Ce serait sexy et cool de dire qu'il y a 20 ans, BMW a conçu un moyen d'écraser la domination de la classe GT de Porsche, en utilisant uniquement leur 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 deuxième violon du V8 de 4,0 L très contesté, mais c'est une autre histoire.Une déclaration beaucoup plus vraie serait que la S54 annonçait la fin de la ligne pour la famille M50 / S50 à aspiration naturelle des six cylindres en ligne BMW.
Il s'agissait d'un tronçon de conception par rapport aux débuts habituels du hot rodding : ajoutez de l'alésage et de la course à l'ancien moteur et ajoutez une technologie nouvellement disponible sous la forme de Double VANOS (BMW parle de la mise en phase variable des cames sur les deux arbres à cames en tête, capable d'ajuster l'axe d'admission de 70 à 130° et l'axe d'échappement de 83 à 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 carter humide à deux étages à récupération interne, et ce six- cylindre devient 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 biplaces italiens à moteur central ou des deux-roues japonais.La vraie beauté de ce moteur est apparente lorsque vous déchirez 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 propre semblent tous plus à l'aise sur un moteur de course que quelque chose qui est sorti de la chaîne de production.
Cette liste de fonctionnalités se lit comme un fantasme pour la plupart des puristes de la sculpture de canyons traditionnels, Ultimate Driving Machine.Heureusement, pour le reste d'entre nous, le marché secondaire alimente un besoin pour ceux d'entre nous qui aiment le boost.Les dériveurs, les coureurs de dragsters et les accros de l'attaque temporelle se réjouissent des gros kits à turbo unique ou de la gloire du ventilateur centrifuge.La vraie beauté de la modification du moteur est la récompense que vous récoltez, lorsque ces moulins à haut rendement volumétrique reçoivent l'aspiration non naturelle et les modifications de support appropriées.Cette pièce vous guidera, férus de puissance ultime, à travers le processus de préparation du haut de gamme pour une grande puissance sur boost.
Dans un premier temps, nous allons démonter et inspecter notre noyau coulé.Ici, une once de prévention est une livre de remède.Mettre ce genre 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'avoir des fissures, prendre le temps de nettoyer, d'inspecter visuellement et de tester la pression des chemises d'eau est un exercice valable.
Ce que vous ne savez pas peut vous blesser, vous et votre portefeuille.Il est extrêmement important de tester complètement le moulage de votre culasse pour vous assurer qu'il est adapté pour faire avancer les travaux coûteux et intensifs.
Une fois que vous êtes en mesure d'appeler le noyau viable, il est temps d'évaluer vos objectifs.Cette construction implique une voiture de 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 VVT complet lorsque de plus grandes soupapes sont utilisées du côté admission.
Pour cette construction, nous avons choisi des soupapes d'admission en acier inoxydable nitruré de taille OEM (35 mm) et des soupapes d'échappement Inconel de 31,5 mm (surdimensionnées de 1 mm);à la fois dans la variété de conversion de rainure à un seul gardien.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 coureur de dérapage nécessitent un contrôle approprié des soupapes.Un ensemble durable de doubles ressorts de soupape 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 poussoir unique pour BMW monté sur un axe de culbuteur.Cela fournit une accélération de l'ouverture des soupapes et une multiplication du rapport de culbuteur, mais, selon certains, peut être un élément d'usure problématique.Nous avons réussi à utiliser le traitement WPC sur les culbuteurs OEM, bien que certains puissent opter pour un revêtement DLC.
Avec les pièces disposées, nous pouvons maintenant aborder la liste des procédures que nous couvrirons dans l'atelier d'usinage.Même si le canal d'admission du S54 est entièrement profilé CNC, il existe de petits points à améliorer, tels que le profil du siège et le diamètre de la gorge de poche.L'orifice d'échappement est un venturi divisé en forme de D à grande vitesse, destiné à évacuer les gaz usés à haut régime et aspirés naturellement.Le travail de profil, tel que redresser le coureur, aura des gains ici.L'interface mécanique habituelle de la vanne au guide s'applique toujours au transfert de chaleur, à l'étanchéité de la vanne et à la longévité.Les guides de soupapes S54s doivent être traités au besoin.
Après le profilage et l'habillage 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 intégrales : évacuer la chaleur de la soupape dans la chemise d'eau et fournir la transition d'orifice 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-soupape correctement accouplée.Une fois que le travail de la vanne est inspecté et testé, l'étape suivante est le fraisage du pont et l'inspection des brides où le PCD rotatif s'enroule "six et neuf" pour une finition ultra-lisse et plate.Une inspection finale des pièces se produit à ce stade avant de frapper la laveuse de pièces.Une fois que nous avons des pièces propres et appropriées, nous réglons les vannes au banc.Nous adhérons aux spécifications du fabricant de cames et concluons l'assemblage final par une inspection finale.
Avant de couper une seule puce, nous devons établir 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 d'au moins un diamètre de gorge de 29,75 mm dans la poche entre le siège et le port.La cible d'échappement est plus proche de 90% du diamètre de la gorge de 31.5 mm - ou 28.35 mm.
Beaucoup peuvent remarquer une tendance à l'attention portée à l'échappement dans cette application ;laissez cela souligner son importance pour l'efficacité volumétrique.Gardez à l'esprit que les ingénieurs de Munich ont passé la plupart de leur temps sur 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 de gorge rugueux.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 à gorge rotative.
Une coupe de siège exploratoire aide à disposer la poche de gorge.Bien que la gorge de taille parfaite soit encore discutable, il n'y a aucun débat sur le fait que l'amélioration de son rapport est un facteur clé dans l'amélioration du débit global.
L'étape suivante ne nécessite aucun fluide de mise en page ni traçage.Les orifices d'admission sont disposés avec une rainure de joint torique et l'échappement serait simplement d'une taille caricaturale pour correspondre au scribe et au port.Ainsi, l'expérience et la discrétion sont deux qualités qui tempèrent le rectifieuse à la main ferme.
Les plus grandes zones de fabrication de puces sont les demi-lunes en forme de D de l'orifice d'échappement.Nous meulons, redressons et exagérons la forme en D.Pas plus d'environ 2 mm d'enlèvement de matière des parois du port ne devrait suffire pour la plupart des applications moins extrêmes que 1 100 Whp.Les arêtes vives et les séparateurs de l'admission reçoivent un lissage et un nez de taureau avec un simple rouleau de cartouche de grain 80.
Une fois profilé, l'échappement reçoit un grain 80 suivi d'un grain 120.Nous suivons avec un léger polissage croisé pour abattre la texture pour le contrôle du carbone.La chambre de combustion reçoit le même massage de finition que l'échappement, abattant 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 obtient le plus de travail d'enlèvement de matière et de remodelage sur une tête S54 destinée à voir le boost.
Le profilage des sièges de soupape est un autre processus que beaucoup considèrent comme un « art sombre ».Ce n'est vraiment rien de plus 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 sur les motos pour s'adapter aux soupapes susmentionnées.
En nous en tenant 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 de 1 mm à 45 degrés, adapté aux performances, à des coupes bien transitionnées, à l'intérieur et à l'extérieur du bol.
Si vous utilisez des soupapes en titane ou que 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 terminons le contrôle de qualité avec un travail à la main, 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 des soupapes.
Ces procédures n'excellent qu'avec des guides de soupape ronds et correctement dégagés.Ce problème est résolu au besoin, généralement à partir de noyaux à très haut kilométrage et à maintenance médiocre.Un guide de remplacement approprié est une unité cuivre-manganèse disponible auprès de Supertech Performance.Rappelez-vous, dans cette situation, la concentricité est reine.
Sans attaches de bride de collecteur, nous sommes en mesure 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 passage sur le broyeur Rottler avec un insert PCD.Cela laisse une finition lisse, compatible avec les joints de culasse MLS ou en cuivre, au milieu des années 30 (Ra).Les chambres, les bords des orifices et les bords extérieurs du pont sont ébavurés avec une lime rotative à cannelure grasse avant de souffler les copeaux.
La machine de surfaçage Rottler avec un outillage en diamant polycristallin laisse une finition arc-en-ciel miroir sur la surface de la culasse.
À ce stade, la fabrication des copeaux est terminée et il est temps de laver notre labeur et nos copeaux.Le frein propre ou le solvant - alimenté par une paille - et l'air comprimé peuvent éliminer les débris gênants des endroits restreints.Une fois que vous vous sentez en sécurité dans ces endroits étroits, 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 : cabines de pulvérisation aqueuse chaude à haute pression ou submersion ultra-sonique.Dans notre cas c'est le premier dont le fonctionnement ressemble à celui d'un lave-vaisselle géant sous stéroïdes.Une fois frottés par un détergent à haute pression, chaud et légèrement caustique, les composants de coulée reçoivent un rinçage à l'eau 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 solide 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 qu'un manuel et une expérience nous maintiennent sur le chemin droit et étroit de la précision de la mise en place.Nous préférons poser les soupapes, les sièges de ressort de soupape, les ressorts, les dispositifs de retenue et les verrous 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 Inconel surdimensionnées de 1 mm.La clé des gains importants sur cette application particulière consiste à évacuer les gaz usés aussi rapidement et aussi efficacement que possible.
La maquette de la culasse pour le réglage du jeu des soupapes est la prochaine étape ;vous pouvez également régler les soupapes sur le moteur si cela vous convient.Nous trouvons moins angoissant de composer le coup de fouet 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 taux élevé 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 train de soupapes bruyant ou d'autres résultats embarrassants.
Schrick Camshafts demande un jeu de soupape de 0,25 mm (0,010 pouce) d'admission et d'échappement 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.Vos puristes pourraient être mieux adaptés à BMW P/N : 11340031525. Si vous (ou votre machiniste) étiez sur la balle lors de la coupe du siège, commencer dans la plage moyenne sur l'épaisseur de la cale fonctionnera bien pour vous.
Un couple correct sur les capuchons de came est essentiel pour régler avec précision le jeu des soupapes.Faire cela hors du moteur peut rendre la vie plus facile physiquement, et en cas de problème, cela ne vous oblige pas à retirer la culasse du bloc.
Les tiges de soupape reçoivent du lubrifiant de montage Torco sur leurs tiges et elles sont à nouveau vérifiées pour la cohérence de l'ajustement lorsqu'elles sont glissées dans les guides de soupape.Les sièges de ressort de soupape sont chargés sur le dessus avant les ressorts et un compresseur pneumatique se penche dans le dispositif de retenue en titane.Cela se produit 23 fois de plus jusqu'à ce que toutes les soupapes, 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 a un trou de lubrification destiné à être alimenté depuis la galerie d'huile principale dans la tête.Le fait de ne pas aligner correctement ce trou entraînera un arbre à cames et des suiveurs plats.Les suiveurs de 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 doigts 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 revêtu de DLC Suiveurs BMW (P/N : 11337833259, contactez Calico Coatings) ou suiveurs BMW OEM traités WPC (P/N : 11337833259, contactez WPC Treatment).
Ces suiveurs de 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 fait une excellente graisse collante pour arbre à cames et poussoirs ;assurez-vous de l'appliquer généreusement sur les lobes et les faces des doigts.Assurez-vous d'appliquer un lubrifiant de montage plus léger sur les surfaces d'appui 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 avions des poulies principales à six nervures plus grandes découpées dans de l'acier, puis revêtues de zinc pour une résistance à l'oxydation.
En fin de compte, le capteur MAP a indiqué une augmentation solide de 3 psi, faisant culminer le ventilateur Rotrex entre 14,5 et 17 psi, selon l'atmosphère quotidienne.Les voyages vers le calculateur de vitesse Rotrex Impeller ont indiqué que nous pourrions légèrement surcharger notre roue C38-92.Les améliorations de la respiration couplées à la poulie principale ont permis des gains de 156whp 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 des rendements décroissants dans chaque système, avant de rencontrer ce mur avec du temps et de l'argent investis.J'espère revenir sur ce sujet du flux d'air et de l'induction forcée dans le contexte des six cylindres en ligne modernes dans un avenir proche.Le moment venu, ce sera avec encore plus de données à partager avec vous.
Une meilleure respiration apporte des chevaux plus gros.C'est une courbe de puissance radicalement améliorée pour un peu plus de boost et une culasse beaucoup plus efficace.
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Heure de publication : 12 juin 2020