Moteur BMW M51

Les caractéristiques du moteur M51D25

Paramètre	Valeur
Fabrication	L’usine de Steyr
Marque du moteur	M51
Années de production	1991-2001
Matériau des blocs-cylindres	Fonte
Type de moteur	Diesel
Configuration	Préparé
Nombre de cylindres	6
Soupapes par cylindre	2
Course du piston, mm	82.8
Diamètre du cylindre, mm	80
Ratio de compression	22
Cylindrée du moteur, cc	2497
Puissance du moteur, hp/rpm	115/4800, 131/4500, 136/4400, 143/4600, 143/4800
Couple, Nm/tr/min	222/1900, 230/1900, 250/2200, 270/2300, 280/2200, 260/2200
Normes environnementales	–
Turbochargeur	MHI TD04-11G-5, MHI TD04-13T-4, Garrett TB2514
Consommation de carburant, l/100 km (pour 325d E36)
– ville	8.9
– route	5.5
– mixte.	6.7
Consommation d’huile, gr./1000 km	jusqu’à 700
Huile moteur	0W-30, 0W-40, 5W-30, 5W-40
Quelle quantité d’huile dans le moteur, en litres	6,5 (M51), 7,0 (M51TU)
Vidange d’huile effectuée, km	7000-8000
Température de fonctionnement du moteur, deg.	90
Durée de vie du moteur, milliers de kilomètres	– (selon les données d’usine), 400+ (en pratique)
Réglage, ch	– (potentiel), – (sans perte de ressources)
Moteur installé	BMW 325td/325tds E36, BMW 525td/525tds E34/E39, BMW 725tds E38, Opel Omega, Range Rover

Fiabilité du moteur M51

On ne peut pas dire que le moteur M51 soit exempt de problèmes. De nombreux problèmes sont liés à la pompe à carburant, que l’on peut qualifier à juste titre de capricieuse et peu durable. Souvent, les amateurs de BMW équipées du moteur M51 disposent d’un logiciel de diagnostic et sont prêts à résoudre eux-mêmes les problèmes liés à la pompe à carburant.

Le gros avantage de ce moteur M51 est le faible coût des pièces de rechange et du moteur lui-même lors de son démontage. Cependant, ces moteurs vivants sont de moins en moins nombreux chaque année.

Le moteur démonté est difficile à qualifier de vivant : il tourne à vide, il y a des traces de copeaux dans l’huile. Voyons ce qui lui est arrivé. Mais commençons par l’injecteur de carburant, qui gâche souvent l’impression de l’ensemble du moteur.

HPVD

La pompe de distribution de carburant à haute pression Bosch VP20 est basée sur des pompes VE purement mécaniques, mais l’avance automatique de l’injection est électronique. Elle est commandée par une électrovanne. La charge du moteur, c’est-à-dire sa demande en carburant, est mesurée par un potentiomètre. L’un des injecteurs est équipé d’un capteur de levée d’aiguille, caractéristique habituelle des injecteurs mécaniques.

Ce merveilleux injecteur est considéré comme le point faible du moteur M51. Il est à l’origine de tous les problèmes et de toutes les difficultés, surtout s’il n’y a pas de spécialistes de ces anciens injecteurs dans le voisinage.

Le caprice le plus simple et le plus inoffensif est une fuite de carburant au niveau des joints situés sous la “tête” ou sous le couvercle de l’unité d’avance automatique de l’injection.

En outre, tous les problèmes concernant la consommation de carburant, la réponse au gaz, le fonctionnement instable du moteur et, bien sûr, le mauvais démarrage à froid et à chaud, sont liés à cet injecteur de carburant particulier.

Si le moteur est incertain et démarre longtemps, s’il démarre et tombe immédiatement en panne, s’il perd beaucoup de traction, et si la pression du carburant pour l’injection est inférieure à la norme, il est temps de remplacer la soupape de dérivation – il s’agit d’un raccord qui sort de la “tête” de cette pompe. Il est également possible de rincer ce raccord. Normalement, la soupape qui se trouve à l’intérieur doit se déplacer librement et sans coller, mais elle ne doit pas jouer.

Dans la tête de cet injecteur de carburant se trouve un MUKT – un mécanisme de contrôle de la quantité de carburant. Au cœur de ce mécanisme se trouve un électro-aimant. Au fil des ans, l’isolation du bobinage de l’électro-aimant s’effrite, il y a des intercircuits, ce qui ne lui permet pas de fonctionner normalement. En conséquence, l’aimant n’a pas la force nécessaire pour retenir l’arbre. Tout cela fait que le moteur ne tremble pas, mais bat franchement. L’aimant peut être revitalisé en remplaçant le bobinage par un nouveau. Vous avez besoin d’un fil de cuivre isolé d’un diamètre extérieur de 1 mm et le diamètre du noyau de cuivre lui-même est de 0,75 mm. Il faut enrouler 206 tours.

Vous pouvez le faire plus facilement en achetant un ICCT dans un atelier de démontage. La “tête” des pompes VW 1.9 TDI de la pompe VP37 fera l’affaire. Elles sont presque toujours en meilleur état que la pompe VP20. Il y a une différence au niveau de la “queue” du connecteur électrique, il faut donc couper le fil de VW et y souder une fiche de BMW. Par ailleurs, les contacts de tous les connecteurs de l’injecteur de carburant doivent être propres et secs – leur état affecte également la qualité du moteur.

Un autre point faible de la pompe VP20 est la paire de plongeurs. Il n’y a qu’un seul piston pour 6 cylindres. Sa durée de vie est beaucoup plus courte que celle du piston de la pompe VP37. Si le piston est très usé, le moteur ne démarrera pas bien à chaud, c’est-à-dire lorsque la pompe elle-même est chaude. L’arrosage de la pompe avec de l’eau froide facilite le démarrage : le piston doit refroidir pour que les jeux soient réduits et qu’il soit possible d’injecter le carburant en quantité suffisante et sous la pression requise.

En général, si le moteur de la BMW M51 commence à fonctionner de manière abominable, il faut aborder le diagnostic de manière globale.

Une alimentation en carburant insuffisante affecte le démarrage du moteur. L’alimentation est réglée d’une manière intéressante, dont nous avons déjà parlé dans la vidéo sur les pompes VP37. L’alimentation en carburant est donc réglée en faisant coulisser le boîtier MCT. Si la voiture est équipée d’un ordinateur de bord, au ralenti, lorsque tous les consommateurs sont allumés, la consommation de carburant devrait être de 0,9 l/h (ou environ 5 milligrammes selon le scanner). Si les valeurs sont plus élevées, cela indique que l’approvisionnement est insuffisant – oui, c’est la confusion (“proportionnalité inverse” des données réelles).

Dans tous les cas, la tête du MCT doit être déplacée vers l’habitacle (vers les connexions de sortie). Pour ce faire, il faut desserrer les boulons de fixation et déplacer le couvercle par de légers coups.

Le mauvais fonctionnement du moteur M51 peut être dû à l’encrassement du circuit de carburant et à l’étirement de la chaîne de distribution, ce qui affecte le calage de l’injection de carburant.

L’angle d’avance de l’injection est vérifié par la tension aux contacts du connecteur électrique de la soupape d’avance (fil inférieur). Normalement, elle doit être de 7 volts, au minimum de 5 volts. Si la tension est inférieure à 5 volts, la pompe doit être inclinée vers le moteur. Ce réglage est possible après avoir desserré les écrous de fixation.

L’angle d’avance à l’injection peut également être lu par le logiciel de diagnostic, il devrait être de 2,5 degrés. Les plus expérimentés frappent sur la pompe, ajustant sa position jusqu’à ce que le moteur commence à tourner plus doucement.

En général, on considère que le VP20 fonctionne dans des conditions plus sévères que le VP37, qui survit mieux. Fondamentalement, ils sont identiques, mais la pompe BMW est davantage chauffée par la chaleur du moteur lui-même, dont une grande partie est transférée par la chaîne de distribution.

Turbine

La turbine du moteur M51 est un produit Garrett. Il n’y a pas de géométrie contrôlée ici. Le clapet de dérivation dans la partie chaude s’ouvre, pour ainsi dire, de lui-même lorsqu’une pression d’air excessive pousse sur l’actionneur.

Cette turbine ne pose aucun problème particulier. Elle dure longtemps, si l’on n’économise pas sur l’huile et le filtre à air.

Viscosoft

Le ventilateur de refroidissement du moteur M51 est entraîné par un viscocoupleur. S’il tombe en panne et cesse de faire tourner la roue, le moteur est menacé de surchauffe.

Il existe également une situation inverse, lorsque le visco-accouplement est bloqué, ce qui fait que le ventilateur tourne constamment et de manière synchronisée avec la vitesse de rotation du vilebrequin. Dans ce cas, à grande vitesse, la roue peut voler en éclats, qui percutent tout ce qui se trouve autour. Il arrive que le cas se termine par des trous dans le capot.

Injecteurs

Les injecteurs à injection mécanique sont entièrement réparables. Avec le temps, lorsque les atomiseurs s’usent, pulvérisent mal le carburant et parfois ne se ferment pas du tout, vous pouvez confier la réparation à l’installation de nouveaux atomiseurs. Si vous ne trouvez pas d’atomiseurs provenant d’un fabricant digne de ce nom, vous pouvez acheter des injecteurs d’occasion et les installer après avoir vérifié l’absence de fuites et la pression d’ouverture.

Un injecteur de contrôle équipé d’un fil de connexion finira par présenter des fuites de carburant. Le carburant s’écoulera par les contacts encastrés dans le corps de l’injecteur : le joint d’étanchéité qui les entoure se desséchera simplement. Ce problème peut être éliminé par des méthodes improvisées : vous devez retirer l’emballage en plastique et appliquer un composé époxy dur autour des contacts.

Après avoir retiré les buses, il convient de les installer sur de nouvelles rondelles ignifuges.

Chaînes de distribution G

L’entraînement par chaîne de distribution comporte deux chaînes à rouleaux épais à une rangée. Elles durent plus de 300 000 kilomètres. Leur étirement affecte le démarrage du moteur, car l’angle d’injection devient plus tardif. Pour l’instant, l’étirement de la chaîne peut être compensé par le réglage de la pompe et de la position de l’arbre à cames.

Pour remplacer la chaîne de distribution du moteur M51, il faut déposer la culasse ou le carter d’huile, car il faut enlever le couvercle avant pour accéder à la chaîne inférieure.

Un outil spécial est utilisé pour fixer les arbres et les tendeurs de chaîne. Il est important de disposer d’un gabarit pour la fixation de l’arbre à cames. La position de l’injecteur de carburant par rapport au vilebrequin est également réglée d’une certaine manière, pour laquelle il existe des marques à la fois sur les poulies et sur la chaîne inférieure.

Culasse

La culasse du moteur M51 est fragile. En cas de légère surchauffe, elle se brise presque immédiatement. Des fissures apparaissent à des températures normales, comme on le pense, en raison de l’augmentation des charges. Ici, les culasses ont commencé à se fissurer après 10 ans d’utilisation. Les fissures apparaissent au niveau des chambres de turbulence. Il n’est pas rare que les chambres de turbulence elles-mêmes éclatent.

En cas de fissure dans la culasse, le moteur commence à gonfler le système de refroidissement avec des gaz pendant le fonctionnement. L’antigel lui-même ne parvient généralement pas à pénétrer dans l’huile ni dans les cylindres. Dans ce cas, le tuyau d’échappement émet de la vapeur d’eau à l’odeur caractéristique.

Il est préférable de remplacer la culasse fissurée par une culasse usagée. Certains ateliers proposent de souder les fissures. Souvent, ces réparations sont très efficaces.

Bloc-cylindres

Le bloc-cylindres du moteur M51 est fragile. Disons qu’il suffit pour une longue période de fonctionnement en mode standard. Mais si le propriétaire broie le moteur ou le laisse fonctionner longtemps avec un système de refroidissement défectueux, des fissures peuvent apparaître dans le bloc : entre les cylindres à partir du plan supérieur. Les fissures sont découvertes après le démontage de la culasse lorsque le moteur présente des symptômes persistants indiquant que le circuit de refroidissement n’est pas bon du tout : de la vapeur provenant du tuyau à un “chauffage” constamment froid (en raison d’un blocage d’air).

Modifications du moteur de la BMW M51

1. M51D25UL (1991 – 1996) – la première version du moteur M51 avec une turbine MHI TD04-11G-5, qui fonctionne à une pression de 0,9 bar. La puissance du moteur est de 115 ch à 4 800 tr/min et le couple de 222 Nm à 1 900 tr/min. Ce moteur a été utilisé dans les BMW 325td E36 et 525d E34.
2. M51D25OL (1991 – 1996) – variante plus puissante avec 143 ch à 4800 tr/min, couple de 260 Nm à 2200 tr/min. Il se distingue par un turbocompresseur MHI TD04-11G-5 avec refroidisseur d’air, la pression standard de la turbine étant de 1,1 bar. Ce moteur a été utilisé dans les BMW 325tds E36 et 525tds E34.
3. M51D25TUUL (1996 – 1998) – le moteur qui a remplacé le M51D25UL. Il se distingue par sa turbine Garrett TB2514 et son unité de contrôle DDE 2.2. La puissance de ce moteur est de 115 ch à 4800 tr/min, le couple est de 230 Nm à 1900 tr/min. Ce moteur était destiné aux BMW 525td E39 et 325td E36.
4. M51D25TUOL (1996 – 2000) – le moteur qui a remplacé le M51D25OL. Il se distingue par un turbocompresseur MHI TD04-13T-4 avec refroidisseur d’air. Le calculateur utilisé est le DDE 2.2. La puissance du moteur est de 143 ch à 4800 tr/min et 280 Nm de couple à 2200 tr/min. Ce moteur se trouve sous le capot des BMW 325tds E36, 525tds E39 et 725tds E38.

Mise au point du moteur BMW M51

Chip tuning

Le réglage d’un moteur aussi ancien n’est pas une tâche ingrate et il est préférable de s’en abstenir. Mais si vous avez vraiment besoin d’augmenter la puissance de votre M51, cela vaut la peine de chercher une entreprise de tuning qui prendra en charge le flashage de ce moteur. En cas de succès, vous pouvez obtenir environ 30 ch supplémentaires. Si vous allez plus loin, cela ne vaut pas la peine, car il peut y avoir des problèmes avec la culasse.

NOTATION MOTEUR : 4