Silnik BMW M20. Jakie miał wersje? Czy jest podatny na tuning?

Mimo upływu lat silnik BMW M20 jest nadal popularny wśród fanów marki. Czy rzeczywiście nadal warto się interesować tak starą konstrukcją?

Wszystkim polskim miłośnikom BMW, którzy bliższą znajomość z autami bawarskiej marki zawarli w latach 90. lub nawet na początku XXI wieku, rodzina M20 nie jest obca. Był to okres, kiedy seria 3 typoszeregu E30 w wersji 325i była obiektem pożądania. Sześciocylindrowy silnik, z którego prostym (i tanim) sposobem można było wykrzesać ponad 200 KM, to nie tylko idealny napęd do pierwszego driftowozu, ale też, nie oszukujmy się, ulubiona jednostka napędowa w autach startujących w odbywających się w Toruniu Mistrzostw Polski w Paleniu Gumy. Szczególnie że M20 to konstrukcje bardzo solidne, dobrze znoszące nawet brutalne traktowanie.

Wiele osób zajmujących się na co dzień serwisowaniem silników bawarskiego koncernu twierdzi, że to jedne z najbardziej „idiotoodpornych” motorów BMW, które są w stanie znieść bezawaryjnie niemal każde katusze. Nawet brak elementarnych zasad eksploatacji silników spalinowych nie robi na nich wrażenia. Do tego szeroka gama jednostek i części, które można stosować wymiennie, sprawia, że same motory, jak i komponenty do nich, są tanie i ogólnodostępne. Są w kraju firmy, które mają w ciągłej sprzedaży tak same silniki, jak i większość części potrzebnych do ich napraw i modyfikacji – aby się o tym przekonać, wystarczy rzut oka na ofertę portali aukcyjnych lub wizyta na pierwszym lepszym dużym szrocie specjalizującym się w BMW. Kiedyś mało kto myślał o swapach na większe silniki V8, a jednostki przygotowane przez M-GmbH miały abstrakcyjne ceny. Dziś sytuacja się zmieniła, coraz mniej osób docenia silniki rodziny M20. Tunerzy wolą mieć pod maską nowocześniejsze silniki M50 (debiutujące w E30/E34) o czterech zaworach na cylinder (24V), jako tak zwany entry level, do sportu wybierają wspomniane V8 lub przynajmniej silniki 3,5-litrowe (rodzina M30, tak zwana wielka szóstka). Skoro jednak kilkanaście lat temu seria 3 napędzana jednym z motorów M20 wystarczała do nauki jazdy bokiem czy sprawnego przemieszczania się po mieście – dziś jest podobnie. Jedynie zastosowanie jednej z tych jednostek w aucie przeznaczonym do prób czasowych może być mniej efektywne niż kiedyś. Trudno nawiązać walkę z autami wyposażonymi w dużo mocniejsze doładowane jednostki napędowe, choć do opanowania zasad obchodzenia się z autem RWD nadadzą się doskonale. Na pytanie, czy warto dziś interesować się autami wyposażonymi w jeden z tych silników, odpowiedź jest zdecydowanie twierdząca. Ceny dziś są nawet bardziej przyjazne niż kiedyś, a pozyskanie motoru nie stanowi najmniejszego problemu.

M20 to rodzina rzędowych silników 6-cylindrowych SOHC z dwoma zaworami na cylinder (12V). BMW proponowało cztery wersje pojemności – wariant M20B20 to dwulitrówka o mocy od 123 KM do 136 KM (najpopularniejsza odmiana ma moc 129 KM), M20B23 zgodnie z logiką ma pojemność 2,3 i moc 139 – 150 KM, zaś M20B25 to motor 2,5-litrowy (moc około 170 KM). Największa odmiana to 2,7-litrowa ETA. Jednostki napędowe M20 zadebiutowały w roku 1976 w BMW 320 typoszeregu E21, który na rynku pojawił się w roku modelowym 1977. W tym samym czasie M20 było też dostępne w większej serii 5 (E12). Ostatnim autem wyposażonym w silnik M20 była E30 325i z 1993 roku (Touring). Silnik M20 najłatwiej rozpoznać po potężnym kolektorze dolotowym (czyli tak zwanym baranku), który dzięki charakterystycznej konstrukcji dynamicznie doładowuje zasysane powietrze. Oprócz lepszych osiągów skutkuje to charakterystycznym dźwiękiem silnika, który jest bliższy konstrukcjom doładowanym niż atmosferycznym. Dla wielu miłośników marki sam dźwięk jednostek M20 jest wystarczającym argumentem, by go posiadać. W rodzinie M20 stosowano trzy rodzaje głowic – „200” (E21 320 i 323, E12 520, E28 520 i E30 ETA), „731” (różniła się od „200” wielkością kanałów ssących) i „885” (prócz większych kanałów doszły potężniejsze zawory, zmieniono też kształt komory spalania). Niezależnie od typu głowica M20 jest wykonana ze stopów metali lekkich, co było typowym dla BMW rozwiązaniem. Charakteryzuje się przepływem poprzecznym i jednym, centralnie umieszczonym wałkiem rozrządu, poruszającym stosunkowo krótkie popychacze, które są największą wadą tych silników. Zdarza się, że głowice pękają. Przeważnie uważa się, że poddają się po przegrzaniu, nie jest to jednak do końca prawda. Głowice silników M20 są stosunkowo wrażliwe na zły dobór oleju. Stosowanie oleju mineralnego klasy 15W40 zdecydowanie zmniejsza ryzyko usterki. Dbałości serwisowej wymaga też pasek rozrządu, któremu zdarza się pękać. Trudno jednoznacznie stwierdzić, kiedy może to nastąpić. Wychodząc z założenia, że lepiej zapobiegać niż leczyć, warto skrócić interwał między wymianami do 50.000 km. Osoby brutalnie traktujące M20 twierdzą też, że częstą awarią jest pękanie bloków – nie jest to jednak prawda. Aby doprowadzić do pęknięcia bloku, trzeba się bardzo, ale to bardzo postarać, katując jednostkę napędową bez rozgrzania. M20 nie jest wprawdzie bardzo podatne na usterki związane ze złą temperaturą pracy, jednak mimo solidności tych silników warto pamiętać, żeby nie przeciążać ich na zimno oraz chłodzić, gdy układ chłodzenia przestaje być wystarczająco skuteczny. Reszta podzespołów jest niemalże niezniszczalna. Jeśli serwisy olejowe są wykonywane rzetelnie (a w autach używanych w sporcie warto zmieniać olej często, nawet kosztem jego jakości – mineralne 15W40 są dziś na tyle tanie, że nie warto na tym oszczędzać) i dbamy o wspomniany pasek rozrządu – przebieg miliona kilometrów nie powinien być dla M20 problemem, zaś ETA jest w stanie przejechać bez głównego remontu nawet więcej. Oczywiście nie należy oczekiwać takiej trwałości od silników używanych w sporcie, ale i tak trudno przytoczyć przykład innego motoru (może prócz M30), który zniesie tak wiele.

MODYFIKACJE

Osoby modyfikujące silniki BMW wbrew pozorom należą do mniejszości. Zdecydowanie łatwiej zrobić swap na większy motor, który jest tani, dostępny i łatwo przekładalny, niż bawić się w modyfikowanie fabrycznej jednostki. Jednak dla chcącego nic trudnego – oprócz doładowania silnika z rodziny M20 (jest to dość droga operacja) istnieją alternatywne sposoby podniesienia osiągów. Wszystko zależy od silnika, którym dysponujemy.

M20B25

Sposób na zwiększenie mocy jest prosty i tani. Potrzeba do tego wału korbowego z wersji ETA bądź jednostki wysokoprężnej M21 (ten drugi jest mocniejszy, ale i znacznie cięższy!). Skok tłoka zwiększy się z 75 do 81 mm. Do tego należy zastosować korbowody z B20 lub B23 (są krótsze o 5 mm, zapobiegnie to ewentualnemu spotkaniu tłoka z zaworami). Kolejna operacja to frezowanie bloku (nie głowicy!) o około 2 mm (zależy to od zastosowanych tłoków w posiadanym wariancie B25). Podobny efekt można uzyskać stosując grube podkładki pod głowicę, ale ich dostępność (a co za tym idzie – cena) jest większa, lub stosując dorabiane na zamówienie tłoki (w tym przypadku cena jest już nieadekwatna do efektu, a zakup customowych używanych elementów zbyt ryzykowny). Aby wszystko zagrało, jak powinno, należy jeszcze zainwestować w regulowane kółko rozrządu oraz dostosować elektronikę. Taka modyfikacja powinna zaowocować mocą około 200 KM. Przy zastosowaniu ostrzejszego wałka (272) i regulacji czasów rozrządu i modyfikacjach kolektora wydechowego, zaworów oraz kanałów dolotowych można celować w moce ponad 220 KM. Silnik to zniesie!

M20B27

Tutaj celem modyfikacji jest moc fabrycznej jednostki B25, czyli około 170 KM. Potrzeba do tego głowicy z B20/23 z wałkiem rozrządu, kolektorem i resztą osprzętu oraz „elektryką”. Najważniejszym etapem operacji jest pozostawienie dwumilimetrowego odstępu między zaworami a tłokiem – dzięki użyciu odpowiedniej grubości podkładki nie dojdzie do ich kolizji. Stosując układ wydechowy z wersji B25 powinno dać się wystroić silnik na 170 KM (bez strojenia około 150 KM). Plusem jest też wyższy niż w B25 moment obrotowy! Do tej modyfikacji należy wybrać starszą wersję ETA. Dysponując nowszą, o fabrycznej mocy 129 KM, należy wymienić głowicę na tę ze zwykłego M20B25 (B20/23 nie będzie pasowała do tłoków), pozbawioną zwężek. Warto wybrać lepiej łożyskowany wałek rozrządu – taką przeróbkę wykona każdy zakład obróbki silników. Plan nowej głowicy o 0,25 – 0,3 mm podniesie CR z 8,5:1 do 9. Moc – około 185 KM. Wymiana wałka na bardziej agresywny oraz odpowiednie strojenie (lub tak zwany gotowy chip renomowanego tunera) przesunie barierę mocy do 200 KM.

Podsumowując – zdecydowanie warto zainteresować się autem wyposażonym w jeden z silników M20. Najlepsza konfiguracja to E30 z M20B25. Powinna sprawić dużo radości, wytrzymać dowolne katusze przy bardzo rozsądnej cenie tak zakupu, jak i serwisowania. Taka konfiguracja jest szczególnie polecana dla początkujących drifterów lub osób chcących podnieść swoje umiejętności jazdy autem RWD.

WERSJE SILNIKA M20

M20B20

Najmniejszy z rodziny silnik ma pojemność skokową 1990 cc (średnica/skok cylindra 80/66 mm). Mniejsza pojemność sprawia, że aby uzyskać moc maksymalną wymaga dłuższego wkręcania na wyższe obroty niż pozostali bracia. Ma to niebagatelny wpływ na zużycie paliwa, które paradoksalnie w najmniejszej jednostce może być najwyższe. Głowica jest w nim taka sama, jak w B23 i ETA pierwszej generacji. W zależności od roku produkcji B20 charakteryzował się różną mocą. Najstarsze egzemplarze oferują 123 KM przy 5800 obr./min i 170Nm przy 4000 obr./min. Po zmianie układu wtryskowego w 1985 roku fabryczne egzemplarze miały już 127 KM i 164 –174 Nm (wersja z katalizatorem była słabsza). Aplikacje M20B20 to E21 (1976/77 – 1982), E12 (1977 – 1981), E28 (1982 – 1987), E30 (1983 – 1993) i E34 (1988 – 1990).

M20 B20 od 1977 (E12) do 1990 (E34)

M20B23

W silniku 2,3 l (średnica/skok cylindra 80/76,8 mm) moc wynosiła 136 KM przy 5300 obr./min, a moment obrotowy – 205 Nm przy 4000 obr./min. Jego debiut odbył się w roku 1977 pod maską serii 3 E21 (323i). Do E30 trafił w 1983 roku po modernizacji głowicy i zmianie systemu wtryskowego, co sprawiło, że moc wzrosła do 147 KM. Ta wersja była produkowana tylko przez dwa lata, przez co jest dość rzadko spotykana na rynku wtórnym.

M20 B23 od 1983 do 1985 r.

M20 B23 od 1977 do 1983 r.

M20B25

To zdecydowanie najbardziej popularny silnik rodziny M20. Największą popularność zdobył w typoszeregu E30. Jest to bezpośredni następca B23. Pojemność skokowa to 2494 ccm (wymiary cylindra 84/75 mm), a moc – 170 KM (moment obrotowy różnił się w zależności od braku lub obecności katalizatora i wynosił odpowiednio 226 i 218 Nm). Jednostka ta różniła się od silnika o pojemności 2,3 litra tłokami, miała też przekonstruowaną komorę spalania, aby harmonijniej rozwijać moc i zwiększyć odporność na spalanie stukowe. Występowała z układami wtryskowymi Bosch Motronic 1.1 lub 1.3. Produkowana była w latach 1986 – 1993, trafiła też do serii 5 (E34 w latach 1989 – 1990) i modelu Z1 (1988 – 1991).

M20 B25 od 1986 do 1993 r.

M20B27

Największa w rodzinie jest występująca w dwóch wariantach ETA. Pojemność 2693 ccm (wymiary cylindra 84/81 mm). B27, mimo że ma największą pojemność skokową, zaprojektowano jako najbardziej oszczędny silnik z gamy M20. Skonstruowano go nie z myślą o osiągach czy dźwięku wydobywającym się z układu wydechowego, a o niskim spalaniu i długowieczności. Maksymalnie można go kręcić do nieco mniej niż 5000 obr./min – to zdecydowanie podwyższa jego żywotność, zachęca też do oszczędnej jazdy. B27 wyposażono w „miękkie” sprężyny zaworowe i inny wałek rozrządu niż pozostałe M20, więc ograniczenie maksymalnych obrotów miało też racjonalne uzasadnienie z punktu widzenia elementów przygotowanych do pracy z niskimi prędkościami obrotowymi. Pierwsze wersje ETA miały 123 KM przy 4000 obr./min (to tyle, co najsłabsze B20!), jednak moment obrotowy był wyższy i wynosił 240 Nm przy 3200 obr./min, co sprawia, że charakterystyką ETA przypomina…silniki wysokoprężne. Była ona nietypowa dla ówczesnych silników BMW, wymagała więc pewnego przyzwyczajenia. B27 nie jest za bardzo lubiany przez miłośników wysokich obrotów, często przez fanów marki określany jest mianem kryzysowego lub wręcz wykastrowanego. Po modyfikacji zastosowano zawory z M20B25, co pozwoliło podnieść maksymalne obroty o 300/min (do 5300). Moc – 127 KM. Auta wyposażane w M20B27 oznaczano jako 325e (E30) i 525e (E28).

M20 B27 od 1985 do 1986 r.

M20 B27 od 1987 r.

Łukasz Ptaszyński, Fot. autor