L'ensemble du piston peut être principalement divisé en trois parties : la couronne du piston, la tête du piston et la jupe du piston.
La fonction première du piston est de résister à la pression de combustion dans le cylindre et de transmettre cette force au vilebrequin via l'axe de piston et la bielle. De plus, le piston, avec la culasse et les parois du cylindre, forme la chambre de combustion.
La couronne du piston fait partie de la chambre de combustion et est donc souvent fabriquée sous différentes formes. Les couronnes de piston des moteurs à essence sont pour la plupart plates ou concaves pour garantir une structure de chambre de combustion compacte, une petite zone de dissipation thermique et un processus de fabrication simple. Les pistons convexes sont couramment utilisés dans les moteurs à essence à deux-temps. Les couronnes de piston des moteurs diesel sont souvent réalisées avec divers évidements.
La tête de piston est la partie située au-dessus du siège de l'axe de piston. Des segments de piston sont installés sur la tête de piston pour empêcher les gaz de combustion à haute-température et haute-pression de pénétrer dans le carter et pour empêcher l'huile moteur de pénétrer dans la chambre de combustion. La majeure partie de la chaleur absorbée par la couronne du piston est également transférée au cylindre via la tête du piston, puis dissipée par le fluide de refroidissement.
La tête de piston est usinée avec plusieurs rainures de segment pour l'installation des segments de piston. Le nombre de segments de piston dépend des exigences d'étanchéité et est lié au régime moteur et à la pression du cylindre. Les moteurs à haut-régime ont moins de segments de piston que les moteurs à bas-régime, et les moteurs à essence ont moins de segments de piston que les moteurs diesel. Généralement, les moteurs à essence utilisent deux segments de compression et un segment d'huile ; les moteurs diesel utilisent trois segments de compression et un segment d'huile ; Les moteurs diesel à faible-régime utilisent trois à quatre segments de compression. Pour réduire les pertes par frottement, la hauteur de la section des segments de piston doit être minimisée et le nombre de segments doit être réduit autant que possible tout en assurant l'étanchéité.
La partie entière située sous les rainures des segments de piston est appelée jupe de piston. Sa fonction est de guider le mouvement alternatif du piston dans le cylindre et de résister à la pression latérale. Lors du fonctionnement du moteur, le piston subit une déformation en flexion due à la pression du gaz à l'intérieur du cylindre. Lorsque le piston est chauffé, sa dilatation est plus importante au niveau de l'axe de piston en raison de la teneur plus élevée en métal. De plus, le piston subit une déformation en compression sous pression latérale. Le résultat combiné de ces déformations fait de la section transversale de la jupe du piston une ellipse dont le grand axe est perpendiculaire à la direction de l'axe du piston. De plus, comme la répartition de la température et de la masse le long de l'axe du piston est inégale, la dilatation thermique de chaque section -est plus grande en haut et plus petite en bas.
