Crank hub BMW S55 — co to jest i jak wymieniliśmy go w M4 F82 Stage 2

Crank hub to najsłynniejszy słaby punkt silnika BMW S55. Pokazujemy na wideo, jak wygląda wymiana na monolityczny 2-pin przy budowie M4 F82 do Stage 2 — i co warto zrobić przy okazji.

Przez Grzegorz Wadecki
10 min czytania
Crank hub BMW S55 — co to jest i jak wymieniliśmy go w M4 F82 Stage 2

Crank hub to piasta przykręcana do wału korbowego silnika BMW, która łączy napęd wałków rozrządu z wałem korbowym. W jednostce S55 jej fabryczna, kilkuczęściowa konstrukcja ma słabość: elementy potrafią obrócić się względem siebie i rozsynchronizować rozrząd, dlatego przy tuningu wymienia się ją na monolityczną — w pokrewnym S58 wielu tunerów robi to prewencyjnie. Poniżej pokazujemy taką wymianę w praktyce: na przykładzie BMW M4 F82, budowanego u nas do Stage 2.

Spis treści

Kluczowe momenty z wideo

Projekt w skrócie

Element Szczegóły
Auto BMW M4 F82, silnik S55 (fabrycznie 431 KM, w wersji Competition 450 KM)
Przebieg 45 000 km
Zakres mechaniczny Crank hub monolityczny 2-pin, rewizja panewek, nowy uszczelniacz wału korbowego
Modyfikacje Intercooler CSF, karbonowy dolot Eventuri, aluminiowe charge pipes Wagner Tuning, customowy downpipe bez katalizatorów z izolacją termiczną (wersja torowa), oprogramowanie MHD (Stage 2)
Serwis Skrzynia biegów, dyferencjał, olej silnikowy, płyn chłodniczy; hamulce: upgrade przodu, z tyłu przewody w stalowym oplocie i kompleksowa wymiana płynu
Cel Stage 2 jako przygotowanie pod moc docelową; pierwszy test: zaplanowana na maj próba na Nürburgringu

Części i modyfikacje do tej platformy zebraliśmy w naszej kolekcji BMW M4 F82.

Co to jest crank hub i dlaczego fabryczna konstrukcja zawodzi

Crank hub (piasta wału korbowego) jest przykręcony do czoła wału korbowego i to przez niego przechodzi cały napęd rozrządu. Jeśli piasta obróci się względem wału choćby o kilka stopni, fazy rozrządu przestają zgadzać się z położeniem tłoków. W silnikach BMW S55 (M3 F80, M4 F82/F83, M2 Competition F87) to jeden z najczęściej omawianych słabych punktów konstrukcji, a w pokrewnym konstrukcyjnie S58 wielu tunerów wymienia piastę prewencyjnie przy mocniejszych buildach.

„To nic innego jak piasta, którą przykręcamy do wału korbowego. Odpowiada ona za połączenie wałków rozrządu z wałem korbowym” — tak tłumaczymy to w wideo.

Fabrycznie crank hub w S55 jest kilkuczęściowy. Poszczególne elementy są ze sobą połączone za pomocą podkładek ciernych, a całość dokręca się dużym momentem i dociąga o znaczny kąt. W założeniu siła ściskająca te elementy za pośrednictwem podkładek ciernych powinna uniemożliwić ich obrót względem siebie.

W praktyce nie działa to tak, jak wymyślił producent. Przy większych przebiegach albo przy podnoszeniu mocy elementy piasty potrafią obrócić się względem siebie: połączenie oparte wyłącznie na tarciu po prostu przestaje wystarczać. Wtedy rozrząd „ucieka” względem wału korbowego i zaczynają się problemy.

Objawy poślizgu crank huba

Tę część opisujemy z ogólnego doświadczenia warsztatowego — w aucie z filmu do poślizgu nie doszło, wymiana była prewencyjna. Typowe objawy obróconego crank huba to:

  • błędy korelacji wałków rozrządu względem wału korbowego (kody błędów rozrządu w diagnostyce),
  • nierówna praca silnika, szarpanie, wyraźny spadek kultury pracy,
  • gaśnięcie silnika,
  • w skrajnym wypadku silnik nie daje się uruchomić i pojawia się realne ryzyko kolizji zaworów z tłokami, czyli kosztownego remontu całej jednostki.

Im wcześniej poślizg zostanie wychwycony, tym większa szansa, że skończy się na wymianie piasty, a nie na naprawie głowicy i tłoków. Dlatego każdy błąd korelacji rozrządu w S55 lub S58 traktujemy jako sygnał do natychmiastowej diagnostyki.

Crank hub monolityczny z dwoma pinami — jak działa

Rozwiązaniem problemu jest crank hub monolityczny: zamiast kilku elementów spiętych podkładkami ciernymi dostajemy jedną całość, bez żadnych łączeń. W tym projekcie zastosowaliśmy wersję z zabezpieczeniem dwupinowym — dwa piny wchodzą bezpośrednio w wał korbowy i tworzą mechaniczną blokadę, która uniemożliwia obrót piasty. Połączenie nie opiera się już na samym tarciu, tylko na fizycznej blokadzie kształtowej. Dzięki temu można bezpiecznie wycisnąć z S55 to, do czego go zaprojektowano — a zapas ma naprawdę spory.

Jak się do piasty dostać? W naszym procesie nie wyjmujemy silnika w całości: rozpinamy zawieszenie, demontujemy osprzęt, układ dolotowy i pokrywę zaworów, zakładamy blokady rozrządu, podwieszamy silnik i opuszczamy wózek. Potem schodzą miska olejowa, rozrząd i pompa oleju — dopiero wtedy widać crank huba.

Przy rozebranym dole silnika wykonaliśmy też rewizję panewek. Logika jest prosta: skoro silnik i tak jest otwarty, sprawdzamy stan panewek teraz, żeby za chwilę nie zaglądać tam drugi raz. Do montażu poszedł komplet oryginalnych śrub i uszczelek — taki sam zestaw znajdziecie u nas jako oryginalny zestaw serwisowy OEM do S55.

Ciekawostka z naszego procesu: nowy uszczelniacz wału osadzamy za pomocą pierścienia wydrukowanego na drukarce 3D, który pozwala wbić uszczelniacz precyzyjnie i równo w obudowę. Drobiazg, ale to takie drobiazgi decydują o tym, czy silnik po złożeniu jest szczelny za pierwszym razem.

Kiedy wymieniać crank hub

W tym M4 powodem wymiany nie był przebieg — auto miało dopiero 45 000 km. Powodem było znaczne podniesienie mocy: budowa Stage 2 i plany na jeszcze wyższą moc docelową. To ważne rozróżnienie, bo ryzyko poślizgu rośnie z dwóch powodów:

  • moc i moment obrotowy — im wyższy moment przenosi silnik, tym większe obciążenie połączenia ciernego w fabrycznej piaście;
  • przebieg — nawet seryjne egzemplarze z dużym przebiegiem potrafią obrócić crank huba; takie auta również trafiają do warsztatów.

Stąd nasza zasada: jeżeli planujesz tuning S55 lub S58 powyżej Stage 1, budowa to najtańszy możliwy moment na prewencyjną wymianę crank huba — silnik i tak jest częściowo rozebrany, więc nie płacisz drugi raz za tę samą robociznę. Dokładnie tak zrobiliśmy w tym projekcie. Jeśli masz wątpliwości co do swojego auta, zajrzyj na naszą stronę o diagnostyce, naprawie i prewencji poślizgu crank huba S55/S58 w Toruniu. A jeżeli budujesz S58, przygotowaliśmy osobny przewodnik budowy S58 od Stage 1 do Stage 3.

Pozostałe modyfikacje Stage 2

Charge pipes Wagner Tuning — aluminium zamiast plastiku

Seryjne charge pipes w S55 — przewody, którymi sprężone powietrze płynie przez układ dolotowy — wykonane są z plastiku. Mają dwa problemy: przy wyższych doładowaniach (a niekiedy po prostu z racji wieku) potrafią pękać, a w dodatku przewężenia dławią miejscami przepływ. Aluminiowe zamienniki Wagner Tuning rozwiązują obie kwestie: poprawiają przepływ i eliminują ryzyko pęknięcia, dzięki czemu można swobodnie podnosić doładowanie. Przy Stage 2 traktujemy je nie jako ozdobę, a jako element bezpieczeństwa układu.

Intercooler CSF — odzyskać moc, nie tylko ją dodać

W S55 wymiana intercoolera jest o tyle specyficzna, że robi się ją nie po to, żeby zyskać moc, tylko żeby ją odzyskać albo zachować. Seryjny intercooler nie daje rady: auto bardzo szybko „puchnie” (heat soak) i nie ma żadnej powtarzalności wyników — pierwszy przejazd jest mocny, każdy kolejny słabszy. Po zastosowaniu intercoolera CSF problem ustępuje: przy Stage 2 auto utrzymuje temperatury w normie i zachowuje stabilne, powtarzalne parametry.

Jak to działa? S55 ma intercooler typu air-to-water: powietrze tłoczone z turbosprężarek nie jest chłodzone bezpośrednio pędem powietrza, tylko cieczą z dodatkowego obiegu, przepompowywaną przez intercooler. Fizyka jest prosta: im chłodniejsze powietrze, tym większa gęstość. Większa gęstość to więcej tlenu w cylindrze, a więcej tlenu to potencjał na większą moc i przede wszystkim bezpieczniejsze warunki pracy silnika.

Dolot Eventuri — dwa stożki i przepływ laminarny

Karbonowy dolot Eventuri zastąpił seryjny układ dolotowy i sporą część plastików, które wyleciały przy demontażu. Konstrukcyjna ciekawostka, która wyróżnia Eventuri na tle konkurencji: filtr pracuje z dwoma stożkami. Stożek wewnętrzny rozbija strumień powietrza tak, żeby pracowała cała powierzchnia filtra — nie tylko boki czy środek. Zewnętrzny stożek razem ze ściankami obudowy zbiera cały strumień, uspokaja turbulencje i wprowadza powietrze w dalszą część układu jako przepływ bardziej laminarny. Pozostali producenci często stosują klasyczne filtry z płaskim dnem, w których powietrze może nie wykorzystywać równomiernie całej powierzchni filtra.

Więcej o tym, jak działa Eventuri i jak dobrać dolot do auta, pisaliśmy w osobnym wpisie: Eventuri — dolot, który robi robotę. Zestawy Eventuri do S55 (dolot + charge pipe) znajdziesz na tej stronie.

Customowy downpipe bez katalizatorów (wersja torowa)

Downpipe wykonaliśmy w całości u siebie. W intro wideo pada jeszcze wariant ze sportowymi katalizatorami, ale ostatecznie klient wybrał wersję bez nich — od seryjnego nasz downpipe różni się głównie usprawnionym przepływem i właśnie brakiem katalizatorów. Całość dostała nierdzewną osłonę termiczną, pod którą znajduje się termoizolacyjna mata krzemianowa: izolacja trzyma ciepło w wydechu i chroni komorę silnika przed przegrzewaniem. Równolegle pracujemy nad nowym rozwiązaniem, które podniesie jakość i estetykę takiej izolacji oraz skróci czas jej wykonania.

Uczciwie: downpipe bez katalizatorów to rozwiązanie torowe, wyłącznie do użytku poza drogami publicznymi (tzw. off-road use only). Auto z takim wydechem nie ma homologacji i nie spełnia norm emisji spalin — i mówimy to wprost każdemu klientowi przed realizacją.

MHD — soft w specyfikacji Stage 2

Całość spina oprogramowanie MHD w specyfikacji Stage 2, dobranej pod zamontowany hardware: dolot, charge pipes, intercooler i downpipe. Bez softu wymienione części to głównie potencjał, a nie moc — dopiero oprogramowanie wykorzystuje to, co daje hardware.

Serwis przy okazji i wpis do historii BMW

Przy takiej wizycie nie kończymy na modyfikacjach. W tym aucie wykonaliśmy pełen serwis układu napędowego: skrzynia biegów i dyferencjał, a wcześniej wymieniliśmy olej silnikowy i płyn chłodniczy.

Wszystkie te czynności zostały wbite do komputera auta oraz do systemów BMW. Jesteśmy certyfikowanym serwisem partnerskim BMW, więc naprawy wykonane u nas na oryginalnych częściach (OEM) trafiają do oficjalnej historii pojazdu. Przy aucie tej klasy to realny argument przy odsprzedaży i pełna przejrzystość dla kolejnego właściciela: udokumentowane jest nie tylko „że robione”, ale też co i kiedy.

Hamulce: z przodu klient na razie zdecydował się na upgrade; z tyłu wymieniliśmy przewody hamulcowe na wersje w stalowym oplocie, do tego doszła kompleksowa wymiana płynu hamulcowego. Sztywniejsze przewody i świeży płyn to bardziej przewidywalny pedał, co przyda się tam, dokąd to auto się wybiera.

Efekt: hamownia i Nürburgring

Po złożeniu auto trafiło na hamownię — wykres z wynikiem pokazujemy na ekranie w finale wideo (12:18). Dla porównania: seryjne M4 F82 z silnikiem S55 ma fabrycznie 431 KM, a wersja Competition 450 KM.

Co ważne: dla właściciela to nie jest ostatnie słowo. Ta wizyta była przygotowaniem pod moc docelową — crank hub, rewizja panewek, chłodzenie i dolot to fundament, na którym można bezpiecznie budować dalej. Pierwszym poważnym testem auta miała być zaplanowana na maj próba na Nürburgringu, a po niej zobaczymy, ile jeszcze da się z tego silnika wycisnąć. Jeśli też szykujesz BMW na tor, zobacz, jak wygląda nasze przygotowanie BMW na track day.

Słownik pojęć

  • Crank hub — piasta przykręcana do wału korbowego, łącząca napęd wałków rozrządu z wałem; znany słaby punkt silników BMW S55, prewencyjnie wymieniana też w S58.
  • Podkładki cierne — podkładki zwiększające tarcie między elementami fabrycznego, kilkuczęściowego crank huba; w wersji seryjnej to jedyne zabezpieczenie przed obrotem.
  • Crank hub monolityczny / 2-pin — jednoczęściowa piasta bez łączeń; wersja 2-pin ma dodatkowo dwa piny wchodzące w wał korbowy, które mechanicznie blokują obrót.
  • Panewki — ślizgowe łożyska wału korbowego i korbowodów; ich rewizję wykonuje się zwykle razem z wymianą crank huba, bo dół silnika jest już rozebrany.
  • Intercooler air-to-water — chłodnica powietrza doładowanego, w której sprężone powietrze schładzane jest cieczą krążącą w osobnym obiegu (tak jest w S55), a nie bezpośrednio strumieniem powietrza.
  • Heat soak — „puchnięcie” układu: nasycenie chłodzenia ciepłem, przez które temperatury dolotu rosną, a silnik traci moc i powtarzalność wyników.
  • Charge pipe — przewód, którym sprężone powietrze płynie przez układ dolotowy; seryjne plastikowe potrafią pękać przy podniesionym doładowaniu i mają przewężenia.
  • Downpipe — początkowy odcinek układu wydechowego tuż za turbosprężarką; jego przepustowość mocno wpływa na pracę turbo.
  • MHD — popularna platforma do modyfikacji oprogramowania silników BMW; w tym projekcie wgrana jako soft Stage 2.
  • Stage 1 / Stage 2 — umowne etapy tuningu: Stage 1 to zwykle samo oprogramowanie, Stage 2 to oprogramowanie plus hardware (dolot, downpipe, intercooler, charge pipes).

FAQ — crank hub BMW

Co to jest crank hub w BMW?

Crank hub to piasta przykręcana do wału korbowego, która łączy napęd wałków rozrządu z wałem korbowym. Fabrycznie w S55 jest kilkuczęściowa i spięta podkładkami ciernymi — przy dużym momencie obrotowym lub przebiegu jej elementy mogą obrócić się względem siebie i rozsynchronizować rozrząd.

W których silnikach BMW występuje problem crank huba?

Przede wszystkim w S55 (M3 F80, M4 F82/F83, M2 Competition F87) oraz — z doświadczenia warsztatowego — w konstrukcyjnie pokrewnym S58 (M3 G80, M4 G82, M2 G87). W naszym warsztacie wykonujemy diagnostykę i prewencyjne wymiany w obu jednostkach.

Jakie są objawy poślizgu crank huba?

Typowo: błędy korelacji wałków rozrządu względem wału korbowego, nierówna praca silnika, gaśnięcie, a w skrajnym wypadku silnik nie daje się uruchomić i pojawia się ryzyko kolizji zaworów z tłokami. Każdy błąd korelacji rozrządu w S55/S58 warto traktować jako sygnał do diagnostyki.

Czy każdy egzemplarz S55 wymaga wymiany crank huba?

Nie. Ryzyko rośnie wraz z mocą, momentem obrotowym i przebiegiem — przy seryjnej mocy wiele aut jeździ bezproblemowo. Jeśli jednak planujesz tuning od Stage 2 wzwyż, najrozsądniej i najtaniej wymienić piastę prewencyjnie właśnie przy okazji budowy.

Czy wymiana crank huba wymaga wyjęcia silnika?

W naszym procesie nie wyjmujemy silnika w całości: rozpinamy zawieszenie, podwieszamy silnik i opuszczamy wózek, a do piasty dobieramy się po demontażu rozrządu, pompy oleju i miski olejowej. Dokładnie tak przebiegała realizacja opisana w tym wpisie.

Co warto zrobić przy okazji wymiany crank huba?

Rewizję panewek (dół silnika jest już rozebrany), nowy uszczelniacz wału, komplet oryginalnych śrub i uszczelek oraz zaległe serwisy — olej, płyny, skrzynia biegów, dyferencjał. Drugi raz nikt nie chce tam zaglądać.

Czy naprawa trafia do historii serwisowej BMW?

Tak. Jesteśmy certyfikowanym serwisem partnerskim BMW — naprawy wykonane u nas na oryginalnych częściach (OEM) są wpisywane do komputera auta i do systemów BMW, czyli do oficjalnej historii pojazdu.

Ile trwa i ile kosztuje wymiana crank huba?

To zależy od zakresu prac: sama piasta, piasta z rewizją panewek czy pełna budowa Stage 2 z serwisami — każdy z tych wariantów to inna liczba roboczogodzin. Dlatego wycenę przygotowujemy indywidualnie: napisz lub zadzwoń, a dostaniesz konkretny plan i termin dla swojego auta.

Masz S55 lub S58? Sprawdź crank hub, zanim zrobi się drogo

Crank hub to jedna z tych rzeczy, o których w S55 i S58 lepiej pomyśleć przed tuningiem, a nie po pierwszych błędach korelacji rozrządu. Jeśli planujesz Stage 2, wybierasz się na tor albo po prostu chcesz wiedzieć, w jakiej kondycji jest Twój silnik, zapraszamy do naszego warsztatu w Toruniu (ul. Forteczna 13/7).