Silnik BMW S54 – wszystko, co musisz wiedzieć

Konstruowanie samochodu, którego głównym celem jest dostarczanie radości z jazdy, to kompleksowy proces, który obejmuje wiele składników. Osobiście uważam, że układ kierowniczy oraz zawieszenie stanowią „duszę” pojazdu. Istnieją jasno określone powody techniczne, które wpływają na ich działanie i oddziaływanie na kierowcę. Jednak istnieje także coś bardziej subtelnego – w końcu przyczepność, masa i czas reakcji układu kierowniczego, a nawet pozycja za kierownicą są subiektywne dla każdego kierowcy.

Jeśli te elementy pojazdu są „duszą”, myślę, że większość entuzjastów motoryzacji zgodzi się ze mną, że silnik jest „sercem” samochodu. Jest on obiektywnie albo pełen życia, tętniący energią, albo… cóż, nie spełnia oczekiwań. Przypuszczam, że wielu specjalistów odpowiedzialnych za stworzenie silnika S54 podzielałoby tę opinię.

Niewiele silników BMW budzi tak ogromne zainteresowanie wśród entuzjastów jak rzędowa szóstka S54. W 2000 roku BMW wprowadziło ten silnik wraz z trzecią generacją M3, czyli modelem E46. Później znalazł się również w reedycjach Z3 M Coupe i Roadster z 2001 roku, a następnie w Z4 M Coupe i Roadster z 2006 roku. Łącznie na całym świecie pojawiło się około 100 000 egzemplarzy silnika S54. Według moich wyliczeń jest to drugi pod względem ilości wyprodukowanych egzemplarzy silnik M w historii marki.

Konstrukcja silnika BMW S54

Mimo wspólnego oznaczenia z nowszym silnikiem M54, S54 jest w rzeczywistości bardziej spokrewniony z europejskim silnikiem S50. Silnik S50 zadebiutował w 1992 roku i napędzał model E36 M3. Charakteryzował się żeliwnym blokiem i aluminiową głowicą z pojedynczymi korpusami przepustnicy. S54 dziedziczy tę samą konstrukcję. Został wyposażony w podwójny system VANOS z późniejszego modelu S50B32, a także posiada cztery zawory na cylinder i podwójne wałki rozrządu.

Aby wprowadzić markę BMW w XXI wiek, konstruktorzy wyposażyli silnik S54 w kilka ważnych usprawnień. Nowe oprogramowanie zarządzania silnikiem (MSS54) zawiera dwa 32-bitowe mikrokontrolery, zdolne do przeprowadzenia 25 milionów obliczeń na sekundę. To oprogramowanie monitoruje i reguluje wszystko, od czasu zapłonu, dawkowania paliwa, po chłodzenie i nawet zachowanie przy zmianie biegów w przypadku skrzyni biegów SMG. Inne udoskonalenia obejmują kute tłoki z grafitową powłoką, lekki wał korbowy oraz wzmocnione korbowody.

Deklarowanym celem silnika S54 było złamanie granicy „100 koni mechanicznych wygenerowanych z jednego litra pojemności”. Chociaż może to wydawać się nieco bezsensowną statystyką, silnik S54 osiągnął ten wynik w większości przypadków, co umieszcza go na prowadzeniu wśród nowoczesnych jednostek napędowych. Wystarczy spojrzeć na silniki z serii F Hondy w modelu S2000 i M96 w Porsche 996.2 GT3, aby zobaczyć podobne osiągi.

Do dzisiaj rynek wtórny nadal dokonuje ulepszeń w obszarach, które pierwotnie były słabymi punktami tego silnika. Istnieją całkowite modele biznesowe oparte na modyfikacji i ulepszaniu unikalnych komponentów, takich jak układ VANOS czy łożyska korbowodów.

Osiągi i specyfikacja silnika S54

S54, będący wyjątkowym osiągnięciem inżynierii swojej epoki, zaskarbił sobie uznanie dzięki imponującym wynikom. Jak już wspomniano, ten silnik przekroczył i ustalił nową normę – „100 koni mechanicznych na litr”. W przypadku Z3, silnik S54 zapewniał imponującą moc 315 koni mechanicznych i moment obrotowy wynoszący 340 nm, osiągane przy 7900 obr./min i 4900 obr./min odpowiednio. Silnik S54B32 w M3 generował moc 333 KM i moment obrotowy 355 nm przy tych samych wartościach obrotów. W modelu Z4 M moc została zmniejszona o 3 konie mechaniczne na obszarze obu Ameryk, natomiast E46 M3 w pozostałych częściach świata otrzymało dodatkowe 5 koni mechanicznych. W legendarnej wersji „M3 CSL” silnik S54B32HP osiągał nawet 350 KM dzięki wprowadzeniu kilku modyfikacji w elementach napędu.

Dane techniczne silnika S54B32

Kiedy wspominamy o S54, nie możemy pominąć M3 CSL. Ta lekka wersja E46 M3, CSL S54B32HP, została poddana kilku znaczącym ulepszeniom. Jedną z najbardziej rzucających się w oczy rzeczą jest imponujący kolektor dolotowy wykonany z włókna węglowego, który również całkowicie eliminuje tradycyjny przepływomierz powietrza, zamiast niego silnik polega bezpośrednio na DME do dokonywania obliczeń dotyczących poboru powietrza. Zmodyfikowane wałki rozrządu oraz zawory wydechowe dodatkowo zwiększają reakcję na gaz oraz moc silnika. Warto wspomnieć, że zaawansowane DME w pełni wykorzystuje wszystkie ekskluzywne innowacje obecne w wersji CSL.

Mimo zaawansowanego technologicznie charakteru, silnik S54 wykorzystuje bardzo tradycyjną formułę. Jest to tradycyjna kombinacja: niewielka pojemność skokowa, wysokie sprężanie i szeroki zakres obrotów. Pomimo zaledwie 3,2 litra pojemności, silnik ten charakteryzuje się sprężeniem 11,5:1 i osiąga maksymalne obroty sięgające 8000 obr./min. Skok tłoka wynosi 91 mm, zachowując niezmienioną wartość w porównaniu do S50, natomiast średnica cylindra S54 została nieznacznie zwiększona do 87 mm. Konstrukcja żeliwnego bloku silnika została zachowana z modelu S50, ale dzięki osiągnięciu mniejszej wagi, sama goła jednostka S54 waży około 50 kg.

Długoterminowa niezawodność

Chociaż silnik S54 jest doskonale skonstruowany, długotrwałe użytkowanie może prowadzić do nieprzewidzianych problemów. Na szczęście, istnieją dwie dobrze znane i stosunkowo łatwe (choć kosztowne) do naprawy komplikacje: system VANOS oraz panewki korbowodowe.

Najpowszechniejsze problemy związane z silnikiem S54 dotyczą systemu VANOS, głównie dlatego, że wiele jego elementów po prostu ulega awarii. Te elementy często ulegają uszkodzeniom, a ich wymiana na oryginalne części od producenta kosztuje niemal tyle samo, co zakup całkowicie odnowionego układu VANOS na rynku wtórnym. Śruby używane przez BMW do mocowania koła zębatego VANOS do piasty wałka rozrządu również są znane z tendencji do odkręcania się i wpadania do silnika, co może powodować poważne uszkodzenia.

Jednym z powszechnie dyskutowanych mankamentów silnika S54 są panewki korbowodowe. BMW twierdzi, że problem ten dotyczył tylko modeli E46 M3 wyprodukowanych między początkiem 2001 roku a połową 2003 roku i że wynikał z problemów z kontrolą jakości, które mogły prowadzić do przedwczesnej awarii. Trwa debata na temat tego, czy późniejsza konstrukcja panewek faktycznie rozwiązała ten problem. Najlepszym rozwiązaniem jest przeprowadzenie analizy oleju i dokładne monitorowanie sytuacji.

Obsługa silnika S54

Silnik S54 wymaga tak samo skrupulatnej – jeśli nie większej – dbałości jak każdy inny silnik BMW z serii M. Jednym z kluczowych punktów, który powinien być szczególnie monitorowany, jest układ chłodzenia. Pompa wody i zbiornik wyrównawczy są podatne na awarie i mają ograniczoną żywotność. Zaleca się przeprowadzanie serwisu nawet co 100 000 km. Wycieki oleju również są częstym problemem, ale przynajmniej są łatwiejsze do zidentyfikowania. Po przekroczeniu 100 000 km, najczęstszymi problemami są uszczelka miski olejowej i uszczelka filtra oleju. Warto pamiętać, że BMW określa „maksymalne dopuszczalne zużycie oleju” na poziomie 1,5 litra na 1000 kilometrów, co daje około ćwiartkę na każde 650 mil. Na koniec, ważne jest również, aby używać tylko oleju o specyfikacji 10W-60.

BMW zaleca regulację zaworów co 30 000 mil. Na szczęście regulacja zaworów w silniku S54 nie jest skomplikowanym zadaniem, ponieważ wszystkie zawory są łatwo dostępne po zdjęciu pokrywy zaworów. Ważne jest, aby regularnie przeprowadzać tę procedurę, ponieważ zbyt długa przerwa może prowadzić do wykraczania poza specyfikacje i utraty mocy w całym zakresie obrotów.

Dziedzictwo silnika S54

S54 doskonale harmonizuje tradycyjną filozofię wyścigową z najnowszymi osiągnięciami technologicznymi tamtej epoki. Jest to prawdopodobnie ewolucja poprzedniego modelu S50B32, a nie zupełnie nowy silnik, co oznacza, że jest to ostatni rzędowy silnik wolnossący od BMW M. Jego kultowy dźwięk ssania i charakterystyczny, nie do pomylenia wydech nadają każdemu samochodowi napędzanemu przez S54 niezwykłego charakteru.

Silnik S54 znalazł zastosowanie w różnych pojazdach, z wyróżnieniem dla modelu Smit Oleth. Warto również wspomnieć o luksusowym kabriolecie Weismann MF3, który został wyposażony w ten potężny silnik. Oczywiście najczęstszym przedmiotem zamiany dla S54 są modele E30 i E36, ale ten silnik znalazł się także w różnych pojazdach, od 240SX po Aston Martina DB5.

Warto zwrócić uwagę, że S54 nie ma prawdziwego następcy. Silnik S65 V8, który został zastosowany w kolejnym modelu M3, jest bardziej spokrewniony z S85 V10 niż z S54. Natomiast nowsze jednostki S55 i S58 w dużej mierze opierają się na silniku N54, który nie ma wiele wspólnego z S54. Dlatego S54 stanowi kulminację ponad sześćdziesięcioletniego doskonalenia przez BMW oryginalnej formuły rzędowej sześciocylindrowej jednostki wolnossącej. Istnieje duża szansa, że pozostanie on jedyny w swoim rodzaju na zawsze.