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BMW M3 E46 : Le MYTHIQUE S54, fin d’une époque

Motorisant entre autres la célèbre M3 de code E46 ce moteur perpétuait une ligne aujourd’hui éteinte : les six cylindres BMW atmosphériques. Le constructeur bavarois est depuis de nombreuses années un spécialiste incontestable de l’architecture six cylindres en ligne.

Ses avantages en termes de régularité de fonctionnement

Un moteur 6 en ligne peut être considéré comme de moteurs trois cylindres en ligne a collés l’un à l’autre. Parmi les défauts principaux de l’architecture 3 en ligne le plus dérangeant est sans aucun doute le problème de bascule de bout en bout.

En effet dans ce type de moteur les vitesses linéaires des pistons 1 et 3 ne sont jamais égales.

Ceci induit un déséquilibre entre ces deux pistons que l’on nomme à cyclisme de bout. La façon la plus simple de régler ce problème est pour les ingénieurs d’ajouter trois cylindres se déplaçant en miroir des trois cylindres initiaux.

Cette solution permet d’annihiler le problème de bascule de bout. Il est à noter de plus que dans le cas d’un six cylindres en ligne les problèmes d’acyclisme d’ordre 2 communs à tous les quatre cylindres en ligne sont ici inexistants.

Cependant ceux-ci sont d’amplitude très faible et donc restent aisés à amortir.

Ce sont ces raisons pour lesquelles BMW privilégie depuis tant d’années la configuration six cylindres en ligne pour nombre de ses hauts de gamme. Produit à partir de l’année 2000 le moteur propulsant entre autres les séries 3 les plus puissantes de l’époque ne fera pas exception. Il s’agira donc d’un L6 atmosphérique.

Les entraxes ce cylindre de 91 mm sont repris de la génération de moteurs précédente.

  • BMW choisit un alésage de 87 mm de diamètre.
  • La course retenue sera égale à 91 mm.
  • La cylindrée unitaire est fixé à 776 cm3.
  • La cylindrée totale s’établit donc à 3,2 litres.
  • Le blog de ce moteur est en fonte.
  • Les logements des cylindres sont recouverts d’une couche protectrice à base de nickel et de carbure de silicium.

Dénommé Nikasil ce traitement par cataphorèse permet d’augmenter la dureté de surface à des valeurs proches de celles d’une céramique et de diminuer le coefficient de friction.

Le vilebrequin allégé et de type forgé, les manetons ainsi que les tourillons sont durcis par nitruration. Les pistons sont fabriqués en alliage d’aluminium et recouverts de graphite.

La distribution est de type à double chaîne. La culasse en aluminium abrite deux arbres à cames ainsi que 4 soupapes par cylindre. Les soupapes d’échappement sont remplies de sodium pour favoriser leur refroidissement.

Des linguets sont intercalés entre les arbres à cames et les poussoirs de soupape.

Le moteur reçoit de plus un système de distribution variable appelé VANOS

Le but de ce système est de permettre une modification des diagrammes de levée des soupapes en continu. Ceci a pour effet d’adapter la combustion de manière optimale en fonction du régime et de la charge du moteur.

Contrairement aux V-Tec de Honda le Vanos monté sur le 54 ne modifie pas la hauteur de lever mais seulement la plage d’ouverture des soupapes.

Dans le cas du S54 les arbres à cames d’admission ainsi que d’échappement en sont équipés. Le principe du VANOS est simple mais ingénieux. Un pignon à denture hélicoïdale coulisse dans un logement contenant une denture du même type. Ce coulissement a pour effet de provoquer la rotation relative des deux pièces. C’est cette rotation qui est à l’origine du déphasage de l’arbre à cames. L’ensemble est manœuvré par un piston hydraulique.

La pression d’huile est fournie par une pompe hydraulique mue par l’arbre à cames d’échappement.

Le système est piloté par des électrovannes dont l’ouverture et la fermeture sont gérés par le système de contrôle moteur. Le moteur dispose d’un boîtier papillon par cylindre.

Les six boîtiers sont reliés par un arbre commandé par un actuateur unique

Cette solution a 2 avantages :

  • Tout d’abord elle permet de s’assurer une section d’alimentation en air accrue. Ceci permet de limiter les pertes de charges et d’augmenter le volume d’air aspiré.
  • De plus elle permet de positionner les boîtiers papillon au plus près de la soupape d’admission. Ceci a pour effet d’améliorer la réponse à l’accélération du moteur.

Le taux de compression fixé à 11,5:1 ne laisse pas de doute quant à la destination performances de ce moteur.

Et de performances il est vraiment question. En effet en fonction des châssis sur lesquels il était monté ainsi que des marchés sur lesquels ils étaient disponibles ce moteur développait une puissance maxi s’étalant entre 325 et 360 chevaux.

Pour atteindre cette performance le régime maxi est porté à près de 8000 trs/minute.

Avec son architecture longue course la vitesse maximum des pistons atteint des records. À 24 mètres par seconde la valeur est proche de celles relevée sur les Formule 1 de l’époque. C’est bien simple il s’agissait à sa sortie d’un des moteurs de série délivrant le plus haut rapport chevaux par litre de toute la production mondiale.

La courbe de couple confirme quant à elle les bienfaits du Vanos ainsi que des 6 boîtiers papillon.

Rempli dès les bas régimes le moteur dépasse la valeur souvent considérée comme butoir pour les moteurs atmosphériques de 100Nm/l.

La conduite d’un véhicule équipé d’un moteur S54 reste une expérience particulière.

Son incroyable rage à monter dans les tours et la poussée ressenti inédite pour un moteur atmosphérique de cette catégorie de cylindrée n’avait que peu d’équivalent à l’époque hors productions exotiques telles que Ferrari ou Porsche.

Les performances sont à l’avenant en particulier en termes d’accélération

Le son métallique à haut régime envoûte tandis que le silence. Le couple très plaisant et l’absence totale de vibrations ressenties à bas régime finissent de convaincre qu’il s’agit là d’un des tous meilleurs moteurs montés sur une voiture de série quelle que soit l’époque.

Cette description vous a enchanté. Vous voilà donc dans les starting blocks pour l’achat d’un véhicule motorisé par un S54. Dans l’optique de faire le meilleur achat possible penchons nous maintenant sur la fiabilité de ce moteur.

Sur les millésimes 2001 à 2003 de nombreux propriétaires on tue à faire face à des destructions de coussinets de bielles prématurées. BMW a théoriquement pris en charge les moteurs incriminés en 2004. Si le problème est bien moins fréquent depuis l’usure de ses pièces restent à surveiller sur tout véhicule équipé d’un moteur S54.

Une analyse d’huile bien réalisée doit renseigner sur l’état du moteur à ce niveau.

Distance entre cylindres de 91 mm et diamètre d’alésage de 87 mm : la largeur du joint de culasse à cet endroit ne fait donc que 4 mm. Certains propriétaires se sont plaints de défaut de joint de culasse entre les cylindres.

Les véhicules les plus affectées semblent être ceux ayant subi des préparations et reprogrammation diverses.

Si le problème n’est pas réglé rapidement des dommages irrémédiables peuvent être causés à la culasse, au bloc moteur, ainsi qu’aux pistons et segments.

Un problème courant est lié à l’un des guides de tendeur de chaîne situé dans la partie supérieure du moteur. Celui-ci peut se casser sans prévenir. Dans la plupart des cas la tension de la chaîne permet de maintenir la pièce à peu près en place.

Si ce n’est pas le cas les résultats peuvent être désastreux. Mais les problèmes les plus communs sur ce moteur ont à voir avec le système VANOS.

3 pannes peuvent se déclarer

Tout d’abord les vis fixant les systèmes de déphasage sur les arbres à cames ont tendance à se desserrer avec le temps. Des trous dans le couvre culasse ont été constatés/ Encore plus grave si l’une ou l’autre des vis sautent il peut arriver qu’elle se coince dans la chaîne de distribution entraînant la casse complète du moteur.

Deuxième problème : un moyeu solidaire de l’arbre à cames d’échappement contient deux languettes dont le rôle est d’entraîner un disque pour la pompe à huile du système. En vieillissant il arrive que l’assemblage prenne du jeu. Les chocs répétés sur les languettes finissent par mater voir casser celles-ci. Dans un tel cas la pompe devient inopérante et peut même être également endommagée. Si la languette cassée se coince dans la chaîne de distribution la casse complète du moteur est hautement probable.

Finalement il n’est pas rare que le pack de solénoïdes tombe en panne. Dans un tel cas le moteur perd en puissance et un voyant s’allume au tableau de bord. Si vous prévoyez l’achat d’un véhicule équipé d’un moteur de type s 54 il est impératif de vous assurer que le système VANOS a été vérifié récemment. Pour information certains spécialistes anglais conseil une vérification de l’ensemble du système tous les cinquante mille kilomètres.

De manière générale cette extraordinaire mécanique se rapproche par bien des aspects d’un moteur de course. Il est donc impératif si vous souhaitez vous offrir un véhicule équipé de ce moteur de vous assurer que l’entretien a été scrupuleusement effectué par le ou les précédents propriétaires.

Voiture sans carnet d’entretien, sans facture, import douteux, un seul conseil fuyez. Dans le cas inverse et si vous avez trouvé la perle rare n’hésitez surtout pas vous ne le regretterez pas.

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