Le piston du moteur automobile est l'une des pièces principales du moteur, lui et le segment de piston, l'axe de piston et d'autres pièces du groupe de pistons, ainsi que la culasse et d'autres composants forment ensemble la chambre de combustion, résistent à la force du gaz et transmettent la puissance au vilebrequin via l'axe de piston et la bielle pour terminer le processus de fonctionnement du moteur à combustion interne.
Étant donné que le piston est soumis à des conditions de fonctionnement difficiles, notamment à haute vitesse, haute pression et haute température, et afin d'assurer le bon fonctionnement et la durabilité du moteur, il doit présenter une résistance et une rigidité suffisantes, une bonne conductivité thermique, une résistance élevée à la chaleur, un faible coefficient de dilatation (diminution des variations de taille et de forme), une densité relativement faible (légèreté), une résistance à l'usure et à la corrosion, et un faible coût. Compte tenu des nombreuses exigences, parfois contradictoires, il est difficile de trouver un matériau de piston répondant pleinement à ces exigences.
Les pistons des moteurs modernes sont généralement fabriqués en alliage d'aluminium. Cet alliage présente les avantages d'une faible densité et d'une bonne conductivité thermique, mais présente également les inconvénients d'un coefficient de dilatation relativement élevé et d'une faible résistance aux températures élevées, ce qui ne peut être obtenu que par une conception structurelle judicieuse. Par conséquent, la qualité d'un moteur automobile dépend non seulement des matériaux utilisés, mais aussi de la rationalité de sa conception.
Une voiture comporte des dizaines de milliers de pièces, allant des vilebrequins et boîtes de vitesses aux rondelles élastiques, en passant par les boulons et écrous. Chaque pièce a son rôle, comme le segment de piston, « petit », d'apparence simple par sa forme, très léger et d'un prix très abordable, mais son rôle est considérable. Sans lui, la voiture ne peut pas avancer. Même en cas de problème mineur, elle ne fonctionnera pas normalement, que ce soit en raison d'une consommation de carburant élevée ou d'une puissance insuffisante. L'ensemble piston-cylindre, en contact direct avec la paroi du cylindre, constitue le segment de piston. Il comble l'espace entre le piston et la paroi du cylindre pour fermer la chambre de combustion. C'est donc la pièce la plus sujette à l'usure du moteur. Le segment de piston est généralement en fonte, présente une certaine élasticité, des sections transversales variées et un revêtement en surface pour améliorer les performances de rodage. Lorsque le moteur tourne, le piston chauffe et se dilate, ce qui crée un espace ouvert.
Afin de maintenir l'étanchéité lors de l'installation, l'ouverture du segment de piston doit être décalée. Un piston comporte souvent trois ou quatre segments, divisés en deux catégories : les segments de gaz et les segments d'huile, selon leurs fonctions. Le segment de gaz est installé dans la gorge de segment à l'extrémité supérieure de la tête de piston pour empêcher les fuites d'air, transférer la chaleur de la tête de piston à la paroi du cylindre et évacuer la chaleur du piston. Le segment d'huile a pour fonction d'empêcher l'huile de lubrification de pénétrer dans la chambre de combustion et de racler l'excédent d'huile sur la paroi du cylindre vers le carter d'huile, installé dans la gorge de segment inférieure du segment de gaz. Tant que l'étanchéité est assurée, le nombre de segments de piston est inférieur à la surface de frottement minimale, ce qui réduit les pertes de puissance et raccourcit la hauteur du piston, diminuant ainsi la hauteur du moteur.
Un segment de piston mal installé ou dont l'étanchéité est défaillante entraîne la combustion de l'huile sur la paroi du cylindre, ainsi que de la chambre de combustion et du mélange, provoquant ainsi la combustion de l'huile. Si le jeu entre le segment et la paroi du cylindre est trop faible ou si le segment est coincé dans sa gorge en raison d'une accumulation de calamine, etc., lors du mouvement alternatif du piston, il risque de rayer la paroi du cylindre et, à long terme, de former une profonde rainure sur celle-ci, souvent appelée « tirage du cylindre ». La paroi du cylindre présente des rainures et une étanchéité défaillante, ce qui peut également entraîner une combustion de l'huile. Par conséquent, l'état de fonctionnement du piston doit être vérifié régulièrement afin d'éviter ces deux situations et de garantir le bon fonctionnement du moteur.