cause.

La détonation est la conséquence d’une combustion anormale. Elle se produit quand l’inflammation normale du carburant, produite par l’étincelle de la bougie, a lieu au bon moment, et que, simultanément, surgit au confins de la chambre, un allumage spontané de certaines molécules explosives.

Les flammes ainsi placées sous influence combinée de la pression et de la température ne pouvant pas se propager normalement, donneront naissance à une onde de choc explosive, dont l’intensité et la célérité seront par ailleurs très élevées.

Les causes directes qui sont à l’origine de ce phénomène perturbateur sont nombreuses . Cependant, pour éviter que pareil incident ne se produise, elles doivent être diagnostiquées avec beaucoup de réflexion.

Les causes principales sont :

L’emploi d’un carburant à trop faible indice d’octane.
Un excès d’avance à l’allumage.
Un taux de compression trop élevé, obtenu par rabotage du cylindre.
Un mauvais refroidissement
Un mélange pauvre.

GRIPPAGE DU POURTOUR DE JUPE PAR EXCES DE CALORIES

Sur cette photo, on remarque clairement que le piston a subit un grippage très important de son pourtour de jupe.
L’état de la surface offre l’aspect d’une zone littéralement arrachée, dont les stries sont à la fois de profondeur variable et surchargées par endroits
Quant à la couronne porte-segments, elle a été relativement épargnée.

Les causes :

Cette forme d’incident affecte plus spécialement les moteurs qui ont déjà parcouru un kilométrage estimé comme satisfaisant, mais dont le refroidissement est par ailleurs défaillant.

A première vue, il s’agit beaucoup plus ici d’un grippage généralisé, consécutive à une élévation brutale et subite de la température, plutôt que d’une rupture du film de graissage.

Cependant, les dégâts occasionnés aux pistons par absence de graissage sont souvent identiques à ceux qui relèvent d’un défaut de refroidissement : ce qui nécessite beaucoup de circonspection pour les discerner.

Ainsi, une telle anomalie peut avoir pour origine plusieurs causes :

Un refroidissement défectueux.
Une pression d’huile trop basse, consécutive à une usure trop importante des pignons de pompes à huile, à moins d’une fuite en aval qui serait observée sur un organe connexe.
Un niveau d’huile insuffisant dans le carter.

GRIPPAGE DE JUPE DANS LA ZONE INHERENTE AUX TROUS D’AXE

Bien qu’étant fortement chargé en particules carbonées, le fond extérieur de ce piston confirme qu’il a été exagérément surchauffé.

Les portées de jupe, face appui et contre appui sont grippées de chaque côté du bossage d’axe, dans le prolongement des renforts, ainsi que les cordons.

Les causes :

Ce type de grippage dit « au carré » survient quelquefois sur des moteurs dont le kilométrage, effectué sans problème particulier jusque là, est suffisamment important pour écarter l’hypothèse d’un manque de jeu fonctionnel.

Par ailleurs, c’est souvent un seul piston qui est affecté et rarement la totalité.

Cette forme d’incident vient qu’il s’agit généralement de brusques variations de charges thermiques exercées de façon passagère sous l’action violente d’accélération. Ces variations se caractérisent surtout par une très forte concentration momentanée de calories sur la tête du piston et, par surcroit, une difficulté à les évacuer par la jupe.

Cette élévation critique des gradients de température favorise notablement, ne l’oublions pas, la formation de carbone dans les gorges de segments, ainsi que des dépôts de laque sur les jupes de piston.

Par ailleurs, c’est dans les zones inhérentes aux bossages d’axe que le flux des calories se trouve concentré, là où la masse de l’alliage est la plus importante.

Les remèdes :

1. La meilleure méthode pour prévenir ce phénomène destructif consiste à « décharge » le moteur, de préférence en engageant une vitesse intermédiaire dès qu’apparaissent les premiers signes d’une baisse évidente de régime, ceci afin que soit écarté l’amorce de grippage qui pourrait en résulter sur la face d’appui de la jupe sur le prolongement de la structure interne des bossages.
2. Ne jamais « forcer » un moteur qui n’a pas atteint sa température idéale de fonctionnement, car la chemise n’aurait pas le temps de se dilater suffisamment.

Charly RAMPAL (Archives Floquet-monopole)