Moteur BMW S54

Mar 19, 2023

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Steven Paul

10 octobre 2022 / 5 minutes de lecture

Il y a beaucoup de composants dans la fabrication d'une voiture dans le but exprès d'apporter de la joie au volant. Certains au sens propre, d'autres au figuré. J'aime à croire que la direction et la suspension sont «l'âme» du véhicule. Il y a des raisons parfaitement mécaniques à leur comportement et à la façon dont le conducteur interagit avec eux. Mais il y a quelque chose d'un peu plus intangible ; après tout, l'adhérence mécanique, le poids et la vitesse de direction, et même la position de conduite sont tous subjectifs pour le conducteur. Mais je m'égare.

Si ces composants du véhicule sont «l'âme», je pense que la plupart des passionnés d'automobiles conviendraient que le moteur est le «cœur». C'est objectivement soit vibrant, battant et très vivant, soit… eh bien, non. Je suppose que beaucoup de responsables du moteur S54 seraient d'accord.

Peu de moteurs BMW résonnent avec autant de dynamisme chez les passionnés que le six cylindres en ligne S54. BMW l'a introduit en 2000 avec la troisième génération de M3, la E46. Il a ensuite trouvé sa place dans les Z3 M Coupé et Roadsters réintroduits en 2001, puis à nouveau dans les Z4 M Coupé et Roadster en 2006. Au total, quelque 100 000 moteurs S54 ont trouvé leur place dans le monde. Selon mon estimation, cela en fait le deuxième moteur M au volume de production le plus élevé de tous les temps.

Voici tout ce que vous devez savoir à ce sujet.

Malgré le partage de la désignation avec son contemporain, le moteur M54, le S54 partage vraiment beaucoup plus avec le S50 aux spécifications européennes. La S50 est apparue en 1992 alimentant la E36 M3, avec une construction en bloc de fer et une tête en aluminium avec des corps de papillon individuels. Le S54 partage cette construction. Il reprend le système à double VANOS trouvé dans le dernier S50B32, adoptant en outre sa conception à quatre soupapes par cylindre et ses doubles arbres à cames en tête.

Ainsi, avec BMW utilisant le S50B32 comme point de lancement, il était temps de se moderniser. La S54 a reçu de nouvelles technologies importantes pour faire entrer BMW M dans le 21e siècle. Un nouveau logiciel de gestion du moteur (MSS54) comprend deux microcontrôleurs 32 bits, capables de 25 millions de calculs par seconde. Ce logiciel mesure et ajuste tout, depuis le calage de l'allumage, le dosage de l'injection de carburant, le refroidissement et même le comportement de changement de vitesse lorsqu'il est équipé d'une transmission SMG. D'autres améliorations incluent des pistons en aluminium forgé et revêtu de graphite, un vilebrequin léger et des bielles forgées renforcées.

Un objectif déclaré du moteur S54 était de franchir la barre des "100 chevaux par litre". Bien qu'il s'agisse d'une statistique quelque peu dénuée de sens, elle a été atteinte (dans la plupart des cas) et place le S54 parmi une entreprise contemporaine vantée. Pensez aux moteurs de la série F de Honda que l'on trouve dans la S2000 et au M96 que l'on trouve dans la 996.2 GT3 de Porsche.

Mais peut-être que l'aspect le plus fascinant du cycle de développement du S54 est qu'il s'est poursuivi bien après que le fabricant ait eu intérêt à le soutenir ! À ce jour, le marché secondaire continue d'améliorer les points faibles d'origine du moteur. Des modèles commerciaux entiers tournent autour de la réaffectation et de l'amélioration de pièces uniques telles que les composants VANOS et les roulements de bielle.

Le S54, pour l'époque, était un peu une merveille d'ingénierie. Comme indiqué, une référence de "100 chevaux par litre" a été établie, et dépassée, dans le S54 trouvé dans le E46 M3. Le S54 que l'on retrouve dans le Z3 produit 315 chevaux et 251 livres-pied, à 7900 tr/min et 4900 tr/min, respectivement. Les S54B32 de la M3 produisaient 333 chevaux et 262 livres-pied, au même régime. Le Z4 M était amarré à 3 chevaux dans les Amériques, et les E46 M3 du reste du monde ont obtenu une bosse de 5 chevaux. Sous l'apparence légendaire de "M3 CSL", le S54B32HP développait jusqu'à 350 chevaux, grâce à des embouts de moteur révisés.

En parlant de cela, il est impossible de mentionner le S54 sans élaborer sur le M3 CSL. La version allégée du E46 M3, le S54B32HP du CSL, a reçu quelques mises à niveau lourdes. Le plus célèbre est le plénum d'admission massif en fibre de carbone qui supprime complètement le débitmètre d'air massique normal, s'appuyant plutôt directement sur le DME pour les calculs d'aspiration d'air. Les arbres à cames et les soupapes d'échappement modifiés améliorent également la réponse de l'accélérateur et augmentent la puissance. Enfin, un DME révisé tire pleinement parti de tous les avantages exclusifs à CSL.

Malgré son profil techniquement avancé, le S54 utilise une formule très traditionnelle. C'est une recette de course classique : faible cylindrée, forte compression et tous les régimes. Bien que seulement 3,2 litres, il exécute une compression de 11,5: 1 et tourne à 8000 tr / min. Une course de 91 mm reste inchangée par rapport à la S50, mais l'alésage de la S54 est légèrement ouvert à 87 mm. BMW a conservé la construction du bloc moteur en fer de la S50, mais a réussi à réduire le poids - un bloc S54 nu ne pèse que 105 livres.

Alors que le S54 est un moteur très bien construit, la propriété à long terme peut présenter des complications imprévues. Les deux plus infâmes sont heureusement bien étudiés et faciles (bien que coûteux) à remédier : VANOS et les roulements de bielle.

Les problèmes S54 les plus courants entourent le VANOS; principalement parce que tout se casse. À l'extérieur du boîtier, des packs de bobines relient les pièces responsables du réglage de l'arbre à cames au DME. Les deux composants échouent avec un certain degré de régularité ; et il en coûte à peu près le même coût pour remplacer l'une de ces unités de BMW que pour simplement aller sur le marché secondaire et acheter un VANOS entièrement reconstruit. Les boulons utilisés par BMW pour fixer le pignon VANOS au moyeu d'arbre à cames sont également connus pour se retirer et voler dans le moteur, ce qui peut causer des dommages catastrophiques. Enfin, les "onglets" qui montent le moyeu d'échappement dans le disque de la pompe à huile sont sortis d'usine surdimensionnés, entraînant des frottements et éventuellement des ruptures. L'un ou les deux de ces onglets finissent par se retrouver dans l'ensemble de distribution et - surprise - des dommages catastrophiques peuvent survenir.

Une autre lacune très médiatisée du S54 est les roulements de bielle connectés. BMW soutient que cela n'affectait que les E46 M3, produites entre le début de 2001 et la mi-2003, et qu'en raison d'un problème d'assurance qualité, elles pourraient échouer prématurément. Le débat fait rage sur la question de savoir si la conception ultérieure des roulements a effectivement résolu le problème. Ce qui est étonnant, c'est que s'il n'est pas contrôlé, sans avertissement, vous l'avez deviné - des dommages catastrophiques peuvent survenir. La meilleure solution? Faites faire une analyse d'huile et surveillez la situation aussi étroitement que possible. Ou remplacez préventivement les roulements de bielle. Votre choix!

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Le S54 nécessite un entretien tout aussi minutieux, sinon plus, que n'importe quel autre moteur BMW M. Le système de refroidissement est un point de défaillance garanti et éventuel. La pompe à eau et le vase d'expansion ont une durée de vie particulièrement courte. Certains recommandent un intervalle d'entretien aussi bas que 60 000 milles. Les fuites d'huile sont également des plaintes courantes, mais au moins elles sont considérablement plus faciles à surveiller. Les coupables courants au-delà de la marque des 75 000 milles comprennent le joint de carter d'huile et le joint de filtre à huile. N'oubliez pas que BMW revendique une "consommation d'huile maximale autorisée" de 1,5 litre aux 1000 kilomètres. C'est à peu près un litre tous les 650 milles. Une note finale sur l'huile : 10W-60 est la seule huile que vous devriez utiliser.

Un réglage des soupapes est recommandé par BMW tous les 30 000 milles. Votre kilométrage peut varier; mais il s'agit généralement d'un nombre très conservateur. Heureusement, un réglage de soupape n'est en fait pas une tâche très difficile sur le S54, car tous sont accessibles avec le couvercle de soupape retiré. Si elles sont lâchées trop longtemps, les soupapes peuvent se retrouver hors spécifications et vous coûter de la puissance sur toute la plage de régime.

Le S54 fait un excellent travail en mariant les philosophies de course conventionnelles avec la meilleure technologie du jour. Sans doute une évolution du S50B32 avant lui, plutôt qu'un moteur entièrement nouveau, marque le dernier des moteurs six cylindres en ligne à aspiration naturelle de BMW M. Son son d'induction emblématique et son échappement rauque et immédiatement reconnaissable confèrent à chaque voiture équipée de la S54 une sensation un peu plus spéciale.

Le S54 a trouvé sa place dans quelques véhicules différents; notamment, et plus récemment, le Smit Oletha. Pour "la voiture que nous souhaitons que BMW ait construite", la S54 est une évidence. Un véhicule de production notable qui a reçu le S54 est le Weismann MF3, une version haute puissance du cabriolet de luxe fabriqué à la main. Bien sûr, le swap S54 le plus courant est dans un E30 ou E36, mais ils se sont retrouvés dans tout, des 240SX à une Aston Martin DB5.

Notamment, il n'y a pas de véritable successeur au S54. Le S65 V8 que l'on retrouve dans le prochain M3 est beaucoup plus proche du S85 V10 que du S54. Les nouveaux moteurs S55 et S58 sont largement basés sur le N54, qui ne partageait pas grand-chose avec le S54. Par conséquent, la S54 représente la coalescence de plus de six décennies de BMW affinant sa formule originale à six cylindres en ligne; et il est assez probable que cela en fera à jamais un modèle unique.