Il serait sexy et cool de dire qu'il y a 20 ans, BMW a trouvé un moyen d'écraser la domination de Porsche dans la catégorie GT, en utilisant uniquement son intelligence et un six cylindres en ligne, mais ce ne serait pas tout à fait le cas.Le moteur S54B32 n'a fait que jouer le second rôle derrière le très controversé V8 de 4,0 L, mais c'est une autre histoire.Une déclaration beaucoup plus vraie serait que la S54 a annoncé la fin de la gamme pour la famille hurlante et atmosphérique M50/S50 de six cylindres en ligne BMW.
Il s'agissait d'un tronçon de conception par rapport aux débuts habituels du hot-rodding : ajouter l'alésage et la course à l'ancien moteur et ajouter une nouvelle technologie disponible sous la forme du Double VANOS (BMW parle de déphasage variable des cames sur les deux arbres à cames en tête doubles, capables d'ajuster l'axe d'admission de 70-130° et l'axe d'échappement de 83-128°).Ajoutez une petite bosse de compression (à 11,5:1), des corps de papillon individuels, des suiveurs de came à bascule à doigt, le Double VANOS mentionné précédemment et un carter d'huile à deux étages à carter humide à balayage interne, et ce six- Le cylindre est devenu quelque chose de très spécial en 2001 et encore aujourd'hui.
Avoir une puissance spécifique de 104 chevaux par litre et une ligne rouge stratosphérique de 8 000 tr/min était du jamais vu en dehors des deux places italiennes à moteur central ou des deux-roues japonais.La vraie beauté de ce moteur apparaît clairement lorsque vous démontez cette bête.Les canaux d'admission profilés CNC, les chambres de combustion fraisées CNC, les grandes soupapes en alliage, les guides de soupape en bronze et un moulage en alliage solide et dense semblent tous plus à l'aise sur un moteur de course que quelque chose sorti de la chaîne de production.
Cette liste de fonctionnalités se lit comme un fantasme pour la plupart des puristes traditionnels de la sculpture sur canyon et de l'Ultimate Driving Machine.Heureusement, pour le reste d’entre nous, le marché secondaire répond à un besoin pour ceux d’entre nous qui aiment le boost.Les dériveurs, les coureurs de dragsters et les accros du contre-la-montre se réjouissent des gros kits mono-turbo ou de la gloire du ventilateur centrifuge.La vraie beauté de la modification du moteur réside dans la récompense que vous récoltez, lorsque ces broyeurs à haut rendement volumétrique reçoivent l'aspiration contre nature et les modifications de support appropriées.Cette pièce vous guidera, amateurs de puissance ultime, à travers le processus de préparation du haut de gamme pour une grande puissance lors du boost.
Dans un premier temps, nous allons démonter et inspecter notre pièce moulée.Ici, mieux vaut prévenir que guérir.Investir autant de temps et d’argent dans un casting qui n’est pas viable serait une erreur monumentale.Bien que le S54 n'ait pas la réputation d'être fissuré, prendre le temps de nettoyer, d'inspecter visuellement et de tester la pression des chemises d'eau est un exercice qui en vaut la peine.
Ce que vous ne savez pas peut nuire à vous et à votre portefeuille.Il est extrêmement important de tester entièrement le moulage de votre culasse pour vous assurer qu'il est adapté aux travaux coûteux et intensifs à venir.
Une fois que vous êtes en mesure de qualifier le noyau de viable, il est temps d'évaluer vos objectifs.Cette construction implique une voiture à dérive à châssis E36, utilisant un bloc court BMW d'origine, le tout alimenté par un compresseur centrifuge Rotrex.L'utilisation du bloc court d'origine crée une petite énigme car le piston d'origine n'est pas suffisamment soulagé pour un fonctionnement complet du VVT lorsque des soupapes plus grandes sont utilisées du côté admission.
Pour cette version, nous avons choisi des soupapes d'admission en acier inoxydable nitruré de taille OEM (35 mm) et des soupapes d'échappement en Inconel de 31,5 mm (surdimensionnées de 1 mm) ;tous deux dans la variété de conversion de rainure à gardien unique.Les arbres à cames Schrick « à induction forcée » plus grands provenant de VAC Motorsports et la probabilité d'un baiser du limiteur de régime dans le dérapage nécessitent un contrôle approprié des soupapes.Un ensemble durable de ressorts de soupape doubles à haut débit de Supertech Performance ainsi que des dispositifs de retenue en titane poids plume assortis ont été utilisés.
Le S54 utilise un culbuteur à doigt unique pour BMW, monté sur un arbre de culbuteur.Cela permet d'accélérer l'ouverture des soupapes et de multiplier le rapport de culbuteur, mais, selon certains, peut constituer un élément d'usure problématique.Nous avons constaté du succès dans l'utilisation du traitement WPC sur les culbuteurs OEM, bien que certains puissent opter pour un revêtement DLC.
Une fois les pièces présentées, nous pouvons maintenant aborder la liste des procédures que nous aborderons dans l'atelier d'usinage.Même si la canalisation d'admission du S54 est entièrement profilée CNC, il reste de petits domaines à améliorer, tels que le profil du siège et le diamètre de la gorge de poche.L'orifice d'échappement est un venturi divisé à grande vitesse en forme de D, destiné à éliminer les gaz usés aspirés naturellement et à haut régime.Le travail de profil, comme le redressement du patin, aura ici des gains.L'interface mécanique habituelle de la vanne au guide s'applique toujours pour le transfert de chaleur, l'étanchéité de la vanne et la longévité.Les guides de soupapes S54 doivent être réparés si nécessaire.
Après le profilage et le dressage des orifices, nous cherchons simplement à lisser les marques d'outillage pointues des chambres de combustion.Nous vérifions également l'uniformité volumétrique avec une burette.Une grande attention doit être portée au profilage du siège, compte tenu de l'augmentation de la taille des soupapes à l'échappement.Le siège de soupape remplit deux fonctions essentielles : évacuer la chaleur de la soupape dans la chemise d'eau et fournir l'orifice de transition pour alimenter la chambre de combustion en notre précieuse atmosphère comprimée (et souvent refroidie).
Le profilage du siège peut être suivi d'un rodage manuel pour assurer une interface siège-valve correctement adaptée.Une fois le travail de la vanne inspecté et testé, l'étape suivante est le fraisage du pont et l'inspection des brides où le PCD rotatif s'enroule en « six et neuf » pour une finition ultra lisse et plate.Une inspection finale des pièces a lieu à ce stade avant de passer au lave-pièces.Une fois que nous avons des pièces propres et appropriées, nous ajustons les vannes sur banc.Nous respectons les spécifications du fabricant de cames et concluons l'assemblage final par une inspection finale.
Avant de couper un seul morceau, nous devons définir et mesurer tous nos objectifs.Les tailles des soupapes d'admission et d'échappement sont respectivement de 35 mm et 31,5 mm.Notre objectif d'admission est d'au moins 85 % de ces 35 mm – ou au moins un diamètre de gorge de 29,75 mm dans la poche entre le siège et le port.L’objectif d’échappement est plus proche de 90 % du diamètre de gorge de 31,5 mm – ou 28,35 mm.
Beaucoup peuvent remarquer une tendance à accorder une attention particulière à l'échappement dans cette application ;que cela souligne son importance pour l’efficacité volumétrique.Gardez à l’esprit que les ingénieurs de Munich ont consacré la plupart de leur temps à l’admission.Nous avons monté la culasse dans une machine à siège de soupape Serdi et utilisé un insert à rayon convexe pour trouver le diamètre approximatif de la gorge.Nous avons besoin de cette mesure avant de porter les coureurs.Il nous offre également la possibilité de mélanger à la main les marques d'usinage ou les coutures laissées par l'insert de gorge rotatif.
Une coupe exploratoire du siège permet d’aménager la poche de la gorge.Bien que la taille parfaite de la gorge soit encore discutable, il ne fait aucun doute que l’amélioration de son ratio est un facteur clé pour améliorer le débit global.
L'étape suivante ne nécessite aucun fluide de mise en page ni aucun traçage.Les ports d'admission sont disposés avec une rainure de joint torique et l'échappement serait simplement d'une taille caricaturale pour correspondre au tracé et au port.Ainsi, l’expérience et la discrétion sont deux compétences qui tempèrent le rectifieur à la main ferme.
Les plus grandes zones de fabrication de copeaux sont les demi-lunes en forme de D de l'orifice d'échappement.Nous broyons, redressons et exagérons la forme en D.Pas plus d'environ 2 mm d'enlèvement de matière sur les parois des ports ne devraient suffire pour la plupart des applications moins extrêmes que 1 100 WHP.Les bords tranchants et les séparateurs de l'admission sont lissés et arrondis avec un simple rouleau de cartouche de grain 80.
Une fois profilé, l'échappement reçoit un grain 80 suivi d'un grain 120.Nous effectuons ensuite un léger polissage croisé pour abattre la texture afin de contrôler le carbone.La chambre de combustion reçoit le même massage de finition que l'échappement, éliminant les points hauts et les bavures d'outillage pour empêcher tout pré-allumage ou bougie de préchauffage.
La progression de l’orifice d’échappement de chippy à glissant.L'orifice d'échappement subit le plus grand travail d'enlèvement de matière et de remodelage sur une tête S54 destinée à être boostée.
Le profilage des sièges de soupape est un autre processus que beaucoup considèrent comme un « art sombre ».Ce n’est vraiment rien d’autre que de la physique et de la géométrie.La chambre de combustion compacte de 33 cm3 du S54 utilise une bougie d'allumage de 12 mm que l'on trouve couramment dans les motos pour s'adapter aux valves susmentionnées.
Fidèles au thème compact mais à débit d'air élevé, nous avons opté pour des fraises à 5 angles et à siège arrondi, disponibles auprès de Goodson Machine Supply.Les deux fraises nous ont fourni un siège performant de 1 mm à 45 degrés, adapté à des coupes bien transitionnées, dans et hors du bol.
Si vous utilisez des vannes en titane ou si vous utilisez des niveaux de puissance extrêmement élevés, vous devriez envisager un siège en alliage de cuivre comme Moldstar90 ou similaire (méfiez-vous des alliages de béryllium cancérigènes).Nous complétons le contrôle qualité avec un travail manuel, en utilisant le composé de trèfle fin à l'ancienne pour vérifier notre anneau d'interférence.Il fournit également une face de soupape bien rodée pour éviter des changements de rodage plus importants dans le jeu de soupape.
Ces procédures n'excellent qu'avec des guides de soupape ronds et correctement espacés.Ce problème est résolu en fonction des besoins, généralement à partir de noyaux à kilométrage très élevé et à entretien médiocre.Un guide de remplacement approprié est une unité cuivre-manganèse disponible auprès de Supertech Performance.N'oubliez pas que dans cette situation, la concentricité est reine.
Sans fixations de bride de collecteur, nous sommes en mesure de redresser et de profiler à la main les brides de collecteur d'admission et d'échappement.Il fournit une surface de contact lisse et plate pour un nouveau joint entre la culasse et le collecteur.La culasse est ensuite jiggée et nivelée avec précision avant de retirer 0,002 à 0,003 pouce par passe sur le broyeur Rottler avec un insert PCD.Cela laisse une finition lisse, compatible avec les joints de culasse MLS ou en cuivre, milieu des années 30 (Ra).Les chambres, les bords des ports et les bords extérieurs du pont sont ébavurés avec une lime rotative à grosse cannelure avant de souffler les copeaux.
La machine de surfaçage Rottler avec un outillage en diamant polycristallin laisse une finition miroir arc-en-ciel sur la surface de la culasse.
À ce stade, la fabrication des copeaux est terminée et il est temps de laver notre travail et nos copeaux.Le nettoyage des freins ou le solvant – alimenté par une paille – et l'air comprimé peuvent éliminer les débris embêtants des endroits restreints.Une fois que vous vous sentez en sécurité dans ces endroits restreints, il est temps de faire passer nos pièces en aluminium brillant dans la laveuse de pièces.
Deux types de machines assurent le nettoyage le plus efficace : les cabines de pulvérisation d'eau chaude à haute pression ou l'immersion par ultrasons.Dans notre cas, il s'agit du premier dont le fonctionnement s'apparente à celui d'un lave-vaisselle géant sous stéroïdes.Une fois frottés par un détergent haute pression, chaud et légèrement caustique, les composants de coulée reçoivent un rinçage à l'eau provenant d'un tuyau et d'une buse industriels jusqu'à ce que les résidus de savon soient évacués.Ces étapes sont suivies d’air comprimé pour sécher toute humidité résiduelle.
Un nettoyage minutieux suivi d'une inspection visuelle approfondie avant la maquette est une étape critique à ne pas négliger.
La tête S54 est ensuite amenée sur un banc d'assemblage propre avec une surface de table en caoutchouc souple pour protéger le fraisage fin des rayures.C'est là que le manuel et l'expérience nous maintiennent sur le chemin droit et étroit de la précision de la mise en place.Nous préférons disposer les soupapes, les sièges de ressorts de soupape, les ressorts, les dispositifs de retenue et les serrures de conversion à rainure unique disposés sur le banc comme des formations de rang sur un champ de bataille.Lorsque tout est à sa place, il est facile de voir ce qui manque, le cas échéant.
Ici vous pouvez voir les soupapes d'admission de taille OEM avec leur revêtement en nitrure, ainsi que les soupapes d'échappement en Inconel surdimensionnées de 1 mm.La clé des gains importants dans cette application particulière est d’évacuer les gaz usés aussi rapidement et efficacement que possible.
La maquette de culasse pour régler le jeu des soupapes est la prochaine étape ;vous pouvez également régler les soupapes du moteur si cela vous convient.Nous trouvons moins angoissant de régler le cil avant l'engagement d'un joint de culasse serré.Au cours de cette série d'étapes, nous utilisons des ressorts de contrôle légers à la place des ressorts doubles à haut débit pour faciliter la maquette.N'oubliez pas que le non-respect des directives de réglage appropriées peut entraîner des soupapes brûlées, une faible puissance, un système de soupapes bruyant ou d'autres résultats embarrassants.
Les arbres à cames Schrick nécessitent un jeu aux soupapes d'admission et d'échappement de 0,25 mm (0,010 pouce) pour une utilisation avec leurs moutures.BMW demande un dégagement de 0,18 à 0,23 mm (0,007 à 0,009 pouce) et de 0,28 à 0,33 mm (0,011 à 0,013 pouce), respectivement à l'admission et à l'échappement.En accord avec le thème de la moto, Wiseco fabrique un kit de cales de 8,9 mm de diamètre extérieur pour Husqvarna, KTM et Husaberg qui convient également au S54 : P/N : VSK4.Les puristes seraient peut-être mieux adaptés au BMW P/N : 11340031525. Si vous (ou votre machiniste) étiez sur la balle lors de la coupe du siège, commencer par une plage moyenne sur l'épaisseur de la cale fonctionnera bien pour vous.
Un couple approprié sur les capuchons de came est essentiel pour régler avec précision le jeu des soupapes.Faire cela hors moteur peut faciliter la vie physiquement, et en cas de problème, cela ne nécessite pas de retirer la culasse du bloc.
Les tiges de soupape reçoivent du lubrifiant d'assemblage Torco sur leurs tiges et leur ajustement est à nouveau vérifié lorsqu'elles sont glissées dans les guides de soupape.Les sièges des ressorts de soupape sont chargés sur le dessus avant les ressorts et un compresseur pneumatique s'appuie sur le dispositif de retenue en titane.Cela se produit encore 23 fois jusqu'à ce que toutes les vannes, ressorts, dispositifs de retenue et verrous soient installés.
L'installation de l'arbre de culbuteur est la suivante, et il convient de noter que sur le S54, l'arbre de culbuteur d'échappement comporte un trou de graissage destiné à être alimenté depuis la galerie d'huile principale dans la culasse.Le fait de ne pas aligner correctement ce trou entraînera un arbre à cames et des suiveurs plats.Les adeptes des doigts sont un point de discorde pour certains qui fréquentent Internet ;J'éviterai toute controverse en soulignant simplement qu'il existe trois styles acceptés de suiveurs de doigt pour une utilisation avec des arbres à cames plus grands et un fonctionnement à haut régime : suiveurs Schrick Performance DLC (P/N : SCH-CF-S54-DLC), OEM avec revêtement DLC. Suiveurs BMW (P/N : 11337833259, contactez Calico Coatings) ou suiveurs BMW OEM traités par WPC (P/N : 11337833259, contactez WPC Treatment).
Ces doigts traités WPC sont microtexturés pour la rétention d'huile et imprégnés du mélange exclusif de métaux de traitement de surface de WPC.
Driven Lubricants constitue une excellente graisse collante pour arbre à cames et poussoirs ;assurez-vous de l'appliquer généreusement sur les lobes et les faces des suiveurs de doigts.Assurez-vous d'appliquer un lubrifiant d'assemblage plus léger sur les surfaces de roulement et les tourillons de l'arbre à cames avant d'installer les capuchons et les écrous.Les spécifications de couple et l'ordre dépendent de vous, car si vous faites cela, vous devriez avoir un manuel avec ces informations.
L'arithmétique a indiqué que nous gagnerions 2 à 2,5 psi grâce aux modifications respiratoires apportées à la culasse.En prévision de l'augmentation de l'efficacité volumétrique, nous avons fait découper des poulies principales à six nervures plus grandes dans de l'acier, puis les avons recouvertes de zinc pour résister à l'oxydation.
En fin de compte, le capteur MAP a indiqué une solide augmentation de 3 psi, provoquant un pic du ventilateur Rotrex entre 14,5 et 17 psi, en fonction de l'atmosphère quotidienne.Des visites au calculateur de vitesse de la turbine Rotrex ont indiqué que nous pourrions légèrement surcharger notre turbine C38-92.Les améliorations respiratoires associées à la poulie principale ont donné lieu à des gains de 156 chevaux et 119 lb-pi de couple.
Il existe de nombreux gains de puissance à réaliser dans la plupart des moteurs de production, même ceux jugés trop compliqués ou coûteux.Le véritable art consiste à trouver le seuil de rendement décroissant dans chaque système, avant de rencontrer ce mur avec du temps et de l’argent investis.J'espère revenir prochainement sur ce sujet du flux d'air et de l'induction forcée dans le contexte des six cylindres en ligne modernes.Le moment venu, vous disposerez d’encore plus de données à partager avec vous.
Une meilleure respiration amène des chevaux plus gros.Il s'agit d'une courbe de puissance radicalement améliorée pour un peu plus de puissance et une culasse beaucoup plus efficace.
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Heure de publication : 12 juin 2020