BMW S54 Motor

Mar 19, 2023

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Steven Paul

10. Oktober 2022 / 5 Minuten gelesen

Es gibt viele Komponenten bei der Herstellung eines Autos mit dem ausdrücklichen Ziel, Freude am Fahren zu vermitteln. Manche wörtlich, manche im übertragenen Sinne. Ich glaube gerne, dass Lenkung und Federung die „Seele“ des Fahrzeugs sind. Für ihr Verhalten und die Art und Weise, wie der Fahrer mit ihnen interagiert, gibt es rein mechanische Gründe. Aber es gibt noch etwas Immaterielleres; Schließlich sind mechanischer Grip, Lenkgewicht und -geschwindigkeit und sogar die Fahrposition subjektiv für den Fahrer. Aber ich schweife ab.

Wenn diese Komponenten des Fahrzeugs die „Seele“ darstellen, sind sich die meisten Autoenthusiasten wohl einig, dass der Motor das „Herz“ ist. Es ist objektiv gesehen entweder lebendig, pulsierend und sehr lebendig, oder ... nun ja, nicht. Ich vermute, dass viele der Verantwortlichen für den S54-Motor dem zustimmen würden.

Nur wenige BMW-Motoren finden bei Enthusiasten so großen Anklang wie der S54-Reihensechszylinder. BMW führte es im Jahr 2000 mit der dritten M3-Generation, dem E46, ein. Im Jahr 2001 fand es dann seinen Weg in das wieder eingeführte Z3 M Coupé und die Roadster und dann erneut im Z4 M Coupé und Roadster im Jahr 2006. Alles in allem fanden etwa 100.000 S54-Motoren ihren Weg auf die Welt. Meiner Einschätzung nach handelt es sich um den M-Motor mit der zweithöchsten Serienproduktion aller Zeiten.

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Obwohl der S54 die Bezeichnung mit seinem zeitgenössischen M54-Motor teilt, hat er in Wirklichkeit viel mehr mit dem europäischen S50 gemeinsam. Der S50 erschien 1992 und trieb den E36 M3 an. Er verfügt über eine Eisenblockkonstruktion und einen Aluminiumkopf mit einzelnen Drosselklappengehäusen. Der S54 teilt diese Konstruktion. Es übernimmt das Doppel-VANOS-System des späteren S50B32 und übernimmt zusätzlich dessen Vier-Ventil-pro-Zylinder-Design und zwei obenliegende Nockenwellen.

Da BMW also den S50B32 als Startpunkt nutzte, war es Zeit für eine Modernisierung. Der S54 erhielt einige wichtige neue Technologien, um BMW M ins 21. Jahrhundert zu bringen. Eine neue Motormanagementsoftware (MSS54) verfügt über zwei 32-Bit-Mikrocontroller, die 25 Millionen Berechnungen pro Sekunde durchführen können. Diese Software misst und passt alles an, vom Zündzeitpunkt über die Dosierung der Kraftstoffeinspritzung, die Kühlung bis hin zum Schaltverhalten bei Ausstattung mit einem SMG-Getriebe. Zu den weiteren Verbesserungen gehören geschmiedete und graphitbeschichtete Aluminiumkolben, eine leichte Kurbelwelle und verstärkte geschmiedete Pleuel.

Ein erklärtes Ziel des S54-Motors war es, die Marke von „100 PS pro Liter“ zu knacken. Auch wenn es sich um eine etwas aussagekräftige Statistik handelt, wurde sie (in den meisten Fällen) erreicht und stellt den S54 in die Reihe einiger gepriesener zeitgenössischer Unternehmen. Denken Sie an die F-Serie-Motoren von Honda im S2000 und den M96 im 996.2 GT3 von Porsche.

Aber der vielleicht faszinierendste Aspekt des Entwicklungszyklus des S54 ist, dass er noch weitergeführt wird, lange nachdem der Hersteller überhaupt Interesse daran hatte, ihn zu unterstützen! Bis heute verbessert der Ersatzteilmarkt die ursprünglichen Schwachstellen des Motors weiter. Ganze Geschäftsmodelle drehen sich um die Wiederverwendung und Verbesserung einzigartiger Teile wie der VANOS-Komponenten und Stangenlager.

Der S54 war für seine Zeit ein kleines Wunderwerk der Technik. Wie bereits erwähnt, wurde im S54 des E46 M3 ein Richtwert von „100 PS pro Liter“ festgelegt und sogar übertroffen. Der S54 im Z3 leistet 315 PS und 251 Pfund-Fuß bei 7900 U/min bzw. 4900 U/min. Die S54B32 im M3 leisteten 333 PS und 262 Pfund-Fuß bei gleicher Drehzahl. Der Z4 M hatte in Amerika eine Leistung von 3 PS, und die E46 M3 im Rest der Welt erhielten eine Leistungssteigerung von 5 PS. Im legendären „M3 CSL“-Gewand leistete der S54B32HP dank einiger überarbeiteter Motorteile bis zu 350 PS.

Apropos: Es ist unmöglich, den S54 zu erwähnen, ohne näher auf den M3 CSL einzugehen. Die leichte Version des E46 M3, der S54B32HP des CSL, erhielt einige Hochleistungs-Upgrades. Am bekanntesten ist das massive Ansaugplenum aus Kohlefaser, das den normalen Luftmassenmesser vollständig eliminiert und sich stattdessen direkt auf das DME für die Luftzugberechnungen verlässt. Modifizierte Nockenwellen und Auslassventile verschärfen zusätzlich die Gasannahme und steigern die Leistung. Schließlich nutzt ein überarbeitetes DME alle CSL-exklusiven Extras voll aus.

Trotz seines technisch fortschrittlichen Profils verwendet der S54 eine sehr traditionelle Formel. Es ist ein klassisches Rennrezept: geringer Hubraum, hohe Verdichtung und volle Drehzahl. Obwohl er nur 3,2 Liter fasst, läuft er mit einer Verdichtung von 11,5:1 und dreht bis zu 8000 U/min. Der Hub von 91 mm bleibt gegenüber dem S50 unverändert, die Bohrung des S54 ist jedoch leicht auf 87 mm erweitert. BMW behielt die eiserne Motorblockkonstruktion des S50 bei, konnte jedoch das Gewicht reduzieren – ein nackter S54-Block wiegt nur 105 Pfund.

Obwohl der S54 ein sehr gut gebauter Motor ist, kann der langfristige Besitz unvorhergesehene Komplikationen mit sich bringen. Die beiden berüchtigtsten sind zum Glück gut erforscht und leicht (wenn auch teuer) zu beheben: VANOS und Pleuellager.

Die häufigsten S54-Probleme betreffen das VANOS; vor allem, weil einfach alles daran kaputt geht. Außerhalb des Gehäuses verbinden Spulenpakete die für die Nockenwellenverstellung verantwortlichen Teile mit der DME. Beide Komponenten versagen mit einer gewissen Regelmäßigkeit; Und der Austausch einer dieser Einheiten von BMW kostet in etwa die gleichen Kosten wie der Kauf eines komplett neu aufgebauten VANOS im Ersatzteilmarkt. Es ist auch bekannt, dass sich die Schrauben, mit denen BMW das VANOS-Kettenrad an der Nockenwellennabe befestigt, lösen und in den Motor fliegen, was zu katastrophalen Schäden führen kann. Schließlich waren die „Laschen“, mit denen die Auspuffnabe in der Ölpumpenscheibe befestigt ist, ab Werk überdimensioniert, was zu Reibung und schließlich zum Bruch führte. Eine oder beide dieser Laschen landen schließlich in der Steuereinheit und – überraschend – kann es zu katastrophalen Schäden kommen.

Ein weiterer viel beachteter Mangel des S54 sind die angeschlossenen Stangenlager. BMW behauptet, dass dies nur E46 M3 betraf, die zwischen Anfang 2001 und Mitte 2003 hergestellt wurden, und dass es aufgrund eines QS-Problems zu einem vorzeitigen Ausfall kommen könnte. Es wird immer wieder darüber debattiert, ob die spätere Konstruktion der Lager das Problem tatsächlich behoben hat. Das Erstaunliche daran ist, dass katastrophale Schäden eintreten können, wenn nichts dagegen unternommen wird, ohne Vorwarnung. Die beste Lösung? Lassen Sie eine Ölanalyse durchführen und überwachen Sie die Situation so genau wie möglich. Oder ersetzen Sie vorsorglich die Stangenlager. Deine Entscheidung!

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Der S54 erfordert genauso sorgfältige Wartung, wenn nicht sogar noch mehr als jeder andere BMW M-Motor. Das Kühlsystem ist garantiert ein möglicher Fehlerpunkt. Die Wasserpumpe und der Ausgleichsbehälter haben eine besonders kurze Haltbarkeit. Einige empfehlen ein Wartungsintervall von nur 60.000 Meilen. Öllecks gehören ebenfalls zu den häufigen Beschwerden, sind aber zumindest deutlich einfacher zu überwachen. Zu den häufigsten Übeltätern jenseits der 75.000-Meilen-Marke gehören die Ölwannendichtung und die Ölfilterdichtung. Vergessen Sie nicht, dass BMW einen „maximal zulässigen Ölverbrauch“ von 1,5 Litern pro 1000 Kilometer angibt. Das ist ungefähr ein Liter alle 650 Meilen. Ein letzter Hinweis zum Öl: 10W-60 ist das einzige Öl, das Sie jemals verwenden sollten.

BMW empfiehlt alle 30.000 Meilen eine Ventileinstellung. Ihr Kilometerstand kann variieren; Dies ist jedoch normalerweise eine sehr konservative Zahl. Glücklicherweise ist die Einstellung der Ventile beim S54 eigentlich keine allzu schwierige Aufgabe, da alle Ventile bei abgenommenem Ventildeckel zugänglich sind. Wenn man sie zu lange loslässt, können die Ventile ihre Spezifikationen nicht mehr erfüllen und Ihnen im gesamten Drehzahlbereich Energie kosten.

Der S54 schafft es hervorragend, konventionelle Rennphilosophien mit der besten Technologie der Zeit zu verbinden. Es handelt sich wohl eher um eine Weiterentwicklung des vorherigen S50B32 als um einen völlig neuen Motor, sondern um den letzten Reihensechszylinder-Saugmotor von BMW M. Sein ikonisches Ansauggeräusch und der kratzige, sofort erkennbare Auspuff verleihen jedem Auto mit S54-Antrieb ein ganz besonderes Gefühl.

Der S54 hat seinen Weg in einige verschiedene Fahrzeuge gefunden; insbesondere und zuletzt die Smit Oletha. Für „das Auto, das BMW gerne gebaut hätte“ ist der S54 ein Kinderspiel. Ein bemerkenswertes Serienfahrzeug, das den S54 erhielt, ist der Weismann MF3, eine leistungsstarke Version des handgefertigten Luxuscabrios. Natürlich erfolgt der S54-Austausch am häufigsten gegen einen E30 oder E36, aber am Ende gab es auch alles, vom 240SX bis zum Aston Martin DB5.

Bemerkenswert ist, dass es keinen echten Nachfolger des S54 gibt. Der S65 V8 im nächsten M3 ist viel enger mit dem S85 V10 verwandt als der S54. Die neueren S55- und S58-Motoren basieren größtenteils auf dem N54, der nicht viel mit dem S54 gemeinsam hat. Daher stellt der S54 die Verschmelzung von über sechs Jahrzehnten dar, in denen BMW seine ursprüngliche Reihensechszylinder-Formel verfeinert hat; und es ist ziemlich wahrscheinlich, dass es dadurch für immer einzigartig sein wird.