L’assemblage du short-block est l’une des parties les plus importantes de la construction de votre moteur. Avec d’innombrables composants disponibles pour répondre à presque toutes les exigences de performance, il convient d’accorder une attention particulière à l’utilisation de votre Mustang. Cela étant, tous les composants ne s’additionnent pas pour fournir une augmentation réelle de la puissance lorsqu’ils sont installés ensemble sur le même bloc.
Le conducteur moyen n’accorde probablement pas beaucoup d’importance aux pistons, mais toute personne désireuse d’améliorer les performances de son moteur sait qu’il est important de déterminer le bon piston à utiliser, ce qui peut s’avérer une tâche quelque peu difficile. En se plongeant dans le monde des pistons, du jeu et des taux de compression, il devient rapidement évident qu’il existe un grand nombre de choix, de mesures, d’usages et de matériaux. Alors, comment se décider ?
Parmi les considérations les plus importantes qui influenceront votre décision, citons l’utilisation que vous prévoyez de faire de votre véhicule et les modifications que vous envisagez d’y apporter à l’avenir. Vous n’avez pas envie de sélectionner et d’installer des pistons pour vous rendre compte qu’ils ne sont pas compatibles avec le système d’azote que vous prévoyez d’ajouter l’année prochaine. Si vous avez l’intention d’apporter des modifications qui affecteront le taux de compression de votre moteur ou qui peuvent contribuer à d’éventuels problèmes de détonation, alors votre processus de sélection des pistons doit être examiné avec beaucoup plus d’attention. En outre, pour ceux qui participent à des courses, les organismes d’homologation peuvent avoir des règles ou des réglementations susceptibles d’affecter votre choix. Il est judicieux de se renseigner sur ces règles avant de procéder à la sélection des pistons.
Ce type de piston convient mieux à une utilisation sur un small-block. Notez le repère rainuré au bas du piston. Une fois installé, ce repère est orienté vers l’avant du moteur.
Les améliorations théoriques de la puissance sont un autre problème à prendre en compte lors du choix des pistons. Un gain de puissance annoncé plus élevé n’est pas nécessairement le meilleur choix pour votre utilisation. Au lieu de cela, un piston plus durable, capable d’offrir une meilleure résistance et de tenir plus longtemps dans des conditions de course difficiles, peut être votre meilleur choix. Et si vous n’avez pas l’intention de participer à des courses, mais que vous souhaitez simplement construire un bon véhicule de tous les jours, le matériau utilisé pour la fabrication du piston et son coût peuvent être des facteurs déterminants dans votre choix.
Les pistons sont fabriqués selon l’une des trois méthodes suivantes : pistons coulés, pistons forgés et pistons hypereutectiques. Chacun d’entre eux est fabriqué différemment et destiné à des utilisations quelque peu différentes. Aucun n’est nécessairement meilleur ou pire que l’autre, mais chacun répond à une finalité unique et à des besoins différents. Les pistons ont beaucoup évolué depuis l’époque où la fonte était la norme. Aujourd’hui, la majorité des pistons sont constitués d’un mélange d’aluminium et de silicium. Le silicium permet une meilleure dilatation de l’aluminium, peut contribuer à réduire l’usure et augmente la résistance. Des quantités variables de silicium sont ajoutées aux trois types de pistons.
Les pistons coulés sont probablement l’un des pistons les plus courants et les plus largement utilisés. Au fil des ans, ils sont restés un composant standard sur la plupart des véhicules de série conduits sur route. Parce qu’ils sont fabriqués en usine pour une usage moyen, ils ne sont pas aussi résistants que les pistons forgés ou hypereutectiques, et ne doivent pas être utilisés en course. En revanche, ils conviennent parfaitement à la conduite quotidienne.
En raison du mode de fabrication des pistons coulés, ils peuvent être relativement légers. Lors du moulage, le mélange d’aluminium et de silicium en fusion est versé dans un moule. En refroidissant, les métaux se cristallisent et durcissent. Comme cette opération laisse aux molécules la possibilité de former leurs propres motifs, les pièces moulées peuvent présenter des concentrations variables de métaux dans différentes zones. Cela peut entraîner des faiblesses dans la résistance du piston en raison d’un manque d’uniformité chimique et métallique. Toutefois, comme ces pistons sont coulés, les ébauches utilisées pour les fabriquer peuvent souvent être plus détaillées et plus complexes, ce qui permet au fabricant de réduire la quantité de métal nécessaire, et donc le poids. En outre, la quantité de silicium ajoutée aux pistons coulés est relativement faible par rapport à celle que l’on trouve dans les pistons forgés ou hypereutectiques. Moins un piston contient de silicium, moins il se dilatera à la chaleur. En revanche, le silicium facilite grandement le processus de fabrication, en rendant les composants plus faciles à usiner. Il renforce également la résistance générale du piston. La majorité des pistons coulés contiennent bien moins de 10 % de silicium. Les autres métaux présents dans les pistons coulés affectent leur résistance globale et peuvent inclure le nickel, le cuivre et le magnésium.
Il est important d’utiliser des segments de piston de qualité et de taille correcte. Les segments de gauche sont des segments d’étanchéité à l’huile et ceux de droite sont des segments de compression.
Les pistons forgés sont fabriqués de manière très différente. Le matériau en alliage de billettes utilisé pour fabriquer ces pistons est enfoncé et martelé dans la forme à l’aide d’une presse. Grâce à ce processus répété, la structure des molécules de métal est beaucoup plus uniforme sur l’ensemble du piston, ce qui se traduit par une plus grande résistance globale. Le martèlement continu au cours de la fabrication élimine pratiquement tous les points faibles potentiels du métal. Il est facile de comprendre pourquoi les pistons forgés ont été produits à l’origine pour la course automobile. Comme ce processus est beaucoup plus détaillé, les pistons forgés coûtent généralement un peu plus cher. Toutefois, il existe une autre différence importante entre les pistons forgés et les pistons coulés. La forme d’un piston forgé n’est généralement pas aussi complexe que celle d’un piston coulé. Les formes des ébauches de piston forgé sont généralement simples, en raison du traitement effectué à l’aide d’une presse. Cela permet également d’obtenir une structure plus solide et la capacité de supporter une détonation plus importante avant de tomber en panne.
L’installation des verrous en spirale sur les pistons est difficile et prend du temps. Leur installation peut en valoir la peine.
Le troisième type de piston disponible est le piston hypereutectique. Le terme « hypereutectique » fait simplement référence à la grande quantité de silicone qui est ajoutée à la fabrication de ces pistons avant qu’ils ne soient coulés. Dans certains cas, la silicone représente jusqu’à 18 % du matériau. Cette forte addition de silicone les rend plus solides et moins résistants à l’usure que les pistons coulés. Leur seul inconvénient est leur incompatibilité avec les situations de forte compression, comme l’ajout d’un système d’oxyde nitreux. Ils constituent cependant un excellent choix pour la majorité des usages sportifs où le taux de compression et les graves problèmes de détonation ne sont pas une préoccupation. L’avantage du silicium supplémentaire est de réduire l’usure de la gorge des segments et de permettre des portées de piston plus fines et des températures de combustion plus élevées.
Une fois que le choix du style et du matériau de vos nouveaux pistons a été déterminé, d’autres facteurs doivent être pris en compte. Il s’agit notamment de la conception de la tête de piston, des jeux entre les culasses et les soupapes, des segments, de la conception de la jupe, du taux de compression et, bien sûr, du coût global. Pour faciliter le processus de sélection, il est essentiel d’avoir une compréhension de base du fonctionnement de chacun de ces éléments afin d’atteindre votre objectif ultime en matière de performances.
La conception de la tête de piston que vous choisissez doit être dictée par le taux de compression souhaité. En outre, le piston doit s’adapter à la forme générale des culasses et à l’emplacement des soupapes. Les choix pour la conception de la tête de piston comprennent un sommet en dôme, un sommet en cuvette ou un sommet plat. En règle générale, les pistons à tête plate utilisés avec un volume de chambre plus petit sont meilleurs que les pistons à tête bombée. Un piston à tête bombée peut avoir un effet négatif sur le flux d’air et perturber la circulation de la flamme dans chaque cylindre. Réfléchissez bien à votre choix.
Si vous achetez des segments un peu trop grands pour l’utilisation, vous pouvez les rectifier et les limer pour les adapter.
La conception de la jupe du piston est un autre élément à prendre en compte. La taille appropriée de la jupe aide le piston à rester au centre du cylindre et l’empêche d’osciller dans l’alésage. Lors de la sélection des pistons, vérifiez toujours avec le fabricant comment mesurer correctement le diamètre du piston pour votre usage. N’oubliez pas que lorsqu’un moteur atteint sa température de fonctionnement, le piston se dilate davantage que la jupe. Une mesure incorrecte et l’absence de prise en compte de la conicité le long de la jupe peuvent créer des problèmes d’ajustement global.
Enfin, vous devez vous préoccuper du dégagement de la culasse. Un simple appel au fabricant vous aidera à déterminer les jeux minimaux à respecter. Si vous envisagez d’améliorer les culasses ultérieurement, veillez à respecter les recommandations. Il n’est jamais bon d’essayer de devancer les concepteurs. En général, cela laisse derrière soi des pièces cassées, une perte de temps et d’euros.
