Le piston d’un moteur automobile est l’un des principaux composants du moteur. Il forme un groupe de pistons avec des segments de piston, des axes de piston et d'autres pièces et forme avec la culasse une chambre de combustion. Il supporte la force du gaz et transmet la puissance au vilebrequin via les axes de piston et les bielles pour compléter le processus de fonctionnement du moteur à combustion interne. En raison de l'environnement de travail difficile caractérisé par une vitesse élevée, une pression élevée et une température élevée du piston, et compte tenu du fonctionnement fluide et durable du moteur, il est nécessaire que le piston ait également une résistance et une rigidité suffisantes, une bonne conductivité thermique, une résistance thermique élevée, un faible coefficient de dilatation (petits changements de taille et de forme), une faible densité relative (poids léger), une résistance à l'usure et à la corrosion et un faible coût. En raison des exigences élevées et nombreuses, dont certaines sont contradictoires, il est difficile de trouver un matériau de piston capable de répondre pleinement à toutes les exigences. Les pistons des moteurs modernes sont généralement fabriqués en alliage d'aluminium, qui présente les avantages exceptionnels d'une faible densité et d'une bonne conductivité thermique. Cependant, il présente également les inconvénients d'un coefficient de dilatation relativement élevé et d'une faible résistance aux températures élevées. Ces inconvénients ne peuvent être résolus que par une conception structurelle raisonnable répondant aux exigences d’utilisation. Ainsi, la qualité d'un moteur de voiture dépend non seulement des matériaux utilisés, mais également de la rationalité de la conception.
Il existe des dizaines de milliers de pièces dans une voiture, allant des vilebrequins et boîtes de vitesses aux ressorts, rondelles, boulons et écrous. Chaque composant a sa propre fonction, comme les segments de piston, qui peuvent sembler simples dans leur forme, légers et bon marché, mais leur fonction est importante. Sans cela, la voiture ne peut pas bouger, et même si elle présente quelques problèmes mineurs, elle fonctionnera anormalement, soit en raison d'une consommation de carburant élevée, soit d'une puissance insuffisante. Dans toute la coordination entre le groupe de pistons et le cylindre, le segment de piston est celui qui entre réellement en contact avec la paroi du cylindre. Il remplit l'espace entre le piston et la paroi du cylindre pour sceller la chambre de combustion, ce qui en fait la pièce du moteur la plus facilement usée. Les segments de piston sont généralement en fonte, avec un certain degré d'élasticité, diverses formes de section transversale et des revêtements de surface pour augmenter les performances de fonctionnement. Lorsque le moteur tourne, le piston se dilate à cause de la chaleur, de sorte que les segments de piston ont un jeu d'ouverture. Pour maintenir l'étanchéité, les positions de jeu d'ouverture de chaque segment de piston doivent être décalées lors de l'installation. Un piston comporte souvent trois à quatre segments de piston, qui sont divisés en deux catégories selon leurs différentes fonctions : les segments à gaz et les segments à huile. L'anneau à gaz est installé dans la rainure annulaire à l'extrémité supérieure de la tête du piston pour éviter les fuites d'air, transférer la chaleur de la tête du piston à la paroi du cylindre et dissiper la chaleur du piston. La fonction du segment d'huile est d'empêcher l'huile lubrifiante de pénétrer dans la chambre de combustion, en raclant l'excès d'huile lubrifiante de la paroi du cylindre vers le carter d'huile. Il est installé dans la rainure inférieure de l'anneau à gaz. Tant que les exigences en matière de fonction d'étanchéité sont remplies, il est préférable d'avoir moins de segments de piston que d'en avoir plus. Avoir moins de segments de piston maintient non seulement une zone de friction minimale et réduit la perte de puissance, mais raccourcit également la hauteur du piston, ce qui réduit à son tour la hauteur du moteur.
Si l'installation du segment de piston est incorrecte ou si l'étanchéité est mauvaise, l'huile sur la paroi du cylindre montera jusqu'à la chambre de combustion et brûlera avec le mélange, provoquant un phénomène de combustion d'huile. Si le jeu entre le segment de piston et la paroi du cylindre est trop petit ou si le segment de piston est coincé dans la rainure du segment en raison d'un dépôt de carbone, il est probable qu'il raye la paroi du cylindre pendant le mouvement alternatif du piston. Au fil du temps, des rainures profondes se formeront sur la paroi du cylindre, ce qui est communément appelé phénomène de « traction du cylindre ». Les rainures sur la paroi du cylindre et une mauvaise étanchéité peuvent également provoquer des brûlures d'huile. Par conséquent, l'état de fonctionnement du piston doit être régulièrement vérifié pour éviter l'apparition des deux situations ci-dessus et garantir le bon fonctionnement du moteur.
