Kategorie: Motorrad BMWM M-Modell

23.09.2020
Die neue BMW M 1000 RR: Fahrwerk und Aerodynamik.
 

„Durch die enge Zusammenarbeit mit der Motorsport-Abteilung und eine Fahrgeometrie, welche sich stark am aktuellen WSBK-Fahrzeug orientiert, konnte eine deutliche Performance-Steigerung im Rennstreckenbetrieb erzielt werden. Einen großen Beitrag leisten hierzu die für den Rennsport optimierten Brems-sättel. Sie zeichnen sich besonders durch ihre hervorragende Druckpunktstabilität und den schnellen Hinterradwechsel aus“, Martin Keck, Fahrwerksentwicklung M 1000 RR

Das enorme Potenzial der neuen M RR spiegelt sich nicht nur in der auf maximale Performance ausgelegten Antriebstechnik wider. Vielmehr resultiert die überragende Fahrdynamik zu einem ganz wesentlichen Teil auch aus konsequenter Entwicklungsarbeit mit unzähligen Rennstreckentests am Fahrwerk und der Aerodynamik.

M Winglets und hohes Windschild: Später bremsen und früher beschleunigen dank des aerodynamischen Abtriebs ohne Einbußen bei der Höchstgeschwindigkeit.

Als wesentlicher Punkt im Lastenheft der Entwicklungsarbeit für die M RR stand die Aerodynamik. Mit dem Ziel noch schnellerer Rundenzeiten spielt sie seit einigen Jahren eine zentrale Rolle in den Königsklassen des Motorrad-Straßenrennsports MotoGP und Superbike-Weltmeisterschaft. Konzentrierten sich die Entwickler von Rennmaschinen jahrzehntelang fast ausschließlich auf den aerodynamischen Widerstand („Luftwiderstand“) und damit im Wesentlichen auf die zu erreichende Höchstgeschwindigkeit, so stehen bei den weit über 200 PS starken Superbikes und MotoGP-Boliden heute weitere aerodynamische Aspekte im Fokus.

Auffälligste Änderung: auch BMW setzt nun auf Winglets.

Neben einer für Rennsiege zwingend notwendigen, möglichst hohen Maximalgeschwindigkeit lautet gerade bei diesen extrem starken Motorrädern ein weiteres Ziel, den bestmöglichen Kontakt der Räder mit der Fahrbahn zu erzielen – insbesondere beim Beschleunigen. Wheelies sind in fahrdynamischer Hinsicht absolut unerwünscht, da die Antriebskraft in dieser Fahrsituation nicht zu 100 Prozent in Vortrieb, sondern zu einem erheblichen Prozentsatz auch in das Steigen der Frontpartie des Motorrades umgemünzt wird. Entsprechend setzt die Traktionskontrolle ein, um das Wheelie zu unterbinden und reduziert die Antriebskraft. Dabei gehen wertvolle Zehntelsekunden verloren.

Die aus Sichtcarbon gefertigten M Winglets an der Verkleidungsfront der neuen M RR tragen unter anderem diesem Szenario Rechnung, da sie aerodynamischen Abtrieb und damit geschwindigkeitsabhängig zusätzliche Radlasten produzieren. Die zusätzliche Radlast am Vorderrad wirkt der Wheelie-Neigung beim Beschleunigen entgegen, die Traktionskontrolle regelt weniger, es wird mehr Antriebskraft in Beschleunigung umgesetzt und der Fahrer erzielt eine schnellere Rundenzeit.

Neu: BMW M Winglets.

Die Entwicklungsarbeiten für die M Winglets fanden sowohl bei Testfahrten auf der Rennstrecke als auch im Windkanal der BMW Group statt. Dabei wurden an der Front- und Heckpartie der neuen M RR die nachstehend aufgeführten Abtriebswerte ermittelt:

Wie daraus hervorgeht, produzieren die M Winglets einen signifikanten Abtrieb an der Frontpartie, doch resultiert die Gesamtauslegung der Aerodynamik der neuen M RR auch in einer zusätzlichen Abtriebskomponente an der Heckpartie.

Dem durch die geringe zusätzliche Stirnfläche und Formgebung der M Winglets leicht erhöhten aerodynamischen Widerstand begegneten die BMW Motorrad Entwickler durch einen neu gestalteten hohen Windschild. Hierdurch konnte eine verbesserte Umströmung des Fahrerhelms erzielt, die leichte Luftwiderstandsvergrößerung durch die Winglets egalisiert und die Höchstgeschwindigkeit dadurch beibehalten werden.

Intensive Test- und Vergleichsfahrten mit den BMW Motorrad WSBK-Piloten Tom Sykes und Eugene Laverty sowie World-Endurance-Fahrer Markus Reiterberger.

Die gemessenen Abtriebswerte konnten von BMW Motorrad bei intensiven Test- und Vergleichsfahrten auf der Rennstrecke in Form von Rundenzeiten und Aussagen zum Fahrverhalten verifiziert werden. So gelangen bereits einem semi-professionellen Rennfahrer mit der aerodynamisch optimierten M RR beispielsweise um 0,5 bis 0,7 Sekunden schnellere Rundenzeiten als ohne diese aerodynamischen Effekte.

Gleichzeitig bietet die M RR durch die verbesserte Aerodynamik mehr Fahrstabilität vor, in und ausgangs der Kurve sowie ein geringeres Ausfedern der Gabel beim Beschleunigen und damit
geringere regelnde Eingriffe der Dynamischen Traktionskontrolle DTC (Dynamic Traction Control). Außerdem ermöglicht die zusätzliche Abtriebskomponente am Heck ein noch späteres und stabileres Bremsen.

Selbst für die BMW Motorrad Entwickler beeindruckend fielen Vergleichsfahrten zwischen der neuen M RR und den BMW RR Werksrennmaschinen für die Superbike-Weltmeisterschaft aus. Lediglich mit Slick-Bereifung bestückt, blieb BMW Motorrad Superbike-Rennfahrer Markus Reiterberger mit der ansonsten völlig serienmäßigen M RR lediglich 2,101 s hinter Superbike-WM-Pilot Tom Sykes und nur 1,590 s hinter dessen Teamgefährten Eugene Laverty zurück. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Werksrennmaschinen circa 15 kg leichter und etwa 15 PS stärker sind.

Auf den Rennstreckeneinsatz getrimmte Fahrwerksauslegung mit geänderter Geometrie, optimierter Radlastverteilung und erweiterter Justierbarkeit des Schwingendrehpunktes.

Das Fahrwerk der neuen M RR basiert auf der RR mit dem aus Aluminium gefertigten Brückenrahmen als Herzstück. Er ist als Schweißkonstruktion aus vier im Kokillengussverfahren gefertigten Elementen ausgeführt und integriert den um 32 Grad nach vorn geneigten Motor als mittragendes Element. Maßgabe bei der Konstruktion des Hauptrahmens war es, die Krafteinleitung in die Motorstruktur direkt und auf kürzest möglichen Wegen zu realisieren. Ergänzt wird der Hauptrahmen von einem leichten Heckrahmen aus Aluminium-Rundrohren.

Der aufgrund eines optimalen Zusammenspiels im Gesamtverbund aus Hauptrahmen, Heckrahmen und Schwinge kurz „Flex Frame“ getaufte Rahmen bietet weitere Vorteile aufgrund seiner sehr schmalen Gestaltung. Dadurch reduziert sich die Fahrzeugbreite im Bereich des für guten Knieschluss relevanten Teils erheblich. Der Fahrer profitiert von einer deutlich geringeren Spreizung seiner Oberschenkel und damit von einer entspannteren Fahrhaltung.

Bei der Fahrwerksauslegung der neuen M RR lautete das primäre Ziel, bestmögliche Rundenzeiten auf der Rennstrecke zu realisieren. Das Fahrwerk der M RR ist daher kompromisslos rennstreckenorientiert ausgelegt und besonderes Augenmerk lag auf der Optimierung des Fahrverhaltens, des Brems-und Anfahrnickausgleichs sowie auf einem bestmöglichem Gefühl des Fahrers für das Vorder- und Hinterrad.

Im Bereich der Fahrwerksgeometrie wurden für den fokussierten Einsatzzweck der M RR umfassende Änderungen gegenüber der RR vollzogen. So wurde der Lenkkopfwinkel gegenüber der RR etwas flacher auf nun 66,4° gestellt. Der Offset der Gabelbrücken wurde um 3 mm auf jetzt 26,5 mm reduziert. Entsprechend verlängerte sich der Nachlauf von 93,9 mm bei der RR auf 99,8 mm bei der M RR. Gleichzeitig erfolgte eine Verlängerung des Radstands auf nunmehr 1 457 mm. Die Länge der neuen, einteiligen Hinterradschwinge mit Unterzügen beträgt 618,3 mm (RR: 606,6 mm). Dem Einsatzfeld auf der Rennstrecke und den dort oftmals notwendigen fahrwerksgeometrischen Anpassungen ist die erweiterte Einstellbarkeit des Schwingendrehpunktes geschuldet. Der Einstellbereich verfügt jetzt über den +/- 1 mm-Bereich und umfasst die Werte -2 mm/-1 mm /0 mm /+1 mm/+ 2 mm.

Mit einem DIN-Leergewicht fahrfertig vollgetankt von nur 192 kg wiegt die M RR 5 kg weniger als die ohnehin schon sehr leichte serienmäßige RR und markiert derzeit die Speerspitze im Feld der konsequent für den Rennstreckenbetrieb ausgelegten Superbikes. Mit der Gewichtsreduzierung einher ging eine Optimierung der Radlasten. Gegenüber der RR konnte die Vorderradlast von 53,8 % auf 52,1 % verringert werden.

Die neue Fahrwerksgeometrie sowie die Gewichtsreduzierung resultieren bei der M RR in höchster Fahrpräzision und einer absolut transparenten Rückmeldung von der Front- und Hinterradführung. Gleichzeitig bietet die neue M RR optimierte Fahrstabilität bei sehr hohen Geschwindigkeiten bei dennoch ausgezeichneten Handling-Qualitäten.

Optimierte Upside-down-Gabel und überarbeitetes Zentralfederbein mit Full Floater Pro Kinematik.

Mit dem Ziel, die Fahrwerksqualitäten der M RR konsequent in Richtung Rennstreckenbetrieb zu schärfen, wurde auch Hand an die Vorder- und Hinterradführung gelegt.

Wie bei der RR übernimmt die Vorderradführung eine Upside-Down-Gabel mit 45 mm Gleitrohrdurchmesser. Sie ist mit sogenannten Closed-Cartridge-Einsätzen, also separaten hydraulischen Kolben-Zylinder-Systemen ausgerüstet. Im Gegensatz zur RR verfügt die Gabel oben wie unten über aus Aluminium-Vollmaterial gefräste, schwarz eloxierte und circa 20 g leichtere Gabelbrücken. Anpassungen erfuhren die Gabelfüße, die jetzt für die Aufnahme der neuen M Bremssättel ausgelegt sind. Neu definiert wurde für die M RR auch der Gabelüberstand, der nun 9,8 mm (RR: 6 mm) beträgt. Die Federvorspannung im rechten Gabelholm beträgt vier Umdrehungen.

Die Gabel verfügt über Einstellungsmöglichkeiten für die Federbasis sowie über jeweils 10 Abstimmungs-Klicks für die Dämpfungs-Zug- und Druckstufe. Das feinfühlige Ansprechverhalten, der weite Einstellbereich und die sehr hohen Dämpfungsreserven bieten auf der Rennstrecke ein Höchstmaß an Fahrdynamik und individuellen Abstimmungsmöglichkeiten. Der Gesamtfederweg beträgt 120 mm.

Eine umfassende Überarbeitung gegenüber der RR erfuhren das Zentralfederbein sowie die Full Floater Pro Kinematik. Es verfügt über eine einstellbare Federbasis sowie eine justierbare Dämpfungs-Zug- und Druckstufe ausgerüstet. Die Zug- und Druckstufe sind über die sehr anwenderfreundliche Skalierung von jeweils 10 Klicks einstellbar. Der Gesamtfederweg an der Hinterachse beträgt 118 mm (RR: 117 mm).

Für den Einsatz in der M RR wurde die Hebelkinematik gegenüber der RR umfassend geändert. Die Verstellstrebe der RR (Länge 87,5 mm) wurde bei der M RR durch eine aus Aluminium-Vollmaterial gefräste Exzenterstrebe mit 78 mm Ausgangslänge ersetzt. Neu ist hier die Möglichkeit zur Längeneinstellung in einem Bereich von 6 mm in Schritten von jeweils 1 mm (7 Positionen). Entsprechend reicht der Einstellbereich von 75 mm bis 81 mm. Die voreingestellte Länge beträgt 76 mm. Ebenfalls ersetzt wurde die bisherige Gewindestange der RR (Länge 87,5 mm) durch Einleger bei der M RR. Die Back Ride Height beträgt +6 mm (5,78 mm). Das Übersetzungsverhältnis wurde von 1,63:1 auf 1,97:1 angehoben. Die Federrate beträgt 100 N/mm. Aus Gewichtsgründen kommt bei der M RR eine blaue Feder aus neuem Federstahl zum Einsatz.

Erstmals M Bremsen bei BMW Motorrad: Die M RR mit maximaler Brems-Performance für die Rennstrecke.

Erstmals gibt es – analog zu den M Automobilen der BMW M GmbH – ein BMW Motorrad mit einer M Bremse. Sie wurde direkt aus den Erfahrungen mit den Rennbremsen der BMW Motorrad Werksrennmaschinen in der Superbike-Weltmeisterschaft weiterentwickelt.

In der Superbike-Weltmeisterschaft setzt BMW Motorrad auf die Bremsen von Nissin. Aus den Erfahrungen mit dem dort eingesetzten vorderen Vierkolben-Festsattel wurde von BMW Motorrad und dem BMW Entwicklungszentrum, Fachbereich für Bremsen und Regelsysteme, in Zusammenarbeit mit Nissin der bisherige Vierkolben-Festsattel für den Einsatz in der M RR komplett überarbeitet. Damit einher geht unter anderem eine Gewichtseinsparung gegenüber den Bremssätteln der RR von jeweils 60 g.

In die Entwicklung der M Bremse flossen sämtliche bisherigen Erkenntnisse von BMW Motorrad aus allen bisherigen Generationen der RR, aus dem Kundensport sowie aus den ABS-Rennstreckenfunktionen ein. Neben BMW internen Untersuchungen wie Volumenstrom- und Bremsenprüfstandsmessungen sowie intensiven Testfahrten mit Rennfahrern aus der Langstrecken-Weltmeisterschaft erfolgten in der Entwicklung in Zusammenarbeit mit dem BMW Additive Manufacturing Center (AMC) auch tiefgreifende mechanische Änderungen am Bremssattel sowie eine anschließende Wiederherstellung von dessen Funktion mittels Laserauftragschweißen.

Neben überragender Bremsleistung und exzellenter Dosierbarkeit stand vor allem auch die thermische Stabilität und damit ein konstanter Druckpunkt im Fokus der Entwickler. Hierfür wurden der Bremsflüssigkeitshaushalt des Bremssattels optimiert und Zink/Nickel-beschichteter Stahlbremskolben mit optimierten belagseitigen Kontaktflächen (Nuten) und zusätzlicher Konvektionskühlung entwickelt. Darauf abgestimmt wurde das hydraulische Übersetzungsverhältnis zwischen Handbremsarmatur und Bremssätteln, um ein optimales Zusammenspiel aus benötigter Handkraft, Feinfühligkeit der Dosierung und erzielbarer Bremsleistung zu generieren. Da die Verwendung des Frontständers bei der M RR über das Lenkschaftrohr im Lenkkopf erfolgt, wurden die Bremsleitungen neu verlegt und die aerodynamische Abschottung angepasst, was sich beiläufig in einer Gewichtsreduzierung von 30 g niederschlug.

Am Ende dieser aufwendigen Entwicklungsarbeit stand die M Bremse, die jetzt in der M RR ihr Debüt feiert. Mit einem Maximum an Performance, Druckpunkt- beziehungsweise Fading-Stabilität und exzellenter Dosierbarkeit. Äußerlich kennzeichnen die M Bremssättel eine Beschichtung in blauem Eloxal in Verbindung mit dem berühmten M Logo.

Zusammen mit zwei 320 mm-Bremsscheiben von 5 mm Dicke (RR: 4,5 mm) und schwarz eloxierten Bremsscheibenträgern aus Aluminium markiert sie derzeit die Spitze der Bremsenentwicklung in diesem Bereich. Für unterschiedliche Einsatzzwecke stehen zwei Bremsbelagvarianten zur Verfügung. Einmal für den Straßenbetrieb sowie eine weitere Belagmischung aus der Langstrecken-Weltmeisterschaft für den Einsatz auf der Rennstrecke. Beide Bremsbelagmischungen sind auf die ABS Pro-Funktionen abgestimmt und insbesondere der ABS-Modus RACE für den Rennstreckeneinsatz konnte nochmals deutlich verbessert werden.
Am Hinterrad sorgt ein ebenfalls blau eloxierter Zweikolben-Festsattel im M Design zusammen mit einer 220 mm-Stahlbremsscheibe für Verzögerung. Dabei ermöglicht ein optimiertes Lagerungskonzept einen besonders schnellen Radwechsel – etwa im Qualifying oder bei Einsätzen in Langstreckenrennen.

M Carbon Räder: Edle Hightech-Komponenten für höchste Performance auf Rennstrecke und Straße.

Carbon – einst für die Luft- und Raumfahrt entwickelt, hat sich der hochfeste und superleichte Werkstoff zunächst im Rennsport und mittlerweile auch bei BMW Motorrädern etabliert. BMW Motorrad bringt ihn überall dort zum Einsatz wo geringstmögliches Gewicht bei höchsten Festigkeiten gefragt ist.

Ein idealer Anwendungsbereich für das in einem sehr aufwendigen Verfahren mit Hochdrucköfen – sogenannten Autoklaven – verarbeitete Material sind die M Carbon Räder der M RR, denn die Vorteile liegen auf der Hand. Weniger Gewicht bedeutet hier geringere rotatorische Massen und damit neben einem verbessertem Beschleunigungs- und Bremsverhalten auch ein optimiertes Handling. Kurzum: Die M Carbon Räder machen die M RR noch agiler und fahrdynamischer.

Zudem begeistert die mit hochglänzendem Klarlack überzogene Carbon-Oberfläche mit ihrer edlen, tiefschwarz schimmernden Struktur. Die M Carbon Räder für die M RR sind insgesamt 1,7 kg leichter als die im Rahmen der Neuauflage der RR im vergangenen Jahr bereits um 1,6 kg gewichtsreduzierten Serienräder aus Aluminium.

Quelle: BMW Presse Mappe vom 23.09.2020

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