Soupapes d'échappement renforcées SUPERTECH FERREA BMW M50B25TU M52B25 M52B28 M54B25 M54B30

Les moteurs BMW concernés

Le BMW M50 dans sa version à calage variable VANOS (M50B25TU, à partir de septembre 1992), puis le M52 (2.5 et 2.8 litres), le M52TU et le M54 (2.5 et 3.0 litres) sont les six-cylindres en ligne essence à 24 soupapes qui équipent les Série 3 (E36 et E46), Série 5 (E34, E39 et E60), Série 7 (E38 et E65), les Z3, Z4, X3 et X5. Les M3 E36 destinées au marché nord-américain (S50B30US puis S52B32US) reprennent la même culasse.

Chaque moteur y reçoit 12 soupapes d'échappement bimétal à queue de 6 mm, référence BMW 11 34 1 739 823 (11 34 7 505 731 sur le M54, aux mêmes cotes) : tête de 30,5 mm, queue de 6,0 mm, longueur de 105,7 mm, bloquées par des demi-lunes à 3 gorges. Dessinées pour la puissance de série, elles sont mises à l'épreuve dès qu'une préparation augmente la charge, le régime ou la température des gaz d'échappement.

Soupapes d'échappement renforcées SUPERTECH et FERREA

La soupape d'échappement ouvre le passage aux gaz brûlés. Sa tête reçoit des gaz à 760 à 870 °C sur un moteur atmosphérique, et à plus de 1 000 °C sur un moteur suralimenté, et ne se refroidit qu'au contact du siège et du guide. Plus la charge, le régime et la pression de suralimentation augmentent, plus elle chauffe et plus elle fatigue.

À ces températures, l'acier perd l'essentiel de sa résistance : un acier de soupape EV8 passe de 550 MPa de résistance à la traction à 600 °C à 300 MPa à 800 °C. La soupape d'échappement renforcée est donc forgée dans un alliage prévu pour la très haute température, là où la soupape de série est une soupape bimétal. SUPERTECH fabrique ses soupapes d'échappement inox en acier EV16 (21-8N) ou EV8 au niobium, retenus pour leur tenue à haute température, et ses soupapes Inconel en superalliage à base de nickel : l'Inconel 751 garde 554 MPa à 816 °C, près de deux fois l'EV8 à 800 °C. FERREA annonce pour l'alliage d'échappement de sa gamme Competition Plus une résistance à la traction à chaud et une tenue en fatigue supérieures de 20 %, et une durée de vie du siège allongée de 25 %. Sur ces moteurs, trois finitions sont proposées : l'inox nitruré noir de SUPERTECH, dont la surface durcie réduit le frottement et l'usure, l'Inconel de SUPERTECH, conseillé en suralimentation, et l'inox à queue chromée dur de FERREA.

Caractéristiques techniques des soupapes d'échappement

FERREA : F1552P*12 et F1553P*12 non annoncées par le fabricant pour le S52B32US.

Montage des soupapes

Le nombre de gorges de la soupape et celui des demi-lunes doivent correspondre : SUPERTECH prescrit les demi-lunes KPR-VW6-T pour ses soupapes à 3 gorges et les KPR-6S-7 pour ses soupapes à 1 gorge. Une soupape à 1 gorge ne se monte jamais avec les demi-lunes d'origine.

La cote +1 mm agrandit le diamètre de la tête : elle se monte sur une culasse dont les sièges ont été usinés à cette cote, travail d'atelier à prévoir avec la réfection de la culasse.

Guide technique

Les marques proposées

SUPERTECH, spécialiste des pièces de distribution depuis plus de trois décennies. Ses soupapes sont forgées d'une seule pièce, revêtues d'une nitruration noire qui durcit la surface et réduit le frottement, puis contrôlées par ultrasons, rayons X et mesure laser, et dessinées par calcul aux éléments finis. Le fabricant développe ses produits avec des préparateurs moteurs et choisit la matière de chaque soupape selon son emploi : inox, Inconel, soupapes refroidies au sodium ou titane.

FERREA Racing Components conçoit ses soupapes Competition Plus pour les moteurs de compétition à haut régime et forte puissance : forgeage lent en deux étapes, détente de 48 heures, queue chromée dur, pointe durcie et queue amincie sous la tête (dessin Super Flo) pour un meilleur passage des gaz. Elles équipent des équipes de dragster, de course sur ovale, de circuit et de sprint car, et chaque dessin est mis au point au banc de soufflerie pour équilibrer débit, vitesse des gaz et rendement.

Cote d'origine ou +1 mm ?

La cote d'origine se monte sur une culasse dont les sièges sont encore à la cote d'usine. La cote +1 mm sert quand les sièges doivent être repris : leur rectification élargit la portée, et une tête plus grande retrouve une portée correcte tout en augmentant la section de passage.

1 gorge ou 3 gorges ?

Les soupapes à 3 gorges reprennent le montage BMW : leurs demi-lunes ne serrent pas la queue, la soupape tourne sur elle-même et limite les dépôts de calamine sur son siège. C'est le bon choix pour un moteur routier. Sur les soupapes à 1 gorge, les demi-lunes serrent fermement la queue au-dessus et en dessous de la gorge, qui ne sert qu'à les positionner : la soupape reste parfaitement tenue à haut régime et sous forte charge de ressort, d'où leur intérêt en compétition. Elles se montent avec les demi-lunes KPR-6S-7, les soupapes à 3 gorges avec les demi-lunes d'origine ou les KPR-VW6-T.

Quand des soupapes renforcées deviennent nécessaires

• Arbres à cames à plus forte levée ou ressorts de soupapes plus fermes
• Régime maximal relevé
• Ajout d'une suralimentation par turbo ou compresseur (version Inconel conseillée)
• Réfection de culasse sur un moteur de circuit, de drift ou de rallye
• Soupapes d'origine marquées, usées ou déjà à la cote de réparation

Compatibilité véhicules

Référence OEM (soupape d'échappement) : 11 34 1 739 823 ; 11 34 7 505 731 (M54B25, M54B30)

Pensez aux soupapes d'admission

Une culasse refaite se monte avec des soupapes neuves à l'admission comme à l'échappement, et avec des joints de queue neufs. Nous proposons les pièces correspondant à ces moteurs :