Kategorie: Motorrad BMWM M-Modell

23.09.2020
Die neue BMW M 1000 RR: Antrieb.
 

„Die stringente Fokussierung auf relevante Rennstrecken-Attribute und eine entsprechende Perfektionierung war zugleich eine spannende als auch motivierende Aufgabe für die Ingenieure. Es ist keine leichte Aufgabe, eine S 1000 RR zu optimieren, aber mein Team hat die Herausforderung in kürzester Zeit erfolgreich gemeistert. Mit großem Ehrgeiz, Leidenschaft und technischer Raffinesse wurde die Metamor-phose in eine messbar performantere M 1000 RR realisiert und somit der Grundstein für weitere Rennsport Erfolge gelegt.“ Christian Gonschor, Projektleitung M 1000 RR

Für Rennsportzwecke entwickelter M RR Vierzylinder auf Basis des RR Motors. Noch mehr Spitzenleistung, höheres Drehmoment im mittleren Bereich und 500 min-1 mehr Maximaldrehzahl.

In der neuen M RR kommt ein umfassend in Richtung Rennsporttriebwerk modifizierter wassergekühlter Vierzylinder-Reihenmotor auf Basis des Triebwerks der S 1000 RR zum Einsatz. Seine Spitzenleistung beträgt 156 kW (212 PS) bei 14.500 min-1 und damit 4 kW mehr als in der RR. Das maximale Drehmoment von 113 Nm wird bei 11.000 min-1 erreicht. Mit dem Ansatz, ein absolut konkurrenzfähiges Basistriebwerk für Rennsportzwecke sowie mit Straßenzulassung zu schaffen, wurde die Maximaldrehzahl der M RR gegenüber der RR von 14 600 min-1 auf jetzt 15.100 min-1 gesteigert.

In dem für den supersportlichen Betrieb sowie dem Einsatz auf Rennstrecken relevanten Drehzahlbereich ab 6.000 min-1 konnten gegenüber dem ohnehin schon sehr potenten RR Triebwerk nochmals deutliche Steigerungen erzielt werden. So steht im Bereich von 6.100 min-1 bis 9.500 min-1 spürbar mehr Drehmoment und damit Beschleunigungskraft zur Verfügung.

Ab 13.200 min-1 spielt der Motor der M RR seine Vorteile nochmals deutlich aus und stellt bis zum Erreichen der Maximaldrehzahl mehr Spitzenleistung und Drehmoment bereit. Für gesteigerte Zugkraft am Hinterrad in allen Gängen sorgt zudem eine kürzere Sekundärübersetzung durch den Einsatz eines Kettenrades mit nun 46 Zähnen (RR: 45 Zähne).

Neue 2-Ring-Schmiedekolben, angepasster Brennraum und auf 13,5 gesteigerte Verdichtung. Dazu längere und leichtere Titan-Pleuel von Pankl sowie schmalere und leichtere Schlepphebel.

Hauptziel bei der Entwicklung des neuen M RR Motors war es, die bereits exzellenten Leistungswerte der RR mit Blick auf den supersportlichen Straßenbetrieb sowie den Rennstreckeneinsatz nochmals zu steigern. Dazu nahmen die Motorenentwickler von BMW Motorrad tiefgreifende Änderungen am Triebwerk vor.

So kommen beim M RR Motor neu gestaltete Schmiedekolben von Mahle zum Einsatz. Gegenüber den Schmiedekolben der RR verfügen sie im Kasten über zwei zusätzliche verstärkende Querstege. Bei gleichen Legierungen besitzen Schmiedekolben ein feineres und dichteres Gefüge als gegossene Kolben und damit eine höhere Festigkeit. Auf diese Weise halten die Kolben auch den hohen Belastungen des M RR Motors unter härtesten Einsatzbedingungen im Rennsport stand.

Die Ausführung als 2-Ring-Kolben ist nur der Reibungsminderung, sondern auch der Verringerung des Gewichts geschuldet. Wie beim RR Motor kommt zwar ein Ölabstreifring zum Einsatz, allerdings nur noch ein Kompressionsring. Pro Kolben konnten damit 12 g Gewicht eingespart werden. Ein angesichts der sehr hohen Drehzahlen des M RR Motors sehr entscheidender Beitrag zur Verringerung der mechanischen Belastung auf Kolben und Kurbeltrieb. Auch der Kolbenboden sowie die Brennraumform wurden mit Blick auf noch mehr Spitzenleistung und eine gesteigerte Maximaldrehzahl optimiert und die Verdichtung um 0,2 auf jetzt 13,5 erhöht. Voll bearbeitete Einlasskanäle mit neuer Kanalgeometrie und BMW ShiftCam Technologie zur Variierung von Steuerzeit und Ventilhub.

Mit dem Ziel deutlich gesteigerter Spitzenleistung sowie einer optimalen Leistungsdarstellung in dem für den supersportlichen Betrieb sowie den Rennstreckeneinsatz relevanten Drehzahlbereich wurden auch die Einlasskanäle neu gestaltet. Sie besitzen gegenüber der RR eine weiterentwickelte Kanalgeometrie und sind im Sinne höchster Genauigkeit und zur Erreichung bestmöglicher Strömungsverhältnisse zudem voll bearbeitet.

Wie bei der RR kommt auch bei der M RR mit der BMW ShiftCam Technologie die Technik zur Variierung der Ventilsteuerzeit und des Ventilhubs auf der Einlassseite zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um eine dreiteilige Einlass-Schaltnockenwelle, die pro zu betätigendem Ventil über zwei auf einem Verschiebesegment angebrachte Nocken verfügt: eine Drehmoment- und eine Leistungsnocke mit jeweils optimal gestalteter Nockengeometrie. Die Schaltdrehzahl des BMW ShiftCam der M RR beträgt wie bei der RR 9.000 min-1.

Über eine axiale Verschiebung des Schaltnockensegments werden die Einlassventile drehzahlabhängig in nur 10 ms entweder von der Drehmoment- oder der Leistungsnocke betätigt. Die axiale Verschiebung des Schaltnockensegments und damit der Einsatz von Drehmoment- oder Leistungsnocke erfolgt über zwei Schaltkulissen auf dem Schaltnockensegment und zwei elektromechanische Aktuatoren. Über die unterschiedliche Gestaltung der Nockengeometrie erfolgt die Variierung der Steuerzeit und des Ventilhubs. Während die Volllastnocke den maximalen Ventilhub bereitstellt, steht über die Drehmomentnocke ein reduzierter Ventilhub zur Verfügung.

Titan-Ventile, auslasseitig mit neuem Federpaket, schmalere und leichtere Schlepphebel sowie optimierte Nockenwellen.

Auch bei der M RR kommen je Brennraum vier Ventile aus leichtem Titan zum Einsatz. Die Schäfte der Einlassventile sind im Sinne möglichst geringen Gewichts zudem hohlgebohrt. Analog zur Einlassseite des RR Motors besitzt das M RR Triebwerk auch auf der Auslassseite Federteller aus Aluminium. Zudem kommt auslasseitig auch ein geändertes Ventlfederpaket zum Einsatz. Die Betätigung der Ventile erfolgt wie gewohnt über leichte, drehzahlfeste und DLC-beschichtete Schlepphebel, die gegenüber den ohnehin bereits sehr leichten Exemplaren der RR nochmals günstiger ausgelegt werden konnten. So wurde die Breite der Schlepphebel von 8 auf 6,5 mm reduziert, was sich in einer Gewichtsersparnis von 6 Prozent oder 0,45 g pro Schlepphebel niederschlägt. Verstärkte Lagerbrücken der Nockenwellen tragen der gesteigerten Maximaldrehzahl Rechnung.

Auch bei der M RR erfolgt der Antrieb der Nockenwellen direkt von der Kurbelwelle aus und ohne Zwischenrad. Das Vorgelege zur Drehzahlhalbierung für die Nockenwellen befindet sich direkt im Zylinderkopf. Für eine gegenüber dem RR Motor deutlich gesteigerte Drehzahl und Spitzenleistung wurde die Einlassteuerzeit angepasst. Auslassseitig wurde die Nockenwelle mit einer neuen Erhebungskurve und 0,4 mm mehr Ventilhub versehen.

Sehr leichter, kompakter Grundmotor mit längeren Titan-Pleueln von Pankl für reduzierte Reibleistung und geringeres Gewicht.

Der Grundmotor der RR bringt als Basis für das M RR Triebwerk allerbeste Voraussetzungen mit. Wie bisher sind die in die obere Motorgehäusehälfte integrierten Zylinderlaufbahnen im Sinne reduzierter Reibleistung poliergleitgehont und Öl- und Wasserpumpe sind zu einem kompakten Modul zusammengefasst. Auch die Verschlauchung des Wasser- und Öl-Kühlkreislaufes ist ganz im Sinne eines Rennsporttriebwerks auf ein Minimum reduziert und sehr sturzunempfindlich gestaltet. Zur Realisierung geringstmöglicher Baubreite befindet sich auf der Kurbelwelle lediglich ein Zahnrad, da das Vorgelege des Anlassers direkt in das Primärzahnrad der Kupplung eingreift. Der Anlasser ist auf der Gehäuseoberseite hinter den Zylindern integriert. Die Erkennung der Kurbelwellenposition erfolgt über den Rotor/Generator.

Mitverantwortlich für die Gewichtsreduzierung sind die neuen Pleuel. Während der Vierzylinder der RR über Pleuel aus Vergütungsstahl verfügt, kommen beim M RR Vierzylinder Exemplare aus Titan des österreichischen Herstellers Pankl zum Einsatz. Sie sind verfestigungsgestrahlt und besitzen als Kolbenbolzenlagerung eine eingepresste Buchse aus Lagerbronze. Gegenüber den Pleueln der RR sind sie um 2 mm länger und verfügen über eine Länge von 101 mm (Mitte Hubzapfen zu Mitte Kolbenbolzen). Vorteilhaft erweisen sich die längeren Pleuel insbesondere im Hinblick auf verringerte Querkräfte auf den Kolben und die Zylinderlaufbahn, was in verringerter Reibleistung und reduzierter mechanischer Beanspruchung resultiert. Gleichzeitig fallen die Titan-Pleuel der M RR sehr viel leichter aus als die Exemplare der RR. Insgesamt bringen sie stolze 340 g (85 g je Pleuel) auf die Waage und reduzieren damit die oszillierenden Massen in beträchtlichem Maße. Gerade auch wegen der leichten Titan-Pleuel dreht der M RR Motor noch freier und vehementer hoch als der bereits sehr direkt und spontan agierende Vierzylinder der RR.

Nasssumpfschmierung, Sechsganggetriebe und Anti-hopping-Kupplung ohne Selbstverstärkung für optimale Rennstarts.

In Analogie zur RR erfolgt die Ölversorgung in Form einer Nasssumpfschmierung. Zugunsten höchster Betriebssicherheit ist der Ölwannenkiel und damit die Saugstelle der Pumpe sehr tief gezogen. Die Kupplungsbetätigung erfolgt von der rechten Motorseite aus. Auch bei der M RR nimmt die obere Gehäusehälfte das leichte, kompakte und präzise zu schaltende Sechsganggetriebe auf und bereits serienmäßig kommt der Schaltassistent Pro zum Einsatz. Im Gegensatz zur RR besitzt die M RR eine Anti-hopping-Kupplung ohne Selbstverstärkung. Sie bietet entscheidende Vorteile

hinsichtlich der Dosierbarkeit bei Rennstarts. Durch den Verzicht auf die Selbstverstärkung musste jedoch die Vorspannkraft der Kupplung erhöht werden; woraus eine etwas höhere Handkraft resultiert.

Ansaugsystem mit kürzeren Ansaugtrichtern für optimierten Ladungswechsel bei hohen Drehzahlen.

Auch die neue M RR besitzt ein sogenanntes Voll-E-Gas-System, also einen „elektronischen Gasgriff“ für angenehm geringe Bedienkräfte und perfekte Dosierbarkeit des Motors. Das neue M RR Triebwerk ist mit variablen Ansaugtrichtern ausgestattet. Dabei wird über einen auf der Airbox angebrachten Stellmotor die Länge der Ansaugtrichter kennfeldgesteuert in zwei Stufen variiert. Bei einer Drehzahl von 11 900 min-1 werden die kurzen, zur Erzielung maximaler Leistung günstigen Ansaugwege freigegeben. Für den Einsatz in der neuen M RR wurden die Ansaugtrichter verkürzt, um den Ladungswechsel und damit die Leistungsdarstellung insbesondere bei hohen Drehzahlen zu optimieren.

Neue, 3.657 g leichtere Abgasanlage mit Vorschalldämpfer und kurzem kompakten Enschalldämpfer aus Titan.

Das übergeordnete Ziel, die neue M RR im Hinblick auf die Leistungs- und Drehmomentdarstellung weiter zu steigern und das Fahrzeuggewicht gleichzeitig deutlich zu reduzieren, verfolgten die BMW Motorrad Entwickler auch bei der Konstruktion der neuen Abgasanlage.

Sie ist aus Titan gefertigt und verfügt über zwei Drei-Wege-Katalysatoren. Optimierte Ladungswechsel, weiter gesteigertes Drehmoment im mittleren Drehzahlbereich sowie mehr Spitzenleistung sind das Resultat. Neben verbesserten Leistungsdaten ermöglicht die neue Abgasanlage aber vor allem eine Gewichtseinsparung von fast 3,7 kg. So bringt der Vorschalldämpfer lediglich 5 630 g (RR: 9 158 g) auf die Waage und der Endschalldämpfer wiegt nur 2 150 g (RR: 2 279 g). Insgesamt beläuft sich das Gewicht der M RR Titananlage auf nur 7 780 g (RR: 11 437 g).

Drastisch verbesserte Fahrleistungen mit noch mehr Beschleunigung und Durchzugskraft.

Der neue M RR Motor geht über das gesamte Drehzahlband nochmals deutlich kraftvoller zu Werke als der Vierzylinder der RR. Insbesondere Beschleunigung und Durchzugskraft konnten drastisch gesteigert werden. Bis 100 km/h beschleunigt die M RR 0,1 bis 0,2 s schneller als die RR und bis 200 km/h nimmt sie ihr 0,4 s ab. Ein ähnliches Bild ergibt sich bei den Durchzugswerten, gemessen im 5./6. Gang. Während bei der RR von 60 bis 100 km/h 2,9/3,3 s vergehen, benötigt die M RR nur 2,8/3,2 s. Für den Zwischenspurt von 100 bis 140 km/h sind es 2,2/2,5 s (RR: 2,5/2,9 s) und im Intervall zwischen 140 bis 180 km/h werden 2,4/2,6 s (RR: 2,6/2,8 s) erreicht.

So gelingt der neuen M RR in bisher nicht dagewesener Weise der Spagat zwischen Rennmotorrad und Faszinationsgerät für die öffentliche Landstraße. Der neue M RR-Motor tritt in dem vor allem für die Rennstrecke fahrdynamisch relevanten Bereich von 6.000 min-1 bis 15.100 min-1 noch druckvoller an als das RR Triebwerk, ohne jedoch seine Qualitäten als faszinierender Kraftquell für sportliche Landstraßenfahrten eingebüßt zu haben.

Fahrmodi „Rain“, „Road“, „Dynamic“, „Race“ und „Race Pro 1-3“ sowie neueste Generation der Dynamischen Traktionskontrolle DTC und DTC Wheelie-Funktion mit 6-Achsen-Sensorbox.

Bei der neuen M RR wird in zwei Fahrmodi-Welten unterschieden: Für die Landstraße und für die Rennstrecke. Serienmäßig verfügt die neue M RR über die vier Fahrmodi „Rain“, „Road“, „Dynamic“ und „Race“ sowie die zusätzlichen Fahrmodi „Race Pro 1“, „Race Pro 2“ und „Race Pro 3“. Ebenfalls serienmäßig ist die neueste Generation der Dynamischen Traktionskontrolle DTC mit 6-Achs-Sensor-Cluster, Schräglagensensorik und Feinjustierung für noch mehr Sicherheit und Performance beim Beschleunigen an Bord.

Serienmäßig verfügt die DTC über vier feste Grundeinstellungen für die jeweiligen Fahrmodi „Rain“, „Road“, „Dynamic“ und „Race“ sowie die DTC Wheelie-Funktion. In den Fahrmodi „Race Pro“ steht zudem noch eine Feinjustierung (+/- Shift) zur Verfügung. Die DTC Wheelie-Funktion ist zudem einstellbar. Sie erlaubt über die Vorderrad-Abhebeerkennung die Unterdrückung beziehungsweise Begrenzung von Wheelies mit dem Ziel maximaler Beschleunigung.

Zwei wählbare Gaskennlinien für optimales Ansprechverhalten. „Engine Brake“ mit dreifacher Einstellbarkeit des Motorschleppmoments im Modus „Race Pro“.

Serienmäßig verfügt die neue M RR über zwei Gaskennlinien, die fest mit den jeweiligen Fahrmodi „Rain“, „Road“, „Dynamic“, „Race“ und „Race Pro“ verknüpft sind. Als weiteren Bestandteil bietet „Engine Brake“ im Modus „Race Pro“ zudem eine dreifache Einstellbarkeit des Motorschleppmoments im Schubbetrieb.

• Rain: Gasannahme weich, Antriebsmoment in den unteren Gängen reduziert.
• Dynamic: Gasannahme optimal, Antriebsmoment in den unteren Gängen reduziert.
• Race: Gasannahme optimal, maximales Antriebsmoment in allen Gängen.
• Race Pro 1-3: Kann konfiguriert werden. In Race Pro kann zusätzlich Setting 3 gewählt werden. Die Gasannahme ist weich, das Antriebsmoment in allen Gängen maximal.
  

Schaltassistent Pro für schnelles Hoch- und Herunterschalten ohne Kupplung. Leichte Umkehrbarkeit des Schaltschemas für den Rennstreckeneinsatz.

Der Schaltassistent Pro ermöglicht das Hochschalten ohne Kupplungbetätigung und bietet damit perfekte Beschleunigung nahezu ohne Zugkraftunterbrechung. Zudem erlaubt er auch das Herunterschalten ohne Kupplungs- oder Drosselklappenbetätigung in den fahrrelevanten Last- und Drehzahlbereichen. Damit sind sehr schnelle Schaltvorgänge möglich und die Kupplungsbetätigung reduziert sich auf ein Minimum. Für den Betrieb auf der Rennstrecke kann das herkömmliche Schaltschema (erster Gang unten) mit wenigen Handgriffen umgestellt werden (erster Gang oben).

Launch Control für perfekte Rennstarts.

Auch die neue M RR bietet ihrem Fahrer eine Launch Control, die ihn bei Rennstarts aktiv unterstützt. Die Aktivierung erfolgt im Stillstand bei laufendem Motor und im Leerlauf durch Drücken des Startknopfes über mehr als drei Sekunden. Im Display der Instrumentenkombination erscheint eine entsprechende Anzeige. Aus technischer Sicht begrenzt die Launch Control das Drehmoment des Motors genau so, dass beim Anfahren im ersten Gang das maximal übertragbare Antriebsmoment am Hinterrad anliegt. Schaltet der Fahrer in den zweiten Gang, wird das Drehmoment des Motors der Übersetzungsänderung entsprechend korrigiert, so dass auch in dieser Phase weiterhin das maximal übertragbare Antriebsmoment am Hinterrad anliegt.

Pit-Lane-Limiter für exakte Geschwindigkeit in der Boxengasse.

Der Pit-Lane-Limiter ermöglicht dem Fahrer der M RR in jedem Fahrmodus auch eine Begrenzung der Geschwindigkeit für Fahrten in der Boxengasse.

Hill Start Control Pro für komfortables Anfahren an Steigungen.

Bereits serienmäßig verfügt die neue M RR über die Funktion Hill Start Control Pro. Sie geht über die Eigenschaften des bei der RR serienmäßigen Komfortsystems Hill Start Control hinaus und bietet die Zusatzfunktion Auto HSC. Über das Einstellmenü kann diese Zusatzfunktion so individualisiert werden, dass die Haltebremse am Gefälle (größer +/- 5 %) nach der Betätigung des Hand- oder Fußbremshebels kurz nach dem Stillstand des Motorrads automatisch aktiviert wird.

Quelle: BMW Presse Mappe vom 23.09.2020

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