Le contrôle du jeu cylindre/piston est une étape essentielle lors de la réfection d'un moteur 2 temps. Un jeu trop important entraîne une perte de compression et une usure prématurée, tandis qu'un jeu insuffisant peut provoquer un serrage du moteur. Dans ce guide, nous allons voir les outils nécessaires, les méthodes de mesure, les tolérances recommandées ainsi qu'un exemple pratique réalisé sur un moteur Yamaha DTR.
Au fil du temps, le cylindre et le piston s'usent naturellement. Un contrôle précis permet de vérifier si les tolérances du constructeur sont toujours respectées et d'éviter une perte de performances ou un serrage moteur.
Matériel nécessaire
- vérificateur d'alésage au 1/100ème
- pieds à coulisse traditionnel et digital (personnellement je préfère le traditionnel)
- micromètre d'extérieur (palmer) 50-75mm (avec sa cale étalon non photographiée)
- jeu de 19 cales (facom 804p) de 0.04 à 1mm (avec cales au 1/100ème de 0.04 à 0.1mm)
Présentation du cylindre et du piston
Il s'agit d'un cylindre piston de DTR récemment démonté, le cylindre totalise 19000kms et le piston 7000.
L'ensemble est en cote d'origine, et le piston est un tecnium forgé.
Les mesures sont réalisées sans avoir déculassé en attente d'une décision de réfection du cylindre, mais il est
évident qu'elles seront à compléter culasse enlevée par la suite.
la mesure du possible) à 20° en évitant de trop manipuler celui ci (on a vite fait de dilater de 1/100ème !!), et en
tenant le palmer par sa partie plastique.
Un piston se mesure 10 à 15mm au dessus des jupes et perpendiculairement à son axe
On lit 55.94mm sur le palmer, ce qui est la cote normale de ce piston !!
On constate un jeu à la coupe de 0.4mm à l'aide des cales, ce qui est encore dans la norme (0.3 à 0.45 préconisé par Yamaha).
L'ensemble est en cote d'origine, et le piston est un tecnium forgé.
Les mesures sont réalisées sans avoir déculassé en attente d'une décision de réfection du cylindre, mais il est
évident qu'elles seront à compléter culasse enlevée par la suite.
Mesure du piston
Elle est réalisée au palmer (après ré-étalonnage de celui ci avec la cale étalon), l'appareil et le piston sont (dansla mesure du possible) à 20° en évitant de trop manipuler celui ci (on a vite fait de dilater de 1/100ème !!), et en
tenant le palmer par sa partie plastique.
Un piston se mesure 10 à 15mm au dessus des jupes et perpendiculairement à son axe
Contrôle de l'usure des segments
En observant le piston, voici ce que l'on peut voir coté échappement:
Il y a des traces de combustion au niveau de la lumière d'échappement entre les 2 segments, mais rien sur tout le tour ni sous le second segment.
Des segments fatigués, donc non étanches donnent des traces plus importantes, on peut comprendre par quel mécanisme en visualisant ce schéma:
Des segments fatigués, donc non étanches donnent des traces plus importantes, on peut comprendre par quel mécanisme en visualisant ce schéma:
Mesure du jeu à la coupe des segments
On introduit un segment à l'aide du piston dans le cylindre, puis on mesure à l'aide du jeu de cales.
Bien sur il faut le faire successivement pour chaque segment, en faisant attention à ne pas les coincer dans un transfert.
Bien sur il faut le faire successivement pour chaque segment, en faisant attention à ne pas les coincer dans un transfert.
On constate un jeu à la coupe de 0.4mm à l'aide des cales, ce qui est encore dans la norme (0.3 à 0.45 préconisé par Yamaha).
Première estimation du jeu cylindre/piston
On met le piston dans le cylindre, puis à l'aide du jeu de cales il va falloir trouver celle qui correspond au jeu.
Ici, la 0.06mm n'est pas tout à fait suffisante, la 0.08mm force mais passe, et la 0.07mm semble bien adaptée
mais parfois un peu lâche selon l'endroit où elle est mise.
Donc, on semble s'orienter pour un jeu compris entre 0.07 et 0.08mm, ...ou sur un cylindre légèrement ovalisé !
J'ai donc effectué des mesures avec mes 2 pieds à coulisse en différents endroits (tout n'est pas en photo).
Les photos sont prises avec le modèle traditionnel, et à savoir que j'obtenais des valeurs allant de 55.92 à 56.03
avec le digital, ...ce qui montre bien l'imprécision de la chose et les variations dues à la pression effectuée sur l'appareil !!
Avec le pied à coulisse standard, les variations de mesures sont moins importantes et de l'ordre de 56mm, et j'en profite pour vérifier au palmer la dernière mesure.
J'obtiens 55.99mm.
On peut donc en déduire qu'une mesure au pied à coulisse est insuffisante, et qu'au mieux elle permettra une approche de la cote d'un cylindre de DTR (et encore, en étant minutieux)
définie par paliers de 0.25mm.
Mais en aucun cas on aura une précision suffisante pour un cylindre de TDR pouvant varier au 1/100ème !!
Ici, la 0.06mm n'est pas tout à fait suffisante, la 0.08mm force mais passe, et la 0.07mm semble bien adaptée
mais parfois un peu lâche selon l'endroit où elle est mise.
Donc, on semble s'orienter pour un jeu compris entre 0.07 et 0.08mm, ...ou sur un cylindre légèrement ovalisé !
Mesure du diamètre du cylindre
Ne me jetez pas des pierres de suite, ...c'est surtout pour démontrer l'imprécision de la chose.J'ai donc effectué des mesures avec mes 2 pieds à coulisse en différents endroits (tout n'est pas en photo).
Les photos sont prises avec le modèle traditionnel, et à savoir que j'obtenais des valeurs allant de 55.92 à 56.03
avec le digital, ...ce qui montre bien l'imprécision de la chose et les variations dues à la pression effectuée sur l'appareil !!
Avec le pied à coulisse standard, les variations de mesures sont moins importantes et de l'ordre de 56mm, et j'en profite pour vérifier au palmer la dernière mesure.
J'obtiens 55.99mm.
On peut donc en déduire qu'une mesure au pied à coulisse est insuffisante, et qu'au mieux elle permettra une approche de la cote d'un cylindre de DTR (et encore, en étant minutieux)
définie par paliers de 0.25mm.
Mais en aucun cas on aura une précision suffisante pour un cylindre de TDR pouvant varier au 1/100ème !!
Étalonnage du comparateur d'alésage
Le cylindre étant en première cote, je me sers d'une mesure d'étalonnage volontairement supérieure à celle du cylindre, donc je bloque le palmer sur 56.10mm de manière à ce que
le comparateur soir armé et avoir une bonne amplitude de lecture.
le comparateur soir armé et avoir une bonne amplitude de lecture.
Le calibrage se fait en cherchant le sommet de la variation d'aiguille du comparateur d'alésage pour y caler le zéro du cadran de comparateur
.Réalisation des mesures
Le contrôle du cylindre se fait sur neuf mesures reparties sur 3 hauteurs du cylindre et à 120° sur chaque niveau.
Donc 3 mesures à 120° l'une de l'autre en haut du cylindre, puis la même chose à mi-hauteur (attention aux lumières) et en bas
.
Les mesures se font comme pour le calibrage: en cherchant le sommet de la variation d'aiguille du comparateur d'alésage.
Pour cela il faut donc bouger le comparateur d'alésage de droite à gauche pendant chaque mesure, et noter la position ou l'aiguille va le plus loin.
Donc 3 mesures à 120° l'une de l'autre en haut du cylindre, puis la même chose à mi-hauteur (attention aux lumières) et en bas
.
Les mesures se font comme pour le calibrage: en cherchant le sommet de la variation d'aiguille du comparateur d'alésage.
Pour cela il faut donc bouger le comparateur d'alésage de droite à gauche pendant chaque mesure, et noter la position ou l'aiguille va le plus loin.
Analyse des résultats
Sur les 9 mesures réalisées, j'ai obtenu 7 fois une valeur lue de 0.09mm et 2 fois une valeur de 0.08mm.
Le comparateur d'alésage était calé sur 56.10mm, ce qui veut dire que la cote exacte du cylindre est de: 56.10 - 0.09 = 56.01mm.
De plus il y a une ovalisation de 0.01mm (0.09 - 0.08).
En résumé:
Il apparait que le cylindre est en cote 56.01 avec une ovalisation de 0.01mm.
Le jeu cylindre/piston est de 0.07mm, soit un peu plus que les 0.06 préconisés pour un piston forgé, mais moins que les 0.1mm maxi tolérés
D'après Yamaha, la cote du cylindre d'origine est entre 56 et 56.02mm et l'ovalisation limite est de 0.01mm.
Donc, en théorie, ce haut moteur est encore utilisable pour quelques milliers de kilomètres, il peut encore rouler mais ne donnera plus sa puissance maximale.
Mais ceci n'est qu'une première conclusion !!
Le comparateur d'alésage était calé sur 56.10mm, ce qui veut dire que la cote exacte du cylindre est de: 56.10 - 0.09 = 56.01mm.
De plus il y a une ovalisation de 0.01mm (0.09 - 0.08).
En résumé:
Il apparait que le cylindre est en cote 56.01 avec une ovalisation de 0.01mm.
Le jeu cylindre/piston est de 0.07mm, soit un peu plus que les 0.06 préconisés pour un piston forgé, mais moins que les 0.1mm maxi tolérés
D'après Yamaha, la cote du cylindre d'origine est entre 56 et 56.02mm et l'ovalisation limite est de 0.01mm.
Donc, en théorie, ce haut moteur est encore utilisable pour quelques milliers de kilomètres, il peut encore rouler mais ne donnera plus sa puissance maximale.
Mais ceci n'est qu'une première conclusion !!
État de surface du cylindre
Si on regarde les marques d'alésage (les "traits croisés" dans le cylindre), ceux ci sont loin d'être parfaits surtout en bas:
Vu de la lumière d'échappement tout est ok.
les stries dans le cylindre servent à la lubrification du cylindre, et quand elles sont disparues il faut déglacer le cylindre de manière à les recréer:
Un déglaçage professionnel est fait à la rôdeuse, ou un déglaçage "de fortune" peut être fait avec ce type d'appareil monté sur une perceuse à colonne
Bien sur avec un rodoir comme sur la photo la qualité et la précision seront bien moindre, et il sera difficile de ne pas trop enlever de matière.
Dans le cas du cylindre étudié un déglaçage augmenterait encore le jeu cylindre/piston, réduisant la durée de vie de ce dernier !!
les stries dans le cylindre servent à la lubrification du cylindre, et quand elles sont disparues il faut déglacer le cylindre de manière à les recréer:
Un déglaçage professionnel est fait à la rôdeuse, ou un déglaçage "de fortune" peut être fait avec ce type d'appareil monté sur une perceuse à colonne
Bien sur avec un rodoir comme sur la photo la qualité et la précision seront bien moindre, et il sera difficile de ne pas trop enlever de matière.
Dans le cas du cylindre étudié un déglaçage augmenterait encore le jeu cylindre/piston, réduisant la durée de vie de ce dernier !!
Quand faut-il réaléser un cylindre ?
Un réalésage devient nécessaire lorsque le cylindre dépasse les tolérances d'usure indiquées par le constructeur. Les principaux signes sont une ovalisation excessive, des rayures profondes, un jeu cylindre/piston trop important ou une perte de compression.
Un simple déglaçage peut suffire si l'usure est faible et que les dimensions restent dans les tolérances. En revanche, lorsque le cylindre est trop usé, le réalésage permet de retrouver une surface parfaitement cylindrique. Il faudra ensuite monter un piston en cote réparation correspondant au nouvel alésage.
Dans le cas du cylindre présenté dans cet article, les mesures montrent qu'il est encore utilisable, mais son usure est proche des limites recommandées. Un réalésage permettra de repartir sur une base saine avec un piston neuf adapté.
Conclusion
Donc, en conclusion il vaut mieux réaléser en cote supérieure et repartir sur du neuf !!Bien sur ce haut moteur peut encore tourner, mais à mon avis juste en dépannage en attendant mieux.
Bonus : utilisation du pied à coulisse et du micromètre
Pour ceux qui ne connaitraient pas, voici comment on se sert d'un pied à coulisse et d'un palmer..
Rappel
J'ai bien précisé au début que cette "étude" était bien en dessous de ce qu'un professionnel peut réaliser !!
La métrologie est une science exacte réalisée en théorie à 20° dans un environnement adéquat, un outil mal calibré ou une choc thermique peut vite tout fausser (rien que le fait de tenir trop
longtemps un piston à la main peut jouer sur 1 ou 2 centièmes), de plus un outillage performant coute cher...
Donc, il faut relativiser l'exactitude de mon "étude".
Certes j'ai vu parfois bien pire comme réalisation de mesures par des professionnels, que ce que j'ai exposé
ici !!
Mais, heureusement j'ai vu aussi beaucoup mieux.
Même type d'étude réalisé par un professionnel:
Cylindre de 25000km,
le cylindre est joli, 2 petites traces visibles mais pas palpables, ras
CONTROLE ET MESURES
plus de 10cent de jeu piston cylindre
normalement on mesure piston dans le bon sens mais je n'ai pas pris de photos a ce moment là
contrôle du jeu a la coupe
segment dans le cylindre, le piston sert a mettre les segments bien droits
résultat jeu de 0,4
attention les yeux c'est la que ca fait mal
la machine pour mesurer est un tripoint, et le cylindre s'usant en ovale, on fait un première mesure rotation de
180° et il faut multiplier la différence par deux pour avoir l'ovalisation.
56,01 dans un sens, et 56,05 dans l'autre , donc le cylindre mesure 56,01 et 56,09 (rappel le piston mesure 55,93)
Donc maintenant le cylindre mesuré, passons a l'action
surprises surprises, pleins de défauts apparaissent
C'est usé, a l'échappement et au niveau des transferts, un peu partout quoi...
gros manque de matière sur l'axe
La métrologie est une science exacte réalisée en théorie à 20° dans un environnement adéquat, un outil mal calibré ou une choc thermique peut vite tout fausser (rien que le fait de tenir trop
longtemps un piston à la main peut jouer sur 1 ou 2 centièmes), de plus un outillage performant coute cher...
Donc, il faut relativiser l'exactitude de mon "étude".
Certes j'ai vu parfois bien pire comme réalisation de mesures par des professionnels, que ce que j'ai exposé
ici !!
Mais, heureusement j'ai vu aussi beaucoup mieux.
Même type d'étude réalisé par un professionnel:
Cylindre de 25000km,
le cylindre est joli, 2 petites traces visibles mais pas palpables, ras
CONTROLE ET MESURES
plus de 10cent de jeu piston cylindre
normalement on mesure piston dans le bon sens mais je n'ai pas pris de photos a ce moment là
segment dans le cylindre, le piston sert a mettre les segments bien droits
attention les yeux c'est la que ca fait mal
la machine pour mesurer est un tripoint, et le cylindre s'usant en ovale, on fait un première mesure rotation de
180° et il faut multiplier la différence par deux pour avoir l'ovalisation.
Donc maintenant le cylindre mesuré, passons a l'action
Questions fréquentes (FAQ)
Quel est le jeu cylindre/piston recommandé ?
Le jeu cylindre/piston dépend du constructeur et du type de piston utilisé. Pour un piston forgé, les tolérances sont souvent plus importantes que pour un piston coulé. Il est indispensable de consulter les données du manuel d'atelier du moteur concerné.
Comment mesurer le jeu cylindre/piston ?
Le piston se mesure à l'aide d'un micromètre extérieur, tandis que le cylindre se contrôle avec un comparateur d'alésage. Le jeu correspond à la différence entre le diamètre intérieur du cylindre et le diamètre du piston.
Quand faut-il réaléser un cylindre ?
Un réalésage est recommandé lorsque le cylindre présente une usure importante, une ovalisation supérieure aux tolérances du constructeur ou des rayures profondes qui ne peuvent plus être corrigées par un simple déglaçage.
Comment contrôler l'usure des segments ?
L'usure des segments se contrôle principalement en mesurant le jeu à la coupe avec un jeu de cales. Les valeurs doivent être comparées aux spécifications du constructeur.
Peut-on continuer à rouler avec un jeu cylindre/piston trop important ?
Un moteur peut encore fonctionner avec un jeu supérieur à la valeur idéale, mais cela entraîne généralement une perte de compression, une baisse des performances, une consommation d'huile plus élevée et une usure accélérée des pièces.
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