BMW S54 エンジン

Mar 19, 2023

BMW エンジン

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スティーブン・ポール

2022 年 10 月 10 日 / 5 分で読めます

運転を通じて喜びをもたらすという明確な目的を持った車を作るには、多くの要素が必要です。 文字通りのものもあれば、比喩的なものもあります。 私はステアリングとサスペンションが車の「魂」であると信じています。 ドライバーがどのように動作するか、ドライバーがどのように操作するかについては、完全に機械的な理由があります。 しかし、もう少し無形なものがあります。 結局のところ、機械的なグリップ、ステアリングの重量と速度、さらにはドライビングポジションさえもすべてドライバーの主観的なものなのです。 しかし、私はそれました。

それらの部品が「魂」だとすれば、エンジンは「心臓」だということは、ほとんどのクルマ好きが同意するのではないでしょうか。 客観的に見て、活気があり、鼓動があり、非常に生き生きとしているか、それとも…まあ、そうではありません。 S54 エンジンの責任者の多くも同意するだろうと推測します。

S54 直列 6 エンジンほど熱心なファンの共感を呼ぶ BMW エンジンはほとんどありません。 BMW は 2000 年に第 3 世代 M3、E46 でこれを導入しました。 その後、2001 年に再導入された Z3 M クーペとロードスターに採用され、2006 年に再び Z4 M クーペとロードスターに採用されました。合計すると、約 100,000 基の S54 エンジンが世界に登場しました。 私の推定では、これは史上 2 番目に生産量の多い M エンジンになります。

それについて知っておくべきことはすべてここにあります。

S54 は、現代の M54 エンジンと名称を共有していますが、実際にはヨーロッパ仕様の S50 と多くの部分を共有しています。 S50 は 1992 年に登場し、E36 M3 に動力を供給し、鉄ブロック構造と個別のスロットル ボディを備えたアルミニウム ヘッドを特徴としました。 S54 もこの構造を共有しています。 後のS50B32に見られるダブルVANOSシステムを引き継ぎ、さらに気筒あたり4バルブ設計とデュアルオーバーヘッドカムシャフトを採用しています。

そのため、BMW は S50B32 を出発点として使用し、近代化を図る時期が来ました。 S54 には、BMW M を 21 世紀に導くための重要な新技術が搭載されました。 新しいエンジン管理ソフトウェア (MSS54) は 2 つの 32 ビット マイクロコントローラーを備えており、1 秒あたり 2,500 万回の計算が可能です。 このソフトウェアは、点火タイミング、燃料噴射計量、冷却、さらには SMG トランスミッションが装備されている場合のシフト動作に至るまで、あらゆるものを計測および調整します。 その他の強化点には、鍛造およびグラファイトコーティングされたアルミニウムピストン、軽量クランクシャフト、強化鍛造コネクティングロッドなどがあります。

S54 エンジンの目標は、「100 馬力/リッター」のマークを突破することでした。 やや意味のない統計ではありますが、（ほとんどの場合）これは達成されており、S54 は現代の誇る企業の一つにランクされています。 S2000 に搭載されているホンダの F シリーズ エンジンや、ポルシェの 996.2 GT3 に搭載されている M96 エンジンを考えてください。

しかし、おそらく S54 の開発サイクルの最も魅力的な側面は、メーカーがサポートに興味を持った後もずっと開発が継続されていることです。 今日に至るまで、アフターマーケットはエンジンの元々の弱点を改善し続けています。 ビジネス モデル全体は、VANOS コンポーネントやロッド ベアリングなどの独自の部品の再利用と改善を中心に展開しています。

S54 は、当時としては、ちょっとしたエンジニアリングの驚異でした。 前述したように、「リッターあたり 100 馬力」のベンチマークは、E46 M3 に搭載されている S54 で確立され、それを超えています。 Z3 に搭載されている S54 は、7900 rpm で 315 馬力、4900 rpm で 251 ポンドフィートを発生します。 M3 の S54B32 は、同じ rpm で 333 馬力と 262 ポンドフィートを発生しました。 Z4 M はアメリカ大陸では 3 馬力でドッキングされ、その他の地域の E46 M3 は 5 馬力向上しました。 伝説的な「M3 CSL」を装った S54B32HP は、いくつかの改良されたエンジンビットのおかげで、最大 350 馬力を発揮しました。

そういえば、M3 CSL について詳しく説明せずに S54 について言及することはできません。 E46 M3 の軽量バージョンである CSL の S54B32HP には、いくつかの強力なアップグレードが施されました。 最も有名なのは、通常のマスエアフローメーターを完全に削除し、代わりに空気引き込みの計算を DME に直接依存する巨大なカーボンファイバーインテークプレナムです。 改良されたカムシャフトと排気バルブにより、スロットル応答がさらに鋭くなり、出力が向上します。 最後に、改訂された DME は、CSL 独自の利点をすべて最大限に活用しています。

S54 は、技術的に高度なプロファイルにもかかわらず、非常に伝統的な方式を使用しています。 これは古典的なレーシングレシピです。低排気量、高圧縮、そして全回転数です。 わずか 3.2 リッターですが、11.5:1 の圧縮を実行し、8000 rpm まで回転します。 ストロークはS50から91mmのままですが、S54ではボアが87mmと若干オープンされています。 BMW は S50 の鉄製エンジン ブロック構造を維持しましたが、重量の削減に成功しました。裸の S54 ブロックの重量はわずか 105 ポンドです。

S54 は非常によく構築されたエンジンですが、長期間所有すると予期せぬ複雑な問題が発生する可能性があります。 最も悪名高い 2 つのベアリング、VANOS とコンロッド ベアリングは、ありがたいことによく研究されており、（高価ではありますが）簡単に修正できます。

最も一般的な S54 の問題は VANOS に関するものです。 ほとんどの場合、すべてが壊れてしまうからです。 ハウジングの外側では、コイル パックがカムシャフトの調整を担当する部品を DME に接続します。 どちらのコンポーネントも、ある程度の規則性を持って失敗します。 そして、BMW のこれらのユニットの 1 つを交換するのにかかるコストは、単にアフターマーケットに行って完全に再構築された VANOS を購入するのとほぼ同じコストです。 BMW が VANOS スプロケットをカムシャフト ハブに固定するために使用したボルトも、外れてエンジンに飛び込み、致命的な損傷を引き起こす可能性があることが知られています。 最後に、排気ハブをオイルポンプディスクに取り付ける「タブ」が工場出荷時に大きすぎたため、擦れて最終的には破損してしまいました。 これらのタブの一方または両方が最終的にタイミング アセンブリに到達し、驚くべきことに壊滅的な損傷が発生する可能性があります。

S54 のもう 1 つの大々的に知られている欠点は、コネクテッド ロッド ベアリングです。 BMW は、この問題が影響するのは 2001 年初頭から 2003 年中頃までに生産された E46 M3 のみであり、QA の問題により早期に故障する可能性があると主張しています。 その後のベアリングの設計によって実際に問題が解決されたかどうかについて、議論は激しくなっている。 驚くべきことに、何の警告もなくチェックを怠った場合、ご想像のとおり、壊滅的な被害が発生する可能性があります。 最善の解決策は？ オイル分析を実施し、状況をできるだけ注意深く監視してください。 または、ロッドベアリングを事前に交換してください。 あなたの選択！

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S54 は、他の BMW M エンジンと同じくらい、あるいはそれ以上に細心の注意を払ったメンテナンスを必要とします。 冷却システムは、最終的には確実に故障する箇所です。 ウォーターポンプと膨張タンクは特に寿命が短いです。 60,000 マイルほどの短い整備間隔を推奨する人もいます。 オイル漏れもよくある苦情ですが、少なくとも監視はかなり簡単です。 75,000 マイル程度を超えると、オイル パン ガスケットやオイル フィルター ガスケットが原因となることがよくあります。 BMWは「最大許容オイル消費量」を1000キロメートルあたり1.5リットルと主張していることを忘れないでください。 これは、650マイルごとにおよそ1クォートに相当します。 オイルに関する最後の注意: 使用すべきオイルは 10W-60 のみです。

BMW では 30,000 マイルごとにバルブを調整することを推奨しています。 あなたのマイレージは異なる場合があります; しかし、これは通常、非常に控えめな数字です。 幸いなことに、S54 のバルブ調整は実際にはそれほど難しい作業ではありません。バルブ カバーを取り外した状態でもすべての調整にアクセスできます。 あまりにも長い間放っておくと、バルブが仕様外になり、回転範囲全体で電力が消費される可能性があります。

S54 は、従来のレーシング哲学と当時の最高のテクノロジーをうまく融合させています。 おそらく、完全に新しいエンジンというよりは、その前の S50B32 の進化版であり、BMW M の最後の自然吸気直列 6 気筒エンジンとなります。 その象徴的な吸気音と、耳障りですぐにそれとわかる排気音が、S54 搭載車をさらに特別な気分にさせます。

S54 はいくつかの異なる車両に採用されています。 特に最近では、Smit Oletha が挙げられます。 「BMW が作ってほしかったクルマ」としては、S54 が挙げられるのは間違いありません。 S54 を受け取った注目すべき量産車は、手作りの高級コンバーチブルのハイパワー バージョンであるワイズマン MF3 です。 もちろん、最も一般的な S54 のスワップは E30 または E36 ですが、最終的には 240SX からアストンマーティン DB5 に至るまで、あらゆるものに交換されています。

注目すべきは、S54 の真の後継機が存在しないことです。 次の M3 に搭載されている S65 V8 は、S54 よりも S85 V10 とより密接に関連しています。 新しい S55 および S58 エンジンは主に N54 をベースにしており、S54 と多くの共通点はありません。 したがって、S54 は、60 年以上にわたってオリジナルの直列 6 フォーミュラを微調整してきた BMW の融合を表しています。 そしてそれが永遠にそれを唯一無二のものにする可能性がかなり高いです。