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Les problèmes de Papillons (clapets) d'admission d'air sur BMW Série 3 E46 et autres modèles équipés des motorisations M47 et M57 (Série 5, X5, X3...)

La casse et l’usure des clapets d’admission d’air sont parmi les problèmes les plus fréquents qui touchent certains modèles de la Série 3 E46. Il s’agit de volets d’air qui sont logés dans le collecteur d’admission et qui sont actionnés par l’unité électronique du moteur pour fermer ou ouvrir les tubulures d’admission en fonction du régime et de la charge du moteur. L’objectif de cette conception est d’agir sur la longueur effective du collecteur d’admission afin d’optimiser le couple moteur à bas régimes. Il faut noter que les problèmes de papillons d’admission d’air sur la Série 3 ne sont généralement pas pris en charge par BMW.

Les modèles de la Série 3 E46 touchés par les problèmes de clapets de papillons

Le problème des clapets d’admission d’air touche principalement les modèles de la série 3 E46 animés par les moteurs M47 et M57. C’est-à-dire les modèles :

•    320d 130 ch (M47 ; Boite manuelle à 5 rapports) produits entre 2001 et 2003.

•    320d 150 ch (M47 ; Boite manuelle à 5 rapports) produits entre 2003 et 2004.

•    320d 150 ch (M47 ; Boite manuelle à 6 rapports) produits entre 2004 et 2005.

•    330d 184 ch (M57 ; Boite manuelle à 5 rapports) produits entre 2003 et 2004.

•    330d 203 ch (M57 ; Boite manuelle à 6 rapports) produits entre 2004 et 2005.

•    330d 184 ch (M57 ; Boite automatique) produits entre 1998 et 2004.

•    330d 204 ch (M57 ; Boite automatique) produits entre 2004 et 2005.

Alors que le diamètre de l’axe du clapet dans les modèles produits entre 1998 et 2004 est de 4.0 mm, il est de 4.5 mm dans les modèles produits entre 2004 et 2005. Bien évidemment, ce problème de clapets de papillons d’admission touche également d’autres modèles BMW équipés des moteurs M47 et M57 notamment la 530d E60/E61, la 535d E60/E61, la 730d E65, la X5 3.0d E53, la X3 3.0d E83…etc.

Les risques de dysfonctionnement des clapets des papillons d’admission

Le dysfonctionnement des papillons d’admission affecte négativement le fonctionnement du moteur. En effet, lorsque les clapets restent bloqués en position fermée, la puissance du moteur baisse d’environ 10% sur les régimes élevés. En outre, l’axe du clapet risque de se casser et de tomber dans le cylindre causant de graves dégâts au moteur allant jusqu’à l’endommagement du piston, des soupapes, ou même la culasse. Dans certains cas, les parties métalliques résultant de la casse de l’axe et du volet du clapet peuvent endommager le turbocompresseur. BMW a résolu le problème des papillons d’admission sur les moteurs M47 et M57 en introduisant de nouveaux clapets plus robustes et d’un nouveau design à partir de 2006. Malheureusement, le constructeur allemand n’a pas prévu une procédure technique ou des pièces de remplacement pour corriger les problèmes de clapets sur les modèles antérieurs de la Série 3 E46.

Problèmes de papillons d'admission d'air de la série 3 E46 : les symptômes

Le dysfonctionnement des papillons d’admission de la Série 3 E46 se manifeste généralement par une baisse de la puissance du moteur notamment sur les régimes élevés. Dans les cas extrêmes, la casse de l’axe d’un clapet d’admission peut causer de graves dommages au moteur (soupapes, pistons, culasse, cylindre, turbo…etc.).

Problèmes de clapets de papillons de la série 3 E46 : les causes possibles

Le problème des papillons d’admission d’air de la Série 3 E46 réside principalement dans la conception du collecteur d’admission et des clapets (swirl flaps en anglais). En effet, les clapets de papillons -connus communément sous le nom de volets de tourbillons- sont intégrés dans le collecteur d’admission et sont commandés par le biais d’un système de tringlerie. La position du volet (fermée ou ouverte) est définie en fonction de la charge et du régime moteur. L’idée derrière cette conception est qu’en ouvrant ou fermant les volets de tourbillons, il est possible d’agir sur la longueur effective du collecteur d’admission pour assurer un meilleur tourbillonnement de l’air dans le collecteur notamment pendant le cycle d’admission et de compression.

Le flux d’air tourbillonnant (Swirl en anglais) créé dans la chambre de combustion permet finalement d’améliorer la combustion et d’agir sur le couple moteur à bas régime en dégageant plus d’énergie. Normalement, les clapets sont fermés à bas régime afin d’obtenir une grande turbulence d’air dans la chambre de combustion. Avec la montée du régime moteur, les clapets s’ouvrent afin d’optimiser la charge. Avec le temps, le clapet s’encrasse surtout aux régimes bas et peut donc se bloquer en position fermée. Ce qui réduit la quantité d’air entrant dans la chambre de combustion et affecte par conséquent la puissance moteur.  L’axe du clapet étant peu solide, il risque de se casser sous l’effet du poids des dépôts accumulés sur le volet.

Suppression des clapets d’admission de la Série 3 E46

La suppression des clapets des papillons d’admission d’air est la solution la plus simple et la plus efficace à ce problème. C’est une opération simple qui prend généralement 2 à 3 heures maximum. En outre, la suppression des clapets n’a aucun effet sur le fonctionnement du moteur puisqu’ils restent normalement ouverts sur les régimes élevés. Cela dit, il faut s’attendre à une légère dégradation de la qualité des émissions des gaz d’échappement sur les régimes bas. Les clapets en question sont situés sous le collecteur d’admission. De ce fait, il est impératif de tout démonter pour les enlever.

Pièces nécessaires :

Pour une intervention sur une 320d (bloc M47 ; 4 cylindres 2.0 L), il faut prévoir les éléments suivants :

•    4 joints carrés pour le collecteur d’admission.

•    4 joints ronds à utiliser sur l’emplacement (orifices) des clapets.

•    4 couvercles adaptés en aluminium pour obturer les emplacements des clapets.

Pour une intervention sur une 330d (bloc M57 ; 6 cylindres en ligne 3.0 L), il faut prévoir les éléments suivants :

•    6 joints carrés pour le collecteur d’admission.

•    6 joints ronds à utiliser sur l’emplacement des clapets.

•    6 couvercles adaptés en aluminium pour obturer les emplacements des clapets.

Il existe des kits:

- Kit pour moteur 4 cylindres et 
- Kit pour moteur 6 cylindres.

Outillage nécessaire :

•    Un tournevis plat.

•    Un jeu de clés torx.

•    Une clé de 10 (mixte ou à pipe).

•    Une clé de 11 (mixte ou à pipe).

•    Un dégraissant.

Procédure :

Pour commencer, débranchez la borne positive de la batterie. Retirez ensuite le cache moteur supérieur. Dévissez toutes les vis M6 et M7 fixant le collecteur d’admission à la culasse à l’aide des clés 10 et 11. Débranchez les connecteurs du capteur de pression et de la commande des clapets. Dévissez également la vis M6 servant à fixer la jauge d’huile. Desserrez les colliers de la vanne d’EGR et retirez ensuite les deux conduites qui y sont attachées. Déposez le collecteur d’admission avec tous les joints. Bouchez les orifices d’admission avec des chiffons propres afin de ne laisser aucun corps tomber à l’intérieur du cylindre. Avec la clé Torx, dévissez les vis fixant les clapets au collecteur d’admission.

Retirez les clapets et nettoyez bien le collecteur d’admission à l’aide du dégraissant. Fixez les couvercles en aluminium (avec les joints ronds) sur les emplacements des clapets. Montez enfin le collecteur d’admission et n’oubliez pas de changer les joints (carrés). Une autre méthode consiste à utiliser la tête du clapet comme couvercle. Pour ce faire, retirez l’ensemble de l’axe avec son volet et supprimez le mécanisme de tringlerie servant pour commander la position du clapet. Il est également possible de remplacer les clapets par d’autres plus renforcés. Dans ce cas, il faut chercher dans l’after-market car BMW ne propose pas de pièces de remplacement pour les clapets fragiles.

Dernière modification par BMW-Tech (31-08-2018 21:35:06)