En 2011, BMW a introduit le moteur à essence turbocompressé N20 d’un volume de 2,0 litres, qui est resté en production jusqu’en 2017. L’une de ses versions était une unité dont le volume des cylindres était réduit à 1,6 litre.
Sur le cache décoratif de ce moteur est écrit TwinPower Turbo, mais il ne s’agit pas de la présence de deux turbines, mais de la division du canal d’admission de la turbine de Mitsubishi en deux parties. L’idée d’appeler ce fait TwinTurbo revient aux spécialistes du marketing de BMW pour donner de l’importance à leur nouveau moteur.
Parmi les caractéristiques générales du BMW N20, il convient de souligner la présence d’un bloc en aluminium, d’une distribution par chaîne, par l’intermédiaire d’une chaîne dentée, et de l’entraînement de la pompe à huile. Une paire d’arbres à cames avec déphaseurs est prévue pour la culasse. Le système d’alimentation en carburant est à injection directe et le système Valvetronic est chargé de contrôler l’alimentation en air.
Selon la version, la puissance du moteur varie entre 156 et 245 chevaux, et pour le moteur de 1,6 litre, la puissance est de 170 chevaux. Ce moteur équipe tous les représentants de BMW, de la « one » à la série 5 et les crossovers jusqu’à la BMW X4. Pendant une période limitée, le N20 a été installé sur la BMW X5, plus grande, mais uniquement dans le cadre du groupe motopropulseur hybride xDrive40e avec un moteur électrique. Il a également été utilisé sur les roadsters sport BMW Z4 dans les versions de départ de la voiture.
Fiabilité de l’unité
Il faut admettre que le moteur N20 a clairement déçu les automobilistes bavarois : pendant sa période de production, sa fiabilité a été la pire de toutes les unités de puissance de l’entreprise. Son imprévisibilité était frappante, et le nombre de cas d’autodestruction était hors norme. L’apparition de ce moteur sous les capots de BMW est devenue un véritable cauchemar pour les fans de la marque. Aux États-Unis, en 2017, il y a même eu une action collective en justice contre BMW, réclamant des dédommagements pour les problèmes liés à l’entraînement de la distribution.
En général, le fonctionnement des voitures équipées de moteurs N20 est associé à une masse de difficultés. Ce n’est qu’en connaissant les points faibles du moteur et en l’utilisant de manière appropriée qu’il est possible d’éviter des conséquences catastrophiques. Si vous ne tenez compte que des caractéristiques de conduite, vous pouvez prendre plaisir à conduire avec ce moteur.
Couvercle décoratif
Le capot décoratif du moteur joue le rôle d’un écran d’isolation acoustique supplémentaire. Il prévoit la présence d’un récepteur à vide, dont les connexions risquent d’être rompues si l’on retire le couvercle sans précaution. Le turbocompresseur commence alors à mal fonctionner. Sur les moteurs restylés, sortis à partir du second semestre 2013, ce récepteur n’existe pas.
Turbine
La turbine Mitsubishi TD04LR6 a subi un restylage en même temps que le moteur. Si sur les premières versions, l’actionneur à dépression est responsable de l’ouverture de la porte ouest, après la mise à jour électromécanique.
La technologie TwinScroll prévoit la présence d’un collecteur d’admission à deux canaux afin d’éliminer l’impact négatif des gaz d’échappement des cylindres voisins l’un sur l’autre. L’introduction de cette technologie a permis d’améliorer le rendement du moteur et d’accroître l’efficacité du déroulement du rotor de la turbine. En termes de fiabilité, la turbine de l’entreprise japonaise fonctionne suffisamment longtemps et de manière fiable. Seule la pratique de l’anneau supplémentaire dans la turbine causé par le fonctionnement de la poussée du volet de dérivation est répandue. La raison en est le jeu, qui est apparu dans le travail de la charnière de l’escargot. Pour résoudre temporairement le problème, il est possible de serrer la fixation, pour laquelle il existe une vis de réglage directement sur la tige. Dans ce cas, il est nécessaire de contrôler la force de serrage, afin de ne pas limiter la mobilité du volet. Lors de la réparation de la tige, il est recommandé de souder l’ancien trou et d’en percer un nouveau. Certains maîtres utilisent des clips provenant de turbines pour les moteurs de Volkswagen AG, où le problème est similaire.
Dans les cas où le tintement provient directement de la plaque de l’amortisseur, il sera nécessaire de démonter la turbine, puis d’enlever la plaque et de remplacer la douille. Parfois, la plaque est simplement soudée au bras à la place des bagues.
Pour les actionneurs électromécaniques de la turbine de restylage, des problèmes peuvent survenir après 200 000 kilomètres. Son remplacement coûtera entre 150 et 500 dollars, mais il est tout à fait possible de l’installer et de l’utiliser après l’avoir fixé à partir du logiciel.
Couvercle de soupape
Le couvercle des soupapes est en plastique, et une multitude d’accessoires du système Valvetronic, TNVD, etc. y sont installés. En moyenne, les premières fuites d’huile sur le joint apparaissent après 100 000 kilomètres. Si l’huile commence à fuir vers le collecteur d’échappement, l’odeur d’huile pénètre dans l’habitacle. Un jeu de joints coûte environ 70 dollars, et le joint d’huile de la pompe à vide devra être acheté séparément au prix de 30 dollars.
Il arrive assez souvent que le couvercle du N20 se brise ; ces cas sont généralement observés sur des voitures ayant parcouru plus de 150 000 kilomètres. La durée de vie de la membrane VKG est à peu près la même, après quoi les premières fuites d’huile apparaissent à l’admission et dans le sifflet de travail.
Le prix du couvercle de soupape d’origine est de 280 dollars, et le prix des analogues commence à 100 dollars. Sur la soupape VKG, il est possible de changer séparément le diaphragme, mais le choix en faveur d’analogues bon marché ne résout pas le problème dans la plupart des cas, car il est beaucoup plus faible que les originaux en termes d’élasticité.
Joint de l’échangeur de chaleur
Le problème de l’apparition de fuites d’huile à travers le joint de l’échangeur de chaleur et le filtre à huile est caractéristique de nombreux moteurs BMW, et le N20 ne fait pas exception à la règle. Juste en dessous se trouve la courroie de l’accessoire, et il y a donc un risque que de l’huile s’y dépose lors du glissement ultérieur de la courroie et de son serrage sous la poulie du vilebrequin. Dans une telle situation, il est possible que le joint d’huile situé à l’avant du vilebrequin soit expulsé.
Il est recommandé de changer le joint avant que des fuites n’apparaissent, et il est conseillé de combiner la procédure avec le changement du joint situé entre le bloc d’aluminium et le filtre.
S’il est nécessaire de démonter l’échangeur de chaleur, il faudra vidanger le système de refroidissement. Lors du remplissage, le moteur ne doit pas démarrer, la batterie doit donc avoir suffisamment d’énergie pour faire fonctionner la pompe pendant au moins 12 minutes. La procédure n’étant pas standard, il est préférable de la confier à un service agréé.
Pompe à vide
La présence d’une pompe à vide pour le moteur N20 est indispensable. La raison en est l’utilisation du système Valvetronic, qui ne permet pas d’obtenir une décharge suffisante. À cet égard, le moteur à essence de BMW n’est pas très différent des diesels.
Le principal problème de cette pompe est le passage de l’huile à l’intérieur. On peut même en trouver dans les tuyaux du réservoir à vide lors du démontage du couvercle décoratif. La faute en revient au clapet anti-retour du petit connecteur, ou plutôt à son joint. Heureusement, un tel problème n’est caractéristique que du système de dépression du moteur, le servofrein, qui fonctionne lui aussi à la dépression, en est dépourvu.
Au début, lorsque le problème est apparu, la pompe a été remplacée dans son ensemble, pour un prix de 350 à 700 dollars, alors que les pompes analogues sont beaucoup moins chères. Par la suite, des solutions alternatives ont été trouvées, par exemple, un clapet anti-retour supplémentaire a été intégré dans la conduite principale. En Chine, il existe des substituts aux raccords eux-mêmes avec un clapet intégré, et leur fiabilité est assez bonne. Certains artisans parviennent à changer le raccord sans démonter la pompe.
Pompa
La pompe du moteur bavarois est électrique, c’est-à-dire que la rotation de la roue est assurée par le travail d’un petit moteur électrique. Son prix d’origine est d’environ 470 dollars, mais il existe des modèles analogues en vente à partir de 190 dollars. En général, la pompe n’est pas mauvaise, capable de servir jusqu’à 150 000 kilomètres, et ses joints conservent l’étanchéité du corps. Les problèmes, s’il y en a, sont liés à l’électronique. L’une des conséquences de ces erreurs peut être la sortie du ventilateur de refroidissement vers les modes de fonctionnement maximaux.
Bobines d’allumage
Les bobines d’allumage ne font l’objet d’aucune critique particulière. Leur prix est d’environ 100 dollars et leur durée de vie est d’environ 150 000 kilomètres au compteur. Les conducteurs de l’unité de contrôle électronique peuvent s’envoler, mais ce phénomène se produit très rarement.
TNVD
L’injecteur de carburant du moteur N20 se caractérise par une fiabilité suffisante, mais la pompe a ses propres nuances. En mars 2014, sa révision a eu lieu, de sorte que les unités ne sont pas interchangeables dans la version standard. Tout d’abord, le diamètre du connecteur a changé. L’injecteur de carburant mis à jour est installé sur les machines des premières années de production, mais il est en outre nécessaire d’effectuer un changement du connecteur de câblage. Pour cela, il faudra débourser environ 20 dollars et refaire les soudures.
Avant la mise à jour, les injecteurs de carburant fonctionnaient de manière assez fiable, mais les questions ont été posées par le grondement, qui est apparu dans le travail au stade de la garantie d’usine. L’une des raisons possibles de cette situation est l’usure du poussoir, qui est responsable du mouvement de la tige de la pompe à carburant. La durée de vie moyenne de cet élément est d’environ 100 000 kilomètres.
Un phénomène rare pour la pompe est le saut de carburant. Dans ce cas, l’essence s’écoule le long de la carrosserie, passe sous le cache-soupape et se mélange à l’huile. Cette dernière prend une odeur caractéristique de carburant. C’est un signe certain de la nécessité de remplacer l’injecteur de carburant. Il est possible que la suite des problèmes soit due à la défaillance du capteur de niveau d’huile dans le système. Les vapeurs d’huile pénètrent dans l’admission par la soupape VKG et, de là, directement dans les cylindres, ce qui entraîne une baisse de la correction du carburant. Avec le diagnostic informatique, le système peut facilement détecter l’erreur, mais sans lui, le problème ne se manifeste qu’en présence de vibrations du moteur plus importantes que d’habitude.
Injecteurs
Les injecteurs Bosch à injection directe sont également très fiables. Souvent, le moteur est remplacé par un deuxième injecteur de carburant, et les injecteurs sont toujours d’origine. En cas de changement, il convient de tenir compte de la classe environnementale du moteur : pour les moteurs N20 Euro-V, les injecteurs seront différents de ceux du moteur Euro-VI. Lors du changement, les anneaux sont remplacés ainsi que les bagues d’étanchéité qui se trouvent en dessous, après quoi il est nécessaire d’inscrire dans le programme les codes de correction.
Les principaux signes d’usure des injecteurs sont le débordement d’essence immédiatement après le démarrage du moteur, qui n’est pas difficile à identifier par la couleur bleue des gaz d’échappement. Il est possible que la cause des sauts d’allumage soit également un problème de performance des injecteurs. Un autre signe d’usure est un fort bruit de cliquetis pendant le fonctionnement.
Système Valvetronic
Le moteur BMW N20 est équipé de la troisième génération du système Valvetronic. Grâce à un mécanisme assez complexe, il évite la présence d’étapes perceptibles dans le processus d’ouverture des soupapes, ce qui permet de se passer de l’accélérateur, l’alimentation en air étant régulée directement par les soupapes. Les ingénieurs de BMW ont laissé l’accélérateur dans le collecteur, mais il n’est utilisé qu’en cas d’urgence, lorsque le système Valvetronic est désactivé. Il faut reconnaître qu’avec la troisième génération, les ingénieurs ont réussi à éliminer toutes les maladies infantiles du système, et celui-ci fonctionne de manière tout à fait fiable. Le collecteur du moteur électrique est orienté vers le bas, de sorte que la poussière des balais se dépose moins sur les pièces, ce qui influe positivement sur le taux d’usure.
La plupart des voitures BMW équipées d’un moteur N20 se caractérisent par un ralenti très bruyant accompagné de secousses. L’un des problèmes pourrait être le système Valvetronic. Après la mise du contact, le servo du système marque la position extrême de l’arbre. Si, à ce moment-là, la batterie de la voiture est à bout de souffle, la position extrême réelle de l’arbre ne peut pas être atteinte. Le fonctionnement normal du moteur nécessite l’ouverture maximale des soupapes, mais en l’absence de données sur la position extrême de l’arbre, l’ouverture sera incomplète. Si le papillon des gaz est également recouvert d’une importante couche de suie, le fonctionnement du moteur s’accompagnera d’une vibration perceptible. Ce phénomène est perceptible même dans l’habitacle du véhicule. La recharge/le remplacement de la batterie et le nettoyage de l’accélérateur peuvent éliminer le problème, Valvetronic se remettra à fonctionner et la réactivité de l’unité motrice à la pédale d’accélérateur s’en trouvera accrue.
Une autre solution, si les actions précédentes n’ont pas été efficaces, consiste à démarrer le moteur non pas immédiatement après avoir mis le contact, mais avec un délai de 15 à 20 secondes.
À un kilométrage élevé (environ 300 000 km), le moteur électrique de l’actionneur de Valvetronic peut s’user. Son remplacement coûtera entre 400 et 700 dollars, si vous choisissez la bonne pièce.
Au fil des ans, les engrenages s’usent, mais il s’agit d’un processus naturel pour toutes les pièces qui frottent. L’usure se manifeste par une perte de souplesse dans le fonctionnement de l’unité motrice. Le pignon de l’arbre excentrique coûte environ 1 400 dollars sur le marché. L’usure se manifeste au plus tôt après 500 000 kilomètres.
Double Vanos
Chacun des arbres à cames a reçu un déphaseur Vanos. La connexion des accouplements avec l’arbre est assurée par des boulons spéciaux munis de trous par lesquels l’huile de lubrification pénètre dans l’accouplement.
Le processus d’ouverture/fermeture du canal est régulé par un piston à tiroir. Le piston est à son tour actionné par des solénoïdes. L’alimentation en huile commande la synchronisation, qui décale les arbres à cames par rapport au vilebrequin.
Les déphaseurs Vanos se caractérisent par l’apparition de bruits parasites immédiatement après le démarrage et l’apparition d’erreurs, après quoi l’électronique active la limitation de puissance de l’unité motrice. La cause du problème est l’usure des embrayages, dont les chambres perdent leur étanchéité, ce qui ne permet pas de maintenir la pression d’huile nécessaire. En conséquence, il n’est pas possible d’assurer la position optimale de l’angle de l’arbre à cames. Le coût du déphaseur d’origine est de 600 dollars. Des produits analogues de qualité aux caractéristiques comparables sont vendus pour 300 dollars, et le prix initial des produits non originaux est trois fois moins élevé.
Le degré de fiabilité du Vanos dépend de la qualité de l’huile. Si le lubrifiant est régulièrement changé et que l’on ne lésine pas sur sa qualité, les déphaseurs peuvent facilement survivre à 200 000, si l’huile n’est pas parfaite, leur durée de vie peut être réduite de moitié. Le remplacement de l’embrayage nécessite la fixation des arbres au moyen d’un conducteur spécial. Il est recommandé de remplacer ou de nettoyer la soupape centrale en même temps que le changement. Le coût de cet élément est de 60 à 120 dollars. Dans de rares cas, des dysfonctionnements sont également possibles au niveau des solénoïdes, dont le prix sur le marché est également d’environ 60 dollars par pièce.
Chaîne GRM
Il s’agit du principal point problématique de tout moteur BMW N20. On connaît un certain nombre de cas où les chaînes se sont rompues après avoir parcouru 30 000 kilomètres. Les ingénieurs bavarois ont essayé à plusieurs reprises d’améliorer la chaîne elle-même, et en conséquence, au début de 2015, sa troisième version a été mise en production.
Tout d’abord, la chaîne de distribution est très jaloux des tentatives de chip-tuning du moteur, lorsque l’unité avec une capacité de 184 ch est installé firmware pour son accélération à 245 « chevaux ». Les conséquences d’une immobilisation prolongée dans les embouteillages ou d’un réchauffement prolongé ne sont pas meilleures. Par exemple, avec une conduite régulière sur l’autoroute, la chaîne peut sortir jusqu’à 200 mille kilomètres, surtout avec la régularité de la vidange d’huile (la vidange optimale se fait tous les 7 mille kilomètres). Si la voiture est utilisée en ville, mais qu’elle est équipée d’un moteur à puce, la durée de vie de la chaîne ne dépassera pas 100 000 kilomètres. L’apparition d’un tintement en cours de fonctionnement est le premier signe d’un problème. En l’ignorant, on risque de faire éclater les guides, de faire glisser ou de déchirer la chaîne elle-même.
En cas de destruction, les guides en plastique fluoré forment des fragments qui peuvent obstruer le réservoir d’huile, ce qui entraîne le retournement des chemises et la mort de l’unité motrice.
À l’automne 2016, un nouveau tendeur hydraulique a été introduit, car l’ancien tendeur faisait l’objet de nombreuses plaintes concernant le relâchement de la chaîne.
HBT
Dans le cadre d’un entretien standard, la culasse ne pose aucun problème. Il est seulement nécessaire d’enlever régulièrement la saleté des soupapes à l’entrée et de changer les bouchons d’huile tous les 200 000 kilomètres.
Bloc-cylindres
Le bloc est entièrement en aluminium, la chemise de refroidissement est de type ouvert. Dans des conditions de fonctionnement standard, le bloc est assez fiable et ne pose pas de problème. Les difficultés surviennent lorsqu’on essaie de flasher le moteur à la puissance maximale de 245 « chevaux ».
Le microprogramme lui-même est installé sans problème, mais la différence entre les moteurs de 184 et 245 chevaux réside dans la forme des pistons et le taux de compression différent dans les cylindres. Le moteur le plus puissant a un taux de compression plus faible. Pour éviter les problèmes de détonation et de destruction des cylindres, il est nécessaire de passer à l’essence 98, mais tous les propriétaires de voitures ne le font pas, compte tenu du coût du carburant. En fait, de nombreux cas de ce type ont été observés sur des voitures BMW.
Chaîne de pompe à huile
Sous le vilebrequin du moteur se trouve un arbre d’équilibrage, auquel est fixée la pompe à huile. Son fonctionnement est assuré par des engrenages hélicoïdaux. À son tour, le couple est transmis par une chaîne à dents morse attachée à une poulie située à l’avant du vilebrequin.
Elle doit être changée en même temps que la chaîne de distribution. Elle se caractérise également par la destruction des guides et la rupture de la chaîne elle-même. La chaîne elle-même est courte et la poulie a un diamètre très, très fin, mais rien d’autre ne peut être envisagé de manière constructive. L’usure de la chaîne est indiquée par l’apparition de bruissements en fonctionnement et de tsokot.
La rupture régulière de la chaîne de la pompe à huile a surtout été un problème au cours des premières années de fonctionnement du moteur N20. Après avoir identifié les causes du dysfonctionnement, ils ont commencé à changer l’entraînement de la pompe, ce qui a permis de réduire les cas de rupture de la chaîne et de destruction fatale de l’unité motrice. La chaîne elle-même a été modernisée, ses plaques ont reçu un nouveau design, mais avec une épaisseur doublée.
Lors du remplacement de la chaîne, un jeu est acheté avec les guides, le tendeur et les engrenages. Son coût est de 80 à 220 dollars, selon le fabricant.
Pompe à huile
Dans la plupart des cas, le fonctionnement de la pompe à huile est normal. Elle n’est pas régulée, mais elle fournit toujours la bonne pression. Si, pour une raison quelconque, l’orifice d’admission de l’huile est bouché, il y a une baisse de la pression de l’huile dans le système, les chemises tournent. Il vaut la peine de démonter l’élément et de nettoyer le canal. Si la chaîne de la pompe à huile est usée, on vérifie l’intégrité des éléments internes.
Pistons
Après la modernisation du moteur en 2013, les ingénieurs allemands ont apporté des modifications aux pistons. Ils ont tout d’abord augmenté la taille des jupes sur le bord inférieur, puis leur ont donné une forme trapézoïdale prononcée. Cela a permis de réduire considérablement le claquement du piston au moment où il atteint le point supérieur et commence à passer au cycle d’abaissement.
Le résultat de cette mise à jour a été une réduction du bruit du moteur, puisque le bruissement caractéristique au moment du changement de vitesse a disparu. Dans le même temps, les anciennes versions du moteur, sous réserve d’un entretien adéquat, peuvent parcourir jusqu’à 400 000 kilomètres. Par ailleurs, les jupes étroites des pistons n’ont pas d’effet négatif sur les indicateurs d’usure.
Les pistons eux-mêmes sont interchangeables, mais s’ils sont installés sur le moteur pré-styling, il sera nécessaire d’installer en plus des injecteurs d’huile mis à jour. Leur corps est légèrement plus court.
Conclusions
Au cours de la période 2011-2017 sur les voitures BMW, le moteur N20 était l’un des plus courants, pour de nombreux modèles il n’y avait tout simplement pas d’alternative. Au fil du temps, les propriétaires ont appris à entretenir ce groupe motopropulseur, et la mise à jour de 2013 a permis d’éliminer partiellement les problèmes initiaux. En moyenne, tous les 100 000 kilomètres, il convient d’organiser une révision majeure, de changer la chaîne de distribution et la pompe à huile, de remplacer les joints et les garnitures, de nettoyer les soupapes d’admission de la saleté. Si la voiture est utilisée principalement sur autoroute, le taux d’usure du moteur sera 1,5 fois moins élevé. Il convient de prendre pour règle de changer l’huile tous les 7 000 kilomètres. Cela permet d’éviter un très grand nombre de problèmes.