Le moteur M10 BMW, le plus ancien moteur de BMW, a fait ses débuts au salon de l’automobile de Francfort en 1961, aux côtés de la toute nouvelle berline BMW 1500 « Neue Klasse » (Nouvelle Classe). La 1500 était une voiture nouvelle et très moderne avec un style soigné, des freins à disque à l’avant, une suspension entièrement indépendante avec des bras semi-traînants à l’arrière et, sous le capot, le tout nouveau moteur M10 à SACT.
| 🚗 Lancement | Début en 1961 avec la BMW 1500 Neue Klasse |
| 🛠️ Conception | Bloc en fer, vilebrequin en acier forgé, pistons en alliage |
| 📏 Spécifications | Cylindrée de 1499 cm3, 80 ch |
| 🔧 Innovations | Soupapes à grand diamètre, culasse à flux croisé, un seul arbre à cames |
| ⚙️ Révisions | Augmentation de cylindrée en 1963 à 1800 cm3, puis à 2 litres en 1965 |
| 🏎️ Performances | Versions Ti et TiSa avec des modifications pour plus de puissance |
| 🚀 Turbo | 2002 Turbo, première voiture européenne de route à moteur turbo |
| 🏁 Formule 1 | Moteurs M12 turbo pour F1, puissance jusqu’à 1100 ch en qualification |
| 🔄 Évolution | Remplacé par les moteurs M60/M20 en 1977 |
| 🛠️ Fiabilité | Robuste mais nécessite un entretien régulier, notamment des guides de soupapes et des arbres à cames |
L’ingénierie du moteur M10 BMW
Entièrement nouveau, le bloc en fer (carter) de la M10 était incroyablement solide, avec de grands alésages de 82 mm, tandis que les cinq paliers principaux du vilebrequin étaient placés en hauteur pour plus de rigidité, au lieu d’être situés sur l’axe du bloc. Le vilebrequin lui-même était en acier forgé, avec des paliers de bielle de 2 pouces et de gros contrepoids. Des bielles en acier forgé avec des goujons et des écrous pour les chapeaux d’extrémité de bielle au lieu de simples boulons ont été utilisées, ainsi que des pistons en alliage forgé. L’alésage et la course sont de 82 mm par 71 mm, ce qui donne une cylindrée de 1 499 cm3 et une puissance de 80 ch. C’est dire l’avance qu’il avait par rapport aux 45 et quelques ch d’un moteur Volkswagen 1500.
La pompe à huile était boulonnée à l’avant du bloc et fonctionnait à l’aide d’une chaîne courte séparée provenant d’un pignon situé à l’extrémité du vilebrequin, derrière le pignon de la chaîne de distribution. Un carter d’huile en acier embouti était utilisé sur ces premières voitures, un carter en deux parties en alliage/acier étant utilisé par la suite. La culasse à flux croisé était fabriquée en alliage avec des chambres de combustion hémisphériques en forme, et comportait de grandes soupapes pour l’époque, 39 mm à l’entrée et 35 mm à l’échappement, qui remplissaient les grands alésages.
En raison de l’angle de fonctionnement des soupapes, BMW aurait pu utiliser deux arbres à cames comme l’Alfa, mais pour réduire les frottements et le poids, elle a opté pour un seul arbre à cames avec des culbuteurs de chaque côté. L’arbre à cames était entraîné par une chaîne duplex (à deux rangées) provenant du vilebrequin, avec un rail en plastique du côté de l’admission et un pignon tendu par un ressort du côté de l’échappement – ce qui a été révisé peu de temps après. Les lobes des cames étaient lubrifiés par une barre de pulvérisation creuse dotée de trous d’huile appropriés, qui projetait de l’huile sous pression sur l’espace entre deux lobes pour lubrifier les deux lobes.
L’alimentation en huile provenait de deux galeries et de deux boulons banjo qui répartissaient l’alimentation en huile dans la barre de pulvérisation. Les culbuteurs étaient montés dans la tête, de part et d’autre de la came, avec des culbuteurs en alliage munis de pointes en acier pour la surface d’usure et des excentriques en acier qui agissaient sur les soupapes. Ces excentriques utilisaient un écrou de 10 mm et un boulon en acier et pouvaient être réglés pour obtenir un jeu de soupape correct. Un couvercle de came en alliage moulé avec des goujons et des écrous a été utilisé.
Le distributeur était monté à l’arrière de la culasse et fonctionnait à partir d’un engrenage sur l’arbre à cames, tandis que l’alimentation était assurée par un carburateur Solex 36 PDSI à simple starter alimenté par une pompe mécanique boulonnée sur le côté de la culasse, actionnée par un lobe sur la came. Le système de refroidissement était peu conventionnel, avec un thermostat déporté reliant les tuyaux du haut et du bas du radiateur et la pompe à eau.
Le M10 était un moteur très robuste et fiable, adapté au fonctionnement à grande vitesse des Autobahns, bien qu’il y ait eu quelques cas de rupture de bielle dans le premier lot de moteurs, rapidement corrigés.
Première révision technique
La première révision du M10 a consisté à augmenter sa cylindrée à 1800 cm3 en août/septembre 1963, grâce à un alésage de 84 mm et une course de 80 mm, soit 1773 cm3. La puissance était désormais de 90 ch avec un carburateur Solex 38 PDSI à starter unique, ce qui, une fois de plus, ridiculisait certains moteurs nationaux.
Le 1600 a remplacé le 1500 en 1964, et sa cylindrée de 1573 cm3 a été obtenue en utilisant la manivelle du 1500 dans le bloc 1800. À cette époque, BMW a remplacé le pignon tendeur d’origine de la chaîne de distribution par une lame incurvée revêtue de nylon qui s’est avérée beaucoup plus fiable. Les 1800 Ti et 1800 TiSa à double carburateur sont également arrivées en 64.
Le moteur Ti est doté de soupapes plus grosses (42 mm à l’admission et 38 mm à l’échappement sur les voitures plus récentes), d’une came à levée plus élevée et à durée plus longue et d’un taux de compression plus élevé. Avec une paire de carburateurs Solex 40PHH, la puissance était désormais de 110 ch, selon la norme DIN. Le 1800TiSa a ensuite été doté d’un taux de compression encore plus élevé de 10,5:1 et de carburateurs Weber 45DCOE plus gros pour atteindre une puissance de 130 ch.
En 1965, BMW lance le coupé 2000C construit par Karmann, qui est accompagné d’un nouveau moteur de 2 litres. L’alésage a été porté à 89 mm, tout en conservant la course de 80 mm du 1800, ce qui donne 1990 cm3. Le 2000C (toutes les automatiques) avait un seul carburateur Solex 40 PDSI pour 100 ch avec un taux de compression de 8,5:1, tandis que le coupé CS avait deux carburateurs Solex 40 PHH pour 120 ch avec un taux de compression de 9,3:1. Les deux moteurs de 2 litres étaient équipés de soupapes d’admission et d’échappement plus grosses de 42 mm et 38 mm et ont été utilisés un an plus tard dans la berline 2000 (simple carburateur) et la 2000 Ti (double carburateur) de 1966.
Pour réduire les coûts de production, le moteur 1800 a été révisé à la même époque et sa cylindrée est passée de 1773 cm3 à 1766 cm3. BMW a combiné l’alésage de 89 mm du 2000 avec le vilebrequin de 71 mm du 1600.
La plus grande nouveauté de l’année 1966 est la BMW 1600 à deux portes, ainsi qu’une 1600Ti de 110 ch à la fin de l’année 1967, remplacée en 1968 par la légendaire 2002. Cette voiture de pointe fut bientôt améliorée par une version Ti de 120 ch. Mais ce n’est pas tout.
Une version à injection de 130 ch du moteur 2000 est arrivée en 1969. Monté sur le 2002Tii à partir de 1971 et sur le 2000Tii de 1969, le Tii utilisait une injection mécanique Kugelfischer qui nécessitait une culasse révisée et un taux de compression de 10:1 pour obtenir des performances vraiment électriques pour l’époque.
Les différentes utilisation du moteur M10 BMW
Moteur M10 dans la série 5 E12
En 1972, la nouvelle série 5 E12 est arrivée avec les versions 520 et 520i. La M10 a été révisée avec une nouvelle chambre de culasse « triple hémi » et des orifices remodelés à partir de la M30 avec de nouveaux pistons assortis et de nouveaux carburateurs pour la 520. Il s’agit d’une paire de carburateurs Stromberg 175 CDET, la 520i utilisant l’injection Tii Kugelfischer existante. La 2002 est passée aux nouveaux moteurs E12 mais avec un nouveau carburateur Solex 32/32DIDTA à double starter.
La BMW 2002 TURBO
La 2002 Turbo a été la première voiture de route européenne à moteur turbo, dont la production a débuté en juillet 1973. Basée sur le moteur de la 2002 Tii, elle avait une compression très basse de 6,9:1 et un turbocompresseur KKK avec un accélérateur à glissière au lieu de l’accélérateur standard à papillon. Avec une puissance de 170 ch à 5800 tr/min et un couple de 180 Nm, le Turbo nécessitait une certaine habileté pour en tirer le meilleur parti. La production de la Turbo s’est arrêtée en 1974, après seulement 1672 voitures construites, en raison de la crise du carburant et d’un commentaire social au parlement allemand.
Moteurs M12 pour la Formule 1
Au milieu des années 80, BMW a construit un certain nombre de moteurs M12 turbocompressés de 1,5 litre pour la Formule 1, qui développaient une puissance de 800 ch en qualification et de 650 ch en course. Cette puissance est passée à 1100 ch en qualification en 1985 et a permis à Nelson Piquet de remporter le championnat du monde 1983 au volant d’une Brabham équipée d’un M12. Ces M12 étaient construits à partir de blocs M10 hautement modifiés, des blocs d’occasion à fort kilométrage en raison de l’absence de contraintes de moulage.
La 2002 a été remplacée par la nouvelle Série 3 E21 en 1975. La conception des culasses et des pistons a de nouveau été revue, de même que la carburation. Les 316, 318 et 320 utilisaient le Solex 32/32DIDTA à double starter existant, tandis que le 320i utilisait l’injection Bosch K Jetronic, remplaçant le Kugelfischer pour des raisons d’économie et d’émissions. Ces nouveaux moteurs M10 ont été intégrés aux modèles BMW 518 et 520 / 520i à partir de septembre 1975.
Le remplacement du M10 par M60/M20
En septembre 1977, le M10 de 2 litres est remplacé par un tout nouveau moteur six cylindres de 2 litres, le M60/M20. Les M10 1600 et 1800 sont maintenus, et en septembre 1980, la chaîne de distribution Duplex est remplacée par une chaîne Simplex, et l’engrenage d’entraînement à l’arrière de la came est modifié de sorte que le distributeur tourne désormais dans l’autre sens. L’alimentation est désormais assurée par un nouveau carburateur Pierburg 2B4 à double starter, et l’allumage électronique est également utilisé.
Une unité de 1,8 litre avec K Jet est arrivée pour les E21 318i et E28 518i uniquement en LHD, et ces mêmes unités ont été utilisées dans les modèles E30 316 (1766 cc) et 318i de 1982. Le K Jet était cependant en voie de disparition et, en septembre 1983, il a été remplacé par l’injection Bosch LE Jetronic. Les modèles 316 et 518 étaient équipés du carburateur Solex Pierburg 2BE contrôlé par l’ECU – très décrié, mais pas assez. Les puissances sont respectivement de 90 et 105 ch, et bien qu’il ne s’agisse pas d’une avancée sur le papier par rapport aux moteurs Neue Klasse d’origine, ils consomment moins de carburant et respectent les normes d’émissions très importantes.
Le remplaçant du M10 est déjà en phase finale de conception. Ce moteur était le nouveau M40 lancé en septembre 1987 pour la E30 318 révisée – en tant que moteur, il était plus léger, plus puissant et bien plus économe en carburant. La 316 a utilisé le carburateur M10 jusqu’en juillet 1988, la production de la E28 518i s’arrêtant en décembre 1987. Cela marquait la fin de la production du M10 après 25 ans et la disparition d’un lien avec le passé.
Points forts et points faibles M10
Si vous la traitez bien, une M10 pourra parcourir plus de 100 000 kilomètres. Si elle est négligée, c’est moins bien. L’usure des guides de soupapes est fréquente, entraînant des bruits à haut régime et de la fumée bleue, mais des vidanges régulières permettent d’éviter cela. Les pignons de came des moteurs à chaîne à une rangée peuvent s’user fortement, mais ils sont facilement remplacés. L’usure de l’arbre à cames est due au fait que les trous de la barre de pulvérisation d’huile ne sont pas vérifiés et nettoyés et que les boulons banjo ne sont pas serrés.
Une fois les boulons banjo retirés, la barre de pulvérisation peut être tournée dans ses selles et les trous d’alimentation en huile peuvent être légèrement agrandis à l’aide d’une petite perceuse afin d’augmenter l’apport d’huile et d’éviter qu’elle ne se bloque. BMW vend pour les M10 et M30 des boulons banjo filetés avec un pas de vis légèrement différent afin de réduire les risques de desserrage.
Ne les bloquez pas vous-même, car le liquide de blocage se figerait au centre du banjo, ce qui priverait les lobes de came d’huile. Comme sur le M30, la rampe de pulvérisation du M10 ne s’adapte que dans un sens, et si vous la montez dans le mauvais sens, elle ne lubrifiera que quatre lobes de came. Un réglage régulier du jeu des soupapes est important, mais si les culbuteurs sont usés, vous aurez peut-être besoin d’excentriques surdimensionnés. La corrosion de la culasse est probable si l’antigel n’est pas remplacé régulièrement, mais si vous devez le remplacer, il doit l’être par le bon type – 121, E12 ou E21, selon l’année de fabrication.
Un voyant d’huile qui met du temps à s’éteindre peut être dû à un joint torique en caoutchouc défectueux sur le tuyau d’alimentation en huile qui achemine l’huile de la pompe à l’avant du bloc – une pièce bon marché mais un travail fastidieux à remplacer.
Les vieux carburateurs Pierburg sont généralement pénibles et il est préférable de les remplacer par un nouveau kit de conversion Weber tel que le 32/36. Les systèmes K Jetronic et LE Jetronic de Bosch sont tous deux bons et fiables – le K Jetronic a besoin d’être entretenu et réglé correctement, et le principal point faible du LE Jetronic est le relais à 7 broches de la pompe à carburant et des injecteurs, qui ne fonctionne plus.
Quelle voiture utilise le moteur M10 BMW ?
- M115 – 1500 berline 1499 cc
- M116 – 1600 voitures jusqu’en 1975, 1600 berline, 1600 coupé, 1602.
- M118 – 1800 berline et 1802 jusqu’en 1972, 1776 cc.
- M17, M05, M64, M15 – unités de 1990 cc de 1965 à 1975. 2000 berline et 2002, 2000 C et CS Coupé, 520 et 520i.
- M10 – Tous les moteurs à partir de fin 1975 et E21 – 316, 318, 318i, 320, 320i, 518, 518i.
- M10 B18 – à partir de 1980 E21 et E30 318, 318i, 518, et 518i E12 et E28
