Soupapes échappement renforcées BMW M3 E46 Z3M Z4M S54B32

Les moteurs BMW concernés

Dernier six-cylindres atmosphérique de la division M, le S54B32 cube 3 246 cm³ (alésage 87 mm, course 91 mm) et sort des chaînes de 2000 à 2008. Il anime la M3 E46 et sa version allégée CSL, les Z3 M de la dernière série puis les Z4 M E85 et E86. Papillons d'admission individuels, double VANOS et goût pour les hauts régimes font de lui un moteur qui ne pardonne rien à sa distribution.

Sa culasse porte 12 soupapes d'échappement 11 34 7 830 888 : tête de 30,5 mm, queue de 6,0 mm, attaquées par des linguets à lamettes de réglage. Les demi-lunes sont des 11 34 1 461 405 jusqu'en 09/2002, puis des 11 34 7 833 195 ; les joints de queue viennent du kit 11 34 9 064 457. Sur circuit, les longues phases à pleine charge amènent la tête de ces soupapes au niveau de température où l'acier d'origine perd une grande partie de sa tenue.

Soupapes d'échappement renforcées SUPERTECH et FERREA

Par la soupape d'échappement, les gaz brûlés quittent le cylindre. Le métal de sa tête monte entre 760 et 870 °C sur un moteur sans suralimentation comme le S54, et dépasse 1 000 °C dès qu'un turbo ou un compresseur s'y ajoute. Près de 75 % de cette chaleur s'évacue par le siège, 20 % environ par le guide. Plus il est chaud, moins l'acier résiste : celui de la famille EV8, retenu comme référence, tient 550 MPa à 600 °C mais tombe à 300 MPa à 800 °C. Avec plus de charge, de régime ou de pression de suralimentation, la tête s'échauffe encore, se fatigue, risque de se voiler et perd peu à peu son étanchéité.

Les soupapes renforcées font appel à des matières conçues pour ces niveaux de chaleur : l'inox haute température nitruré noir de SUPERTECH et, avant tout, l'Inconel, un superalliage de nickel qui tient encore 860 MPa à 730 °C et 554 MPa vers 815 °C, soit près de 85 % de mieux que l'acier pris comme référence autour de 800 °C. FERREA attribue à sa série Competition Plus une tenue à chaud accrue de 20 % et une longévité du siège augmentée de 25 %. Trois versions s'offrent au S54 : l'inox nitruré noir SUPERTECH, durci en surface et plus lisse, donc moins sujet au frottement et à l'usure, l'Inconel SUPERTECH, à préférer en suralimentation, et le Super Alloy au nickel de la FERREA F2360P.

Une version à tête agrandie de 1 mm, la BMEVI-1045S, complète l'offre : seule la tête change, de 30,5 à 31,5 mm. Les gaz brûlés s'échappent plus vite, le cylindre accueille davantage de gaz frais et la puissance progresse. Les sièges de la culasse doivent alors être usinés à cette nouvelle cote.

Caractéristiques techniques des soupapes d'échappement

BMEVI-1040S-LC-12 : version de 119,1 mm, prévue pour un montage avec pastilles de queue de 6 mm à la place des lamettes BMW, et coupelles RET-BM2521/T1S-LC.

Montage des soupapes

Les SUPERTECH en Inconel n'ont qu'une gorge et se montent avec les demi-lunes KPR-6S-7. La FERREA F2360P garde ses 3 gorges et reçoit des demi-lunes à 3 gorges, BMW ou KPR-VW6-T. Ces deux modèles de demi-lunes sont prévus pour le S54.

Avec une tête de 30,5 mm, les sièges d'échappement conservent leur dimension et se contrôlent simplement pendant la réfection de la culasse. La BMEVI-1045S de 31,5 mm demande un usinage des sièges à sa cote.

Les soupapes à tête agrandie sont déconseillées sur les moteurs équipés du VANOS, S54 compris, à cause du risque de contact entre les soupapes et les pistons.

Guide technique

Les marques proposées

	SUPERTECH, installée dans la Silicon Valley, crée depuis plus de 30 ans des soupapes, des ressorts, des coupelles en titane et des guides pour la course. En inox, en titane ou en Inconel, chaque soupape vise un moteur précis et s'affine aux côtés de préparateurs connus du dragster, du rallye et de la piste.
	FERREA Racing Components, née en 1978 à l'initiative de Horacio Ferrea et de Daniel Urrutia, fabrique en Floride et en Argentine des soupapes d'inox, d'alliage au nickel ou de titane. Des motoristes du monde entier les emploient, en NASCAR comme en accélération.

Comment faire son choix

Prises sous la coupelle supérieure, les demi-lunes s'engagent dans la gorge unique ou dans les trois gorges de la queue et maintiennent la soupape. Leur nombre change la manière dont elle est tenue, et donc le bénéfice que vous en tirez.

Quand des soupapes renforcées deviennent nécessaires

• Arbres à cames à levée accrue ou ressorts de soupapes moins souples
• Limite de régime repoussée
• Montage d'un turbo ou d'un compresseur (version Inconel conseillée)
• Culasse refaite pour la piste, le drift ou le rallye
• Soupapes d'origine piquées, marquées ou déjà passées à la cote de réparation

Compatibilité véhicules

Référence OEM (soupape d'échappement) : 11 34 7 830 888

Pensez aux soupapes d'admission

Pour une réfection de culasse de S54, changez avec l'échappement les soupapes d'admission, sans oublier les joints de queue. Voici les pièces qui conviennent à ce moteur :