Kategorie: M-Modell

BMW-Modellreihe: F80 F82

12.12.2013
BMW M3 und M4: Die Balance des Gesamtkonzepts
Perfekt aufeinander abgestimmte Detail-Maßnahmen für höchste Performance, Präzision und Agilität.
 

Die neue BMW M3 Limousine und das neue BMW M4 Coupé stehen perfekt ausbalanciert auf dem Asphalt, tief geduckt und breit. Damit unterstreicht das M spezifische Design schon im Stand die Leistungsfähigkeit der beiden Hochleistungssportwagen. Große Lufteinlässe und Air Curtains an der Front, sichtbare Karosseriebauteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) und Aluminium oder der Diffusor am breiten Heck setzen dabei aber nicht nur Designakzente, sondern folgen funktionalen Vorgaben an Aerodynamik, Kühlung oder Leichtbau.

Zahlreiche Aerodynamik-Maßnahmen in allen Karosseriebereichen.

Das Aerodynamikkonzept ist seit jeher eine der entscheidenden Größen im Entwicklungsprozess der Modelle der BMW M GmbH. Der Luftstrom muss derart um das Fahrzeug geleitet werden, dass optimale Voraussetzungen für eine hohe Fahrdynamik gegeben sind und trotzdem Motor, Antriebsstrang sowie Bremsen selbst bei hoher Beanspruchung auf der Rennstrecke ausreichend gekühlt werden.

Details wie die kraftvoll geformte Frontschürze, ein glatter Unterboden, eine klar definierte Abrisskante am Heck in Form eines Gurney an der M3 Limousine und in Form einer integrierten Spoilerkante am Heck des BMW M4 Coupé reduzieren den Auftrieb gleichmäßig an Vorder- und Hinterachse und sorgen für optimale Handling-Eigenschaften. „Die Art und Weise, wie wir die anströmende Kühlluft durch den Motorölkühler leiten, führt beispielsweise zu einem Venturi-Effekt, der den Auftrieb an der Vorderachse reduziert und so das Einlenkverhalten verbessert“, erklärt Albert Biermann, verantwortlich für die Entwicklung bei der BMW M GmbH. Elemente wie der Air Curtain und die M Kiemen mit integriertem Air Breather hinter den Vorderrädern minimieren die Verwirbelungen im vorderen Radlauf. Zusammen mit den aerodynamisch optimierten Außenspiegeln im Doppelfußdesign sind sie zudem höchst charakteristische Designelemente der BMW M3 Limousine und des BMW M4 Coupé und reduzieren den Luftwiderstand. Diese Beispiele unterstreichen in typischer Weise, wie die M Ingenieure die Anforderungen der Alltagstauglichkeit mit denen der Rennstrecke in Einklang gebracht haben.

Aufwendiges Kühlkonzept für maximale Performance.

Die außergewöhnliche Leistungsfähigkeit der BMW M3 Limousine und des BMW M4 Coupé stellt besonders hohe Anforderungen an das Temperaturmanagement des Motors und der Peripherie. Um sowohl im normalen Alltagsbetrieb, auf Kurzstrecken in der Stadt als auch auf der Rennstrecke optimale Betriebstemperaturen zu gewährleisten, setzen die Ingenieure der BMW M GmbH auf ein höchst wirkungsvolles Kühlsystem. So verfügt die Ansaugluftführung des Sechszylinder-Triebwerks neben den beiden hochdynamischen Turboladereinheiten über eine indirekte Ladeluftkühlung für maximale Aufladung und Leistungsausbeute. Zum rennstreckentauglichen Kühlkonzept zählen neben einem Hauptkühler auch seitlich ausgelagerte Wasserkühler für den Hoch- und Niedertemperaturkreislauf sowie für das Motor- und Getriebeöl (bei M Doppelkupplungsgetriebe). Sie stellen einen ausgeglichenen Temperaturhaushalt und damit eine hohe Leistungsfähigkeit auch im Rennstreckenbetrieb sicher. Eine zusätzliche elektrische Kühlwasserpumpe sichert die Kühlung der Lagerstühle der Turbolader bei stehendem Fahrzeug.

Sechsgang-Schaltgetriebe mit Zwischengasfunktion.

Die Kraftübertragung erfolgt serienmäßig per Sechsgang-Handschaltgetriebe mit robuster Zwei-Scheiben-Kupplung. Es ist im Vergleich zum Vorgängermodell deutlich kompakter, zwölf Kilogramm leichter. Um den Schaltkomfort zu erhöhen, arbeitet das manuelle Getriebe mit neuartigen Carbon-Reibbelägen in den Synchronringen. Eine Trockensumpfschmierung sorgt für eine effiziente Versorgung aller Teile mit Öl. Das Getriebe löst beim Zurückschalten eine Zwischengasfunktion aus, die bisher dem M Doppelkupplungsgetriebe vorbehalten war. Diese Anschlussdrehzahlregelung verbessert die Schaltbarkeit des Getriebes, dient der Fahrzeugstabilisierung und findet ihren Ursprung im Motorsport.

Siebengang M Doppelkupplungsgetriebe Drivelogic mit Launch Control.

Mit der dritten Generation des M DKG verbinden die M Ingenieure erneut den Anpruch, den Maßstab in puncto Kraftschluss und Rennstreckentauglichkeit zu setzen, ohne dabei Abstriche in der Alltagstauglichkeit hinnehmen zu müssen. Das optionale Siebengang M Doppelkupplungsgetriebe mit Drivelogic inszeniert dabei den neuen Hochdrehzahl-Turbomotor in emotional beeindruckender Weise. Neben dem automatischen Wechsel der Fahrstufen erlaubt es im manuellen Modus besonders schnelle Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung. Die integrierte Launch Control garantiert optimale Beschleunigung aus dem Stand mit noch besseren Werten, als sie mit dem manuellen Getriebe möglich sind. Die Funktion Smokey Burnout erlaubt, bei rollendem Fahrzeug die Hinterräder bis zu einem gewissen Grad durchdrehen zu lassen. Die Stability Clutch Control öffnet beim Übersteuern die Kupplung, um so das Fahrzeug zu stabilisieren. Zudem werden Zusatzfunktionen wie die vom Fahrer frei wählbaren Drivelogic Modi, die den BMW M3 und den BMW M4 komfortabler, verbrauchsorientierter oder noch sportlicher auftreten lassen, unterstützt. Der im Vergleich zur Handschaltung zusätzliche siebte Gang führt zu einer größeren Spreizung der Getriebeübersetzung mit entsprechend positiven Auswirkungen auf die Effizienz.

Die Eigenschaften des sehr leichten und gleichzeitig äußerst belastbaren Werkstoffs CFK ermöglichten einen grundlegend neuen Ansatz bei der Herstellung der Gelenkwelle. Das aus CFK hergestellte Bauteil leitet das Drehmoment vom Schaltgetriebe zum Hinterachsgetriebe und wird gerade bei leistungsstarken Fahrzeugen extrem belastet. „Die hohe Steifigkeit und das geringe Gewicht des CFK-Rohres ermöglichen, die Gelenkwelle einteilig und ohne Mittellagerung auszuführen. Neben einer Gewichtseinsparung von 40 Prozent im Vergleich zum Vorgängermodell erreichen wir eine Verringerung der rotierenden Massen und somit eine verbesserte Dynamik des Antriebsstrangs“, erläutert Albert Biermann.

Perfektionierter Heckantrieb mit Aktivem M Differenzial.

Zu den weiteren Komponenten, die die Fahrdynamik der BMW M3 Limousine und des BMW M4 Coupé steigern, zählen die hohl ausgeführten Leichtbau- Abtriebswellen des Hinterachsgetriebes und das Aktive M Differenzial, das Traktion und Fahrstabilität mithilfe einer elektronisch geregelten Lamellensperre optimiert. Die aktive Regelung der Lamellensperre erfolgt mit höchster Präzision und Schnelligkeit. Ihr Steuergerät ist mit der Fahrstabilitätsregelung DSC (Dynamische Stabilitäts Control) verbunden und berücksichtigt darüber hinaus auch die Gaspedalstellung, die Raddrehzahlen und die Gierrate des Fahrzeugs. So wird jede Fahrsituation präzise analysiert und die Gefahr eines einseitigen Traktionsverlustes bereits im Vorwege erkannt. Innerhalb von Sekundenbruchteilen erfolgt dann die Anpassung des Sperrmoments, das zwischen null und 100 Prozent betragen kann. Dadurch wird auch auf rutschigem Untergrund sowie bei hohen Reibwertunterschieden zwischen dem rechten und linken Hinterrad, in engen Kehren oder bei besonders dynamischen Richtungswechseln das Durchdrehen eines Rades verhindert. Die so optimierte Traktion ermöglicht auch unter anspruchsvollen Bedingungen höchste Fahrstabilität sowie ein besonders dynamisches Herausbeschleunigen aus Kurven.

Den Wünschen an ein hohes Maß an Fahrdynamik entspricht der M Dynamic Mode als Unterfunktion der Dynamischen Stabilitäts Control (DSC). Während das DSC Unter- oder Übersteuern gezielt entgegenwirkt, erlaubt der M Dynamic Mode mehr Radschlupf und damit leichte Drifts. Sportlich-dynamische Fahrer schätzen dieses Fahrverhalten, die Unterstützung der Fahrhilfen beim Überschreiten des Grenzbereichs bleibt – im Gegensatz zum deaktivierten DSC – jedoch erhalten. Die Verantwortung für die Stabilisierung des Fahrzustandes liegt dabei in jedem Fall beim Fahrer.

Fahrwerk in Aluminium-Bauweise für geschärfte Fahrdynamik.

Kernkompetenz der BMW M GmbH ist die Entwicklung von M Automobilen mit hoher Lenkpräzision, Kontrollierbarkeit im Grenzbereich, Agilität, Fahrgefühl und maximaler Traktion bei höchster Fahrstabilität, ohne die Alltagstauglichkeit zu vernachlässigen. Um diese Ziele auch für die wesentlich gesteigerte Leistungsfähigkeit der neuen BMW M3 Limousine und des neuen BMW M4 Coupé zu erreichen, wurden die Achsen neu konstruiert und in akribischer Feinarbeit entwickelt.

Unbedingte Voraussetzung für ein außergewöhnlich dynamisches Fahrerlebnis ist auch hier ein geringes Gewicht und eine hohe Steifigkeit der Achssysteme. Aluminium-Leichtbauweise etwa an Lenkern sowie an Rad- und Achsträgern spart allein an der 2-Gelenk-Federbein-Vorderachse fünf Kilogramm im Vergleich zur herkömmlichen Stahlbauweise ein. Für eine optimale und direkte Kraftübertragung in Längs- und in Querrichtung sorgen spielfrei arbeitende Kugelgelenke und speziell für BMW M3 Limousine und BMW M4 Coupé entwickelte Elastomerlager. Zu einer höheren Steifigkeit des Vorderwagens tragen das Aluminium-Schubfeld, die CFK-Domfrontendstrebe sowie zusätzliche Verschraubungen des Achsträgers mit der Karosseriestruktur bei.

Ebenfalls leichter als die Konstruktion im aktuellen BMW M3 ist die neue Fünflenker-Hinterachse. Alle Lenker und Radträger sind in Aluminium- Schmiedetechnik gefertigt, was die ungefederten Massen der radführenden Bauteile gegenüber der aktuellen Modellgeneration um rund drei Kilogramm reduziert. Eine starre Verschraubung des Hinterachsträgers mit der Karosserie ohne elastische Gummielemente ist aus dem Rennsport abgeleitet und dient dem Zweck, die Radführung und damit die Spurstabilität nochmals zu verbessern. „Mit der doppelt-elastischen Aufhängung des Hinterachsgetriebes im starr mit der Karosseriestruktur verschraubten Hinterachsträger erreichen wir ein neues Niveau an Fahrpräzision, ohne die Komfortansprüche zu vernachlässigen“, nennt Albert Biermann ein weiteres Beispiel für die perfekt gelungene Symbiose aus reinrassiger Motorsport-Technologie und hoher Alltagstauglickeit.

Bei der Konstruktion der Achsen wurde die Reifenentwicklung von Beginn an mit einbezogen. Speziell bei Hochleistungssportwagen wie der BMW M3 Limousine und dem BMW M4 Coupé stehen bei der Reifenentwicklung für die Vorderachse neben Seitenführung und Bremskräften insbesondere Lenkgefühl und -präzision im Vordergrund, während an der Hinterachse Traktion, Seitenführung und Spurstabilität im Mittelpunkt stehen. Aus diesem Grund rollen beide Fahrzeuge ab Werk auf gewichtsoptimierten 18-Zoll-Schmiederädern (Vorderachse: 9 J x 18, Hinterachse: 10 J x 18) mit Mischbereifung (Vorderachse: 255 mm, Hinterachse: 275 mm). Optional ist auch eine 19-Zoll-Bereifung verfügbar. Die speziell entwickelten Schmiederäder tragen maßgeblich zur Reduzierung der ungefederten Massen und damit zu einer Optimierung der fahrdynamischen Qualitäten sowie der Effizienz bei. Alle Komponenten zwischen Lenkrad und Reifen wurden von den erfahrenen M Ingenieuren sorgfältig aufeinander abgestimmt, um ein Höchstmaß an Fahrpräzision und Seitenführung bei gutem Fahrkomfort zu erreichen.

Elektromechanische Lenkung mit drei Lenkungskennlinien.

Die elektromechanische Lenkung ist eine Neuentwicklung der BMW M GmbH und die entscheidende Komponente in der Verbindung zwischen Fahrer und Fahrzeug. Sie glänzt mit einem direkten Lenkgefühl und einer präzisen Rückmeldung des Fahrzustandes. Die integrierte Servotronic- Funktion passt dabei die Lenkkraft je nach gefahrener Geschwindigkeit elektronisch an und sorgt somit bei jedem Tempo für ein optimales Lenkverhalten. Ebenfalls serienmäßig verfügt die Lenkung von BMW M3 Limousine und BMW M4 Coupé über drei per Tastendruck wählbare Lenkungskennlinien (COMFORT, SPORT und SPORT+), mit denen sich die Lenkunterstützung dem Einsatzzweck und dem persönlichen Geschmack des Fahrers anpassen lässt.

„Die Kombination aus steifem Vorder- und Hinterwagen, einer präzisen Achskinematik sowie einer sehr feinfühligen elektromechanischen Servolenkung trägt in Summe zu den herausragenden Lenk- und Handling- Eigenschaften der BMW M3 Limousine und des BMW M4 Coupé bei“, fasst Biermann zusammen.

Über die drei Modi COMFORT, SPORT und SPORT+ verfügt auch das optionale Adaptive M Fahrwerk. Der Fahrer kann so zwischen einer komfortableren Dämpfungsabstimmung beispielsweise im Stadverkehr, einer strafferen Abstimmung für die dynamische Fahrt auf der Landstraße sowie einer Abstimmung mit minimalen Aufbaubewegungen und maximaler Fahrdynamik für den Einsatz auf Rennstrecken wählen.

Den herausragenden fahrdynamischen Eigenschaften entsprechend verfügen die BMW M3 Limousine und das BMW M4 Coupé serienmäßig über eine BMW M Compound Bremse. Sie überzeugt mit exzellenter Dosierbarkeit, herausragenden Verzögerungswerten und hoher Fadingstabilität. Dank ihres im Vergleich zu einer konventionellen Bremsanlage deutlich geringeren Gewichts trägt sie zudem zur umfassenden Reduzierung der ungefederten Massen und damit zu einer Steigerung der Fahrdynamik bei. Optional ist zudem die nochmals leichtere BMW M Carbon-Keramik-Bremse erhältlich, die mit ihren weiter optimierten Performance-Eigenschaften eine noch höhere Rennstreckentauglichkeit und Lebensdauer aufweist.

Quelle: BMW Presse Mappe vom 12.12.2013

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