Comme son nom l’indique, un segment de piston est un anneau métallique fixé sur le piston d’un moteur. Dans les moteurs automobiles à quatre temps, le système de segment de piston est responsable de l’étanchéité de la chambre de combustion et de son contenu du reste du moteur, ainsi que de la régulation de la circulation et de la consommation d’huile. Dans les moteurs à deux temps simples, comme ceux que l’on trouve sur les motos et les scooters, les segments de piston ne font pas circuler d’huile car la lubrification est assurée par de l’huile mélangée directement au carburant. Dans les deux cas, les segments de piston jouent un rôle essentiel dans le bon fonctionnement d’un moteur.
Dans la plupart des moteurs à quatre temps, une série de trois segments est utilisée par piston. Plutôt que d’encercler entièrement le piston, chaque segment de piston est à extrémité ouverte, de sorte qu’il peut se comprimer lorsqu’il est installé dans le cylindre, pour assurer une étanchéité parfaite. Cependant, ils ne remplissent pas tous la même fonction. Dans l’ordre, de haut en bas sur une tête de piston se trouvent la bague de compression, la bague d’essuie-glace et la bague de contrôle d’huile. Chacun est généralement fabriqué en fonte ou en acier, mais ils ont une forme différente et des caractéristiques de conception uniques.
L’anneau le plus haut, l’anneau de compression, fonctionne principalement comme le joint – empêchant le mélange air-carburant dans la chambre de combustion de s’échapper vers d’autres parties du moteur. Vue en bout, la bague de compression peut ressembler à un rectangle ou à une clé de voûte. Au milieu, l’anneau d’essuie-glace est conçu avec un bord conique incliné vers le bas pour lubrifier la paroi du cylindre et diriger l’excès d’huile vers le carter. Enfin, la bague de contrôle d’huile, qui n’est souvent pas une bague unique mais plutôt deux rails minces, comprend des trous percés qui permettent à l’huile de s’écouler.
De toutes les pièces d’un moteur soumises à l’usure, les segments de piston sont parmi les plus sollicités en permanence. Avec les pistons d’un moteur agissant comme l’extrémité mobile de la chambre de combustion, la pression de chaque allumage doit être contenue par les anneaux. Malgré des revêtements et des traitements résistants à l’usure, un segment de piston est néanmoins sujet à l’usure lors d’une utilisation normale.
Lorsqu’un segment de piston s’use, un comportement indésirable peut affecter les performances du moteur. L’huile et le carburant auparavant séparés peuvent se mélanger, provoquant une accumulation de pression dans le carter moteur à mesure que l’essence dilue l’huile. De plus, l’huile qui pénètre dans la chambre de combustion peut s’enflammer, provoquant l’émission de fumée bleue par le système d’échappement de la voiture. Enfin, des segments de piston usés peuvent avoir un impact négatif sur la compression d’un moteur, entraînant un gaspillage de carburant, une consommation d’huile excessive et une diminution de la puissance. Relativement peu coûteux en soi, le travail requis pour remplacer un segment de piston peut en faire une proposition coûteuse et chronophage, bien que nécessaire pour des performances optimales.