S54-Vanos zerlegt: Drucktest, Kettenschiene und Upgrade-Teile

Welche Fehler zeigte der E46 M3 im Fehlerspeicher?

Nur DME-Fehler, vor allem zur Einlassvanos. Im Video vom Oktober 2022 zerlegte Max die S54-Vanos eines E46 M3 aus Japan und zeigte, welche Upgrade-Teile dabei hineinkommen. Ein Kunde hatte das Auto in Japan ersteigert, es kam mit leuchtender Motorkontrolle zu uns 00:42.

Fahrzeug

BMW M3 E46, Facelift, Ende 2003

Herkunft

Japan-Import, unfallfrei

Laufleistung

108.000 km

Farbe

Mystic Blau

Motor

S54 mit Hochdruck-Doppelvanos

Anlass

Motorkontrollleuchte, Fehler an der Einlassvanos

Neben der Vanos standen Service, Pleuellager-Service und eine Hinterachsverstärkung auf der Liste.

Im Fehlerspeicher standen: Funktion Einlassvanos, Aussetzer auf den Zylindern 1 bis 6, Aussetzer mehrerer Zylinder ohne Zylinderabschaltung und Einlassvanos Spätventil.

Max löschte die Einträge und prüfte erneut, erst im Stand, dann bei laufendem Motor mit ein paar Gasstößen. Es kam kein Fehler zurück. Die eigentliche Ursache klärt dieser erste Teil nicht, zerlegt wurde die Vanos trotzdem komplett.

Was ist der Unterschied zwischen Niederdruck- und Hochdruckvanos?

Der Öldruck, mit dem sie arbeiten. Die Niederdruckvanos, etwa am M50TU oder M52 in E36, E38, E39 und Z3, nutzt den normalen Motoröldruck: laut Max ein bis zwei bar im Stand und vier bis sechs bar bei laufendem Motor 07:27.

Sie ist eine sogenannte Schwarz-Weiß-Vanos: Der Kolben kennt nur zwei Stellungen, verstellt wird nur die Einlassnockenwelle. Die Hochdruck-Doppelvanos des S54 verstellt dagegen Einlass- und Auslassnockenwelle und arbeitet kennfeldgesteuert.

„Eine Hochdruckvanos, wie in diesem Fall, läuft mit um die hundert Bar.“

Max im Video 08:40

Diesen Druck liefert nicht die Motorölpumpe, sie bringt auch beim S54 im Betrieb nur vier bis sechs bar. Die Vanos hat eine eigene Ölpumpe, angetrieben von der Auslassnockenwelle.

Auch andere M-Motoren unterscheiden sich: Der S55 im M4 arbeitet laut Max mit Niederdruckvanos, der V10 S85 aus M5 und M6 dagegen mit Hochdruckvanos und einer externen Vanos-Ölpumpe im Rumpf.

Wie prüft man den Vanos-Öldruck am S54?

Mit einem Drucktest, bevor etwas zerlegt wird 12:17. Vorher erklärte Max die Bauteile, die du siehst, wenn du die Haube öffnest:

• Druckbegrenzungsventil: hält den Betriebsdruck bei ungefähr 100 bar.
• Magnetstellblock: trägt die Magnetventile, darunter sitzt das elektronische Steuerteil für die Ventile, per Kabel mit der DME verbunden.
• Stickstoffdruckspeicher: sitzt unten am Motorblock auf Höhe von Zylinder 1, Richtung Klimakompressor.

Der Speicher soll sicherstellen, dass die Vanos immer genug Ölvolumen und Druck hat. Ob auf dem Supermarktparkplatz, auf der Nordschleife oder bei Tempo 120 auf der Autobahn.

So lief der Test am Kunden-M3 ab:

1. Öl auf Temperatur bringen. Max fuhr den M3 ein paar hundert Meter warm, denn für die Prüfung soll das Motoröl zwischen 50 und 80 Grad haben.
2. Leitung öffnen. Die Hohlschraube der Druckspeicherleitung oben an der Vanos herausdrehen, die beiden Kupferdichtringe abnehmen und die Stelle säubern.
3. Manometer anschließen. Ein digitales Druckmanometer aufsetzen und festziehen.
4. Motor starten. Erst ist wenig bis kein Druck da. Nach zwei bis fünf Sekunden baut sich der Vanos-Öldruck bis um die 100 bar auf.
5. Gasstöße geben. So muss die Vanos verstellen und Druck nachliefern.

Der Druck pendelte sich laut Max bei 98 bis 102 bar ein. Bei einem Gasstoß sackte er kurz ab, weil der Stickstoffspeicher für den Test abgeklemmt war. Das ist laut Max normal, solange das Manometer dran ist.

Wie wir Vanos-Einheiten messen und überholen, steht auf unserer Seite Vanos-Service.

Kann man die Vanos-Zahnwellen falsch einbauen?

Ja. Unter dem Ventildeckel kam zunächst die Duplex-Steuerkette zum Vorschein, also eine doppelte Kette. Vor dem Ausbau steckte Max die Steuerzeiten mit originalem BMW-Werkzeug ab, Zylinder 1 auf OT.

Die Zahnwellen haben zwei Verzahnungen: Die gerade sitzt in der Nockenwelle, die schräge an der Mitnehmerscheibe für die Tellerfedern. Verstellt die Vanos, verdreht die Schrägverzahnung die Nockenwelle 21:46. Den richtigen Einbau wollte Max beim Zusammenbau erklären.

Beim Zerlegen zeigte sich, dass die Vanos schon einmal offen war. Statt der werkseitigen Inbusschrauben mit Schlüsselweite 5 saßen bereits die verstärkten Torx-Schrauben drin, und die Dichtplatte war schon gegen ein BMW-Originalteil getauscht.

Was sind die typischen Schwachstellen der S54-Vanos?

Vier Stellen: Schrauben, Dichtungen, Zahnwellenspiel und die obere Kettenspannschiene 27:10.

1. Mitnehmerschrauben. Lösen sich die Schrauben der Kettenrad-Mitnehmer, können sie abreißen. Wir setzen deshalb Torx-Schrauben mit höherer Zugfestigkeit ein und sichern sie mit mittelfestem Loctite.
2. Dichtungen. Dichtplatte, Kolben und Druckreglerkolben haben jede Menge Dichtungen, die mit der Zeit porös werden. Wir ersetzen sie durch Dichtungen aus Upgrade-Material von Beisan.
3. Zahnwellenrasseln. Geht man bei 3.000 bis 4.000 Umdrehungen vom Gas, gibt die Vanos ein sägendes, rasselndes Geräusch von sich. Ursache ist zu viel Spiel im Nadellager der Zahnwelle.
4. Kettenspannschiene. Die obere Schiene dieses M3 war stark ausgearbeitet und an einer Stelle hauchdünn.

Die Schiene sitzt im Kettentrieb: Der Kettenspanner drückt gegen die untere Kettenschiene, diese gegen die obere, und so wird die Duplex-Steuerkette gespannt. Durch tausende Bewegungen, Hitze, Kälte, Öl, Reibung und Vibration arbeitet sich der Kunststoff aus.

Max schätzte, dass sie noch etwa 10.000 bis 15.000 Kilometer gehalten hätte. Was dann passieren kann, beschreibt er deutlich:

„Diese Schiene bricht und wenn ihr Pech habt, fliegt das Teil in euren Kettentrieb rein.“

Max im Video 36:32

Dann kann die Kette überspringen oder reißen. Woran du eine nachlassende Vanos im Alltag erkennst, steht im Beitrag Vanos defekt beim E46 M3: Symptome, Test und richtiges Öl.

Welche Upgrade-Teile gibt es für die S54-Vanos?

Fünf: Ölpumpenscheibe, Kettenschiene, Anti-Rassel-Kit, stärkere Tellerfedern und komplette Dichtsätze 32:05. Das Basismaterial kommt laut Max von Beisan.

Upgrade-Ölpumpenscheibe

Der Mitnehmer der Ölpumpe ist aus sprödem Guss. Hat er Spiel, können seine Nasen abbrechen, und die Vanos baut keinen Öldruck mehr auf. Die Upgrade-Scheibe hat zwei zusätzliche, kleinere, neu gefräste Bohrungen und sitzt damit spielfrei auf dem Mitnehmer.

„Mehr Öldruck macht sie nicht und muss sie auch nicht.“

Max im Video 33:46

Kettenschiene, Anti-Rassel-Kit und Tellerfedern

Die Upgrade-Kettenschiene ist aus vollem, stabilerem Material. Das Anti-Rassel-Kit bringt neue Plättchen in die Zahnwellen, die das Spiel verringern.

Die Tellerfedern stammen aus einem anderen M-Motor mit ähnlich aufgebauter Vanos und haben eine originale Teilenummer. Sie sind stärker als die des S54. Mehr Zug heißt laut Max weniger Spiel, feineres Verstellen der Vanos und weniger Geräusche.

Dichtsätze

Dazu kommen ein Dichtsatz für die Dichtplatte zwischen Vanos und Magnetgehäuse und ein kompletter Dichtkit mit speziellen Teflonringen für Einlass- und Auslasskolben, Zuspeisung und Dichtdeckel. Wie diese Teile eingebaut werden, zeigt der Beitrag S54-Vanos abdichten: Anti-Rassel-Kit, Dichtungen, Teflonringe.

Dichtsätze, Kettenschiene, Ölpumpenscheibe und verstärkte Schrauben gibt es bei uns als Vanos-Revision und Reparatursatz für den S54. Weitere Teile findest du unter Tuning- & Ersatzteile für BMW M3 E46.

Fazit: Lohnt sich das Vanos-Upgrade am S54?

Für diesen M3 ja: Der Drucktest kam auf rund 100 bar, die Vanos machte also Öldruck. Beim Zerlegen lag trotzdem eine Kettenspannschiene auf dem Tisch, die kurz vor dem Bruch stand.

Die Upgrade-Teile setzen genau an den bekannten Schwachstellen an. Die Ursache der Fehlereinträge ließ dieser erste Teil allerdings offen. Reinigen, Revidieren und Zusammenbau folgten im zweiten Teil.