Piston et cylindre, en génie mécanique, cylindre coulissant à tête fermée (le piston) qui est déplacé réciproquement dans une chambre cylindrique légèrement plus grande (le cylindre) par ou contre la pression d’un fluide, comme dans un moteur ou une pompe. Le cylindre d’une machine à vapeur (q.v.) est fermé par des plaques aux deux extrémités, la tige de piston, qui est fixée rigidement au piston, devant traverser l’une des plaques de recouvrement d’extrémité au moyen d’un presse-étoupe et d’un presse-étoupe (joint étanche à la vapeur).

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gasoline engine: Piston-and-cylinder engines

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Le cylindre d’un moteur à combustion interne est fermé à une extrémité par une plaque appelée tête et ouvert à l’autre extrémité pour permettre une libre oscillation de la bielle, qui relie le piston au vilebrequin. La culasse contient les bougies d’allumage des moteurs à allumage commandé (essence) et généralement la buse de carburant des moteurs à allumage par compression (diesel); sur la plupart des moteurs, les soupapes qui contrôlent l’admission des mélanges air-carburant frais et l’échappement du carburant brûlé sont également situées dans la tête.

Sur la plupart des moteurs, les cylindres sont des trous finis en douceur dans le composant structurel principal du moteur, connu sous le nom de bloc, généralement en fonte ou en aluminium. Sur certains moteurs, les cylindres sont doublés de manchons (doublures) qui peuvent être remplacés lorsqu’ils sont usés. Les blocs d’aluminium utilisent des doublures en fonte centrifugée qui sont placées dans le moule lorsque l’aluminium est coulé; ces doublures ne sont pas remplaçables, mais elles peuvent être reborées.

Les pistons sont généralement équipés de segments de piston. Ce sont des anneaux métalliques circulaires qui s’insèrent dans des rainures dans les parois du piston et assurent un ajustement serré du piston à l’intérieur du cylindre. Ils aident à fournir un joint pour empêcher les fuites de gaz comprimés autour du piston et pour empêcher l’huile de lubrification de pénétrer dans la chambre de combustion.

Une caractéristique importante d’un moteur à combustion interne est son taux de compression, défini comme le volume total de la chambre de combustion avec le piston complètement étendu (volume maximum) divisé par le volume total avec le piston complètement comprimé (volume minimum). Le taux de compression réel est en pratique un peu moins élevé. Des taux de compression plus élevés offrent généralement de meilleures performances du moteur, mais ils nécessitent un carburant avec de meilleures caractéristiques antidétonantes.

Étroitement associée au taux de compression est une caractéristique connue sous le nom de déplacement — i.e., le changement de volume (mesuré en pouces cubes ou centimètres cubes) de la chambre de combustion qui se produit lorsque le piston se déplace d’un extrême à l’autre. La cylindrée est liée à la puissance nominale d’un moteur.