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Dommages sur les pistons 2 temps et leurs causes

Causes des serrages
Diagnostic de piston à deux temps

Le processus d'examen d'un piston usagé peut fournir des informations utiles au mécanicien sur l'état d'un moteur.

En cas de panne de moteur, le piston subira probablement les dommages les plus importants.

Un examen minutieux du piston peut aider un mécanicien à identifier la source d'un problème mécanique ou d' un problème de réglage.

Cet article technique sert de guide pour les problèmes mécaniques les plus courants rencontrés par les moteurs.


1-Tête de piston

La tête de ce piston présente un motif de carbone idéal.

L'écoulement des orifices de transfert de ce moteur sont égaux et la couleur du motif en carbone est brun chocolat.

Cela indique que le carburation de ce moteur est projeté correctement.



2-Point noir

Le dessous de ce piston a un point noir.
La tache noire est un dépôt de carbone résultant de la combustion d' huile du mélange sous le piston parce que la tête du piston était trop chaude.

Les principales raisons de ce problème sont la surchauffe due à un gicleur de carburateur trop petit ou à une défaillance du système de refroidissement.





3-Détonation


Le piston ci-dessus a été endommagé par une détonation. 
Notez les dommages sur le dessus et les bords du piston. 
La chaleur causée par la détonation rendait le piston très chaud, les segments collées et le piston grippé dans le cylindre. 
Vous pouvez voir les marques de grippage sur le côté du piston. Ces dommages détruisent généralement le cylindre et le piston.
La détonation peut être causée par un certain nombre de choses. Cette tête de piston a une couleur grise cendre, ce qui montre que le moteur a chauffé.
La couleur cendre est l'aluminium du piston qui a commencé à détoné (fondre) et à se transformer en minuscules particules.
Si ce moteur avait fonctionné plus longtemps, il aurait probablement développé un point chaud puis un trou sur la calotte du côté échappement et aurait serré.
Les causes principales de ce problème sont un gicleur de carburateur trop petit, une plage de bougie trop chaude,

un calage d’allumage trop avancé, une compression excessive pour l’ indice d’octane du carburant ou un problème général de surchauffe.




4-DEBRIS

Cette tête de piston a été endommagée à cause de la pénétration de débris dans la chambre de combustion et a été écrasé entre le piston et la culasse.

Ce moteur avait un type des dommages correspondant sur la bande de squish de la culasse.

Les causes communes de ce problème sont les cages à aiguilles cassés provenant de la tête ou du pied de bielle, des extrémités de segment cassées,des roulements de vilebrequin ou un circlips délogée.

Lorsqu'un problème comme celui-ci se produit, il est important de localiser l' origine des débris.

De plus, les carters doivent être vidés pour éliminer tous les débris qui pourraient causer à nouveau les mêmes dommages.

Si les débris proviennent de la tête de bielle, le vilebrequin doit être remplacé ou réparé ainsi que les roulements principaux et les joints d’étanchéité.




5- Dessus de couronne cassé

Cette couronne de piston s'est ébréchée dans la gorge du segment supérieure en raison d'une fuite du joint de culasse.

Le liquide de refroidissement est aspiré dans la chambre de combustion lors de la descente du piston.

Lorsque le liquide de refroidissement entre en contact avec la tête du piston, l' aluminium devient fragile et finit par se fissurer.

Dans des cas extrêmes , la fuite du joint de culasse peut provoquer une érosion sur le bord supérieur du cylindre et la zone correspondante de la culasse.

Les fuites mineures du joint ou du joint torique apparaissent sous la forme de taches noires sur la surface du joint.

Un moteur dont le liquide de refroidissement est pressurisé et forcé hors du tube de ventilation du bouchon de radiateur indique fortement une fuite du joint de culasse.

Dans la plupart des cas en cas de fuite, le sommet du cylindre et la sous-face de la culasse doit être rectifié. 

La plupart des motos MX ont un support sur la culasse pour fixer le moteur dans le cadre.

Au fil du temps, la culasse peut se déformer près de la patte de fixation, en raison des forces transférées à travers le cadre à partir du support d' amortisseur supérieur.

Il est important de vérifier le plan de joint de culasse chaque fois que vous reconstruisez le haut moteur.




6- Jupe de piston cassé

Les jupes de ce piston se sont brisées parce que le jeu entre le piston et le cylindre était trop important.

Lorsque le piston vibre dans l'alésage du cylindre, il se fissure sous l'effet des contraintes et finit par se briser.






7-Bielle

La bielle de ce moteur s'est cassée en deux parce que le jeu à la tête de bielle entre la bielle et les rondelles de butée était trop important.

Lorsque le roulement de la tête de bielle s'use, la déflexion radiale de la tige devient excessive et la tige subit des vibrations de torsion .
Cela conduirait à la rupture de la bielle et à des dommages catastrophiques au moteur.
Le dégagement de la tête de bielle doit être vérifié chaque fois que vous reconstruisez le haut moteur.

Pour vérifier le jeu latéral de la bielle, insérez une jauge d'épaisseur entre la bielle et une rondelle de butée.

Vérifiez les limites d'usure maximales dans le manuel d' entretien de votre moteur.



8-Serrage quatre coins

Ce piston porte des marques de serrage verticales situées à quatre endroits équidistants de la circonférence.
Un serrage aux quatre coins est provoqué lorsque le piston se dilate plus rapidement que le cylindre et que le jeu entre le piston et le cylindre est réduit.

Un autre problème courant de ce type est un serrage ponctuelle au centre du côté échappement du piston.

Cependant, cela ne se produit que sur les cylindres avec des barette d'échappement.
Les causes principales de ce problème sont un échauffement trop rapide, un gicleur de carburateur trop petit ( jet principal) ou une température trop élevée dans la plage des bougies d’allumage.





9-Serrage multipoints

Ce piston présente de nombreuses marques de grippage verticales autour de la circonférence.
Le diamètre de ce cylindre était trop petit pour le piston.

Dès que le moteur a démarré et que le piston a commencé sa dilatation thermique, le piston s'est appuyé contre les parois du cylindre et à serré.

Les jeux optimaux entre les parois des pistons et les cylindres varient considérablement selon les types de moteurs.
Par exemple, un cylindre NIKASIL  peut utiliser un jeu cylindre/piston de 0,03mm, alors qu'un cylindre en acier nécessitera entre 0,08 mm.
Pour la meilleure recommandation sur le jeu optimal piston/cylindre  pour votre moteur, reportez-vous aux spécifications fournies avec le piston.

Le jeu cylindre/piston n'est pas le même suivant le fabriquant du piston.





10-Serrage lateral admission

Ce piston a serré du côté admission.

Ceci est très rare et est causé par une seule chose, la perte de lubrification.

Il existe trois causes possibles de perte de lubrification:

absence d'huile prémélangée,

séparation du carburant et de l' huile prémélangée dans le réservoir de carburant,

passage de l'eau à travers le filtre à air et nettoyage du film d'huile de la jupe du piston.





11-Usure nicasil

La plupart des cylindres deux temps utilisés sur les motos et les motoneiges ont des cylindres en Nikasil.
Ce matériau composite est constitué de minuscules particules de carbure de silicium dans une enveloppe de nickel.
Le procédé d'électrodéposition permet aux particules de carbure de silicium de se lier à la paroi du cylindre.
Les particules sont très dures et pointues, elles ne se lient pas aux orifices et le fabricant ou le spécialiste du reconditionnement doit nettoyer le cylindre à fond.
Parfois, les cristaux en carbure de silicium se détache des orifices et se coince entre le cylindre et le piston.
Cela provoque de minuscules rayures verticales dans le piston.
Ce problème n'est pas nécessairement dangereux et ne cause pas de défaillance catastrophique du piston, mais il convient de remédier à ce problème en nettoyant à fond le cylindre et en rodan (pierrage) l'alésage pour redéfinir les trais croisés.
Normalement, vous devrez remplacer le kit de piston car les égratignures réduiront le diamètre du piston au-delà des spécifications d'usure.





12-Surchaufe percage

Ce piston a été surchauffé à tel point qu'un trou a fondu à travers la couronne et a affaissé les gorges annulaires du côté échappement. Normalement, la température du piston est plus élevée du côté de l'échappement, ce qui entraîne l'apparition de problèmes catastrophiques .

Il y a plusieurs raisons pour un tel échec , voici les plus courantes;

fuite d'air au niveau du joint de vilebrequin côté magnéto ,

gicleur de carburateur trop petit,

synchronisation d'allumage trop avancée ou boîtier d'allumeur défectueux,

plage de bougies d'allumage trop chaud,

taux de compression trop élevé,

essence à indice d'octane trop bas.




13-Segment usé

Ce piston n’a pas échoué en fonctionnement mais il montre le problème le plus courant, le blow-by.

Les segments ont été usées au- delà de la valeur maximale d'écartement des extrémités, ce qui a permis à la pression de combustion de s'infiltrer au-delà des segments et de descendre le long de la jupe du piston, créant ainsi un motif carbone distinct.

Il est possible que les motifs de rodage hachurés des parois cylindriques soient en partie responsables.
Si les parois des cylindres sont glacé ou trop usées , même les segments neuf ne seront pas étanches.
Ce qui évitera un problème de rupture.

Faire un déglacage (pierrage) dans votre cylindre, si hors côte refaire un nikasil,








13-Dommages causés par l'utilisation de carburant non mélangé

Le piston ci-dessous est fortement dégrade sur la jupe à l'échappement. 
Tous ces dommages ont été causés par une fuite de carburant. 
Le manque de lubrification sur le piston a provoqué le serrage à la paroi du cylindre. 
Les dégâts que vous voyez ont été causés dans les moments qui ont précédé le "blocage" du piston, qui a serré le moteur.
Ce type de dommages sur les pistons peut également être constaté sur un moteur fonctionnant avec un gicleur de carburateur trop pauvre ou avec une fuite d’air. 
Si vous ne saviez pas que le moteur fonctionnait sans huile dans le carburant, comment saurez-vous qu'il ne s'agissait pas d'un serrage de chaleur? 
Pour bien comprendre la cause de cet échec, il est important de regarder le reste du piston. 
La photo ci-dessous est du même piston. Il montre des dommages supplémentaires qui ne sont généralement constatés que sur un moteur ayant fonctionné avec du carburant non mélangé.



Sur ce piston, remarquez le frottement dans la zone de l'axe. (flèche rouge) Vous pouvez également voir qu'il est sec sous le piston, dans la zone du clip circulaire, sous les anneaux et dans les orifices de transfert - sans résidu huileux. 
Une surchauffe révélera des dommages similaires sur la jupe du piston (photo 1), mais les conditions sous le piston seront normales. 
Sur ce piston, les rayures et les zones sèches permettent de penser que ce serrage a été provoquée par l’absence de lubrifiant dans le carburant.
Si vous démontez un moteur et constatez ce type de dommage, n'oubliez pas de remplacer le carburant dans le réservoir avant de le tester après la réparation.
Il est également important de vérifier le contenu du dernier réservoir de carburant utilisé pour le remplir. 
Étant donné que la réparation nécessitait le Nikasilage du cylindre et le remplacement du piston (lire: cher,), il s'agit d'une réparation que vous ne souhaitez pas effectuer deux fois.


14-Dommages causés par les débris traversant le filtre à air


Les dommages sur cette jupe de piston sont causés par des débris traversant le système de filtrage de l'air. 
Notez que les marques horizontales de la machine ont été nettoyées sur toute la partie inférieure, ce qui indique une usure extrême de la partie inférieure de la jupe. 
Non illustré, mais l’autre côté du piston était parfait. 
Ces dommages n’ont été constatés que du côté aspiration du piston. Ceci est typique des dommages causés par les débris d'admission.
 L’autre côté du piston n’est pas exposé à un orifice d’admission, il n’est donc pas affecté aux premiers stades.
Ce qui endommage la jupe d'aspiration, ce sont les débris d'un filtre qui fuit qui se coincent entre le piston et la paroi du cylindre, ce qui provoque des éraflures sur la jupe du piston. 
Le piston étant constitué d'un matériau plus tendre, les dommages sont plus prononcés sur la jupe que sur la surface dure du cylindre. 
Cette usure du piston augmente le jeu, ce qui permet au piston de "basculer" dans l'alésage du cylindre. À mesure que la jupe s'affine et s'affaiblit, le balancement augmente. Finalement, le piston va casser.
Sur certain moteur, la jupe de piston remplit une autre fonction importante. En plus de guider le piston, la jupe sert de soupape d’admission du moteur. 
Lorsque le piston monte et descend le cylindre, sa base s’ouvre et ferme le port d’admission au passage. Pour que le moteur fonctionne au mieux, il est important que cette soupape fonctionne correctement.





15-CONSEILS POUR RECONSTRUIRE UN MOTEUR DEUX TEMPS

1. Avant de démonter votre moteur, nettoyez à fond le moteur et le reste du véhicule.
Cela réduira les risques de chute de saleté et de débris dans le moteur.
Une fois que vous retirez le cylindre, inserré un chiffon propre dans les carters.

2. Le cylindre et la culasse utilisent des inserts d'alignement pour les maintenir en position droite.
Les inserts rendent difficile le retrait du cylindre des carters et la culasse.
Parfois, les inserts d’alignement en acier se corrodent dans les composants du moteur en aluminium .
Essayez de pulvériser de l'huile pénétrante sur les goujons avant de retirer la culasse du cylindre.
Ne jamais utiliser un tournevis à lame plate, un burin ou un marteau en métal pour retirer le cylindre.
Utilisez plutôt cette technique; achetez un maillet en cuivre , balancez-le à 45 degrés contre les côtés du cylindre.
Alterner de gauche à droite, en frappant doucement les côtés du cylindre pour le séparer des carters.
Nettoyez les inserts d’alignement en acier avec de la laine d’acier et de l’huile pénétrante.
Examinez les inserts de près. Si leur forme est déformée, ils ne permettront pas aux pièces du moteur de se visser ensemble
. Cela peut provoquer une fuite d'air dangereuse ou une fuite de liquide de refroidissement.
Les inserts sont bon marché à environ 2 € chacun.
Remplacez-les s'ils sont rouillés ou déformés en utilisant un extracteur d'insert.

3. Ne réutilisez jamais de vieux joints. Retirez-les avec une lame de rasoir ou un grattoir à joint.
N'utilisez pas de tampon en laine d'acier entraîné par une perceuse pour retirer les vieux joints car ils peuvent éliminer l' aluminium des plans de joint.
Cela provoquerait une fuite du joint.

4. Vérifiez toujours le jeu à la coupe des segments neuf en le plaçant dans le cylindre entre la
surface du joint de culasse et l'orifice d'échappement. L'écart doit être compris entre 0,3 et 0,6 mm.

5. Installez toujours les circlips avec l'ouverture dirigée vers le haut ou le bas, de manière à ce que l'inertie le maintienne bien dans la rainure du clip.
Placez un clip dans la gorge avant d'installer le piston sur la bielle.
Il est plus facile d'installer un clip avec le piston dans la main plutôt que sur la bielle.
Il y a aussi moins de chance que vous laissiez tomber le circlip dans les carters.
Utilisé un outil insert clips automatique,

6. Installez toujours les segments sur le piston avec les marques vers le haut.
Enduisez les segments d' huile prémélangée pour qu'elles puissent glisser dans la gorge lorsque vous essayez d'installer le piston dans le cylindre.


7. Installez toujours le piston sur la bielle avec la flèche sur la tête de piston orientée vers l'orifice d'échappement.

8. La manière traditionnelle d'assembler l'extrémité supérieure consiste à installer le piston sur la bielle, à comprimer les bagues et à faire glisser le cylindre sur le piston.
Cela peut être difficile avec des cylindres de plus gros diamètre ou si vous travaillez seul.
Essayez cette méthode à la place. Installez un circlip dans le piston, installez le piston dans le cylindre avec le trou d'axe visible, installez l'axe de piston à travers un côté du piston,
positionnez le cylindre sur la bielle et poussez l'axe de piston jusqu'à ce qu'il se trouve contre le circlip, installez l'autre circlip.
Il ne faut que deux mains pour installer la partie supérieure en utilisant cettemétode et il y a moins de risque que vous endommagiez les segments en tournant le cylindre lors de l' installation.

9. Sur les cylindres à clapets et grands orifices d’admission ovales, faites attention lors de l’installation du piston dans le cylindre, car les segments risquent de se coincer hors de leurs gorges.
Par l'orifice d'admission, utilisez un tournevis à lame plate pour repousser doucement les segments dans les rainures afin que le piston puisse passer.

10. Pour les joints de culasse en acier, placez le côté arrondi du "renflement" vers le haut.
N'utilisez pas de pate a joint.
Pour les joints hybride fibre / acier , placez le côté large des bagues en acier vers le bas.

11. Lorsque vous démarrez le moteur pour la première fois après une reconstruction, manipulez le starter pour maintenir le régime moteur relativement bas.
Une fois que le moteur est suffisamment chaud pour enlever le starter, conduisez le véhicule sur un sol plat et dur.
Ne pas dépassé les 2/3 de l'accélérateur pendant les 30 premières minutes.


Les deux mythes courants pour un rodage correct du moteur sont les suivants:
1. Réglez le moteur au ralenti accéléré, à l'arrêt sur un support.
Lorsque le moteur est sur un support, il n'a pas d' air qui passant à travers le radiateur et il risque de surchauffer.
2. Ajoutez de l'huile de pré-mélange supplémentaire au carburant.
Lorsque vous ajoutez plus d'huile au carburant, vous appauvrissez le mélange. Cela peut rendre le moteur plus chaud et serré.