BMW M Servotronic: Die Lenkung von M3 F80 und M4 F82 im Fokus

BMW M4 | 21.03.2014 von 8
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Ein wirklich guter Sportwagen setzt sich wie ein Puzzle aus zahlreichen Teilen zusammen, wobei alle Teile für sich betrachtet eine hohe Qualität bieten müssen. Gute …

Ein wirklich guter Sportwagen setzt sich wie ein Puzzle aus zahlreichen Teilen zusammen, wobei alle Teile für sich betrachtet eine hohe Qualität bieten müssen. Gute Einzelteile allein genügen allerdings nicht, auch das Zusammenspiel der Komponenten muss für ein überzeugendes Produkt optimal koordiniert werden.

Eines der wichtigsten Puzzleteile bei einem Sportwagen ist seine Lenkung, denn natürlich hält der Fahrer das Lenkrad praktisch ununterbrochen in den Händen – und erwartet in jeder Situation eine möglichst präzise Rückmeldung von der Straße. Nur mit dem passenden Feedback von Vorderachse und Reifen kann das Auto optimal und kontrolliert an sein Limit gebracht werden, weshalb eine schlechte Lenkung ein ansonsten gutes Auto aus sportlicher Sicht ruinieren kann.

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Im Fall des neuen BMW M3 F80 und des technisch weitestgehend identischen BMW M4 Coupé F82 setzt die BMW M GmbH mit der neuen BMW M Servotronic erstmals auf eine Lenkung mit elektrischer Servounterstützung. Die durchaus vielfältigen Gründe dafür schildert Benedikt Nussstein im Gespräch mit M-Power.com:

Bislang fanden in M Automobilen Lenkungen mit hydraulischer Servounterstützung Verwendung, bei der neuen BMW M3 Limousine und dem neuen BMW M4 Coupé kommt erstmals eine Lenkung mit elektrischer Servounterstützung zum Einsatz. Wieso?
Benedikt Nussstein: Die neue M Servotronic mit Electro-Power-Steering (EPS) wiegt etwa 3,5 kg weniger als das vergleichbare System mit Hydraulikunterstützung – wichtig auch für die optimale Achslastverteilung und damit für ein agiles Handling. Die neue Lenkung spart ca. 0,3 Liter Benzin auf 100 km, weil nur Energie beim Lenken selbst erforderlich ist, während eine Hydraulikpumpe permanent Leistung kostet. Und EPS ermöglicht grundsätzlich auch den Einsatz von neuen Fahrassistenzsystemen.

Warum wurde für die M Automobile eine völlig neue Lenkung entwickelt und nicht bloß e-inen bestehende modifiziert?
Die neue BMW M3 Limousine und das  neue BMW M4 Coupé haben ein Hochleistungsfahrwerk, das konsequent auf Fahrdynamik ausgelegt ist. Aus der besonderen Achskinematik und dem hohen Grip der verwendeten Reifen resultieren hohe Spurstangenkräfte auf die Lenkung. Dadurch bieten die M Achsen mehr Rückmeldung von der Fahrbahn zur Lenkung und damit auch zum Fahrer.
Ziel bei der Neuentwicklung war ein besonders direktes, spontanes Ansprechverhalten – insbesondere auch aus der Nulllage der Lenkung. Hier war der BMW M3 der letzten Generation der Maßstab, den wir übertreffen wollten.
Das Auto muss gut an der Lenkung hängen, der Lenkwinkel muss passen – bei niedrigen wie bei hohen Geschwindigkeiten. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten darf die Fahrzeugreaktion nicht zu spitz sein. Dazu wurde von uns eine variable Zahnstange mit neuer Übersetzung gewählt.
Außerdem sollte bei sehr schnellen, sportlichen Lenkbewegungen ein „Verhärten“ der Lenkung vermieden werden, wozu wir einen größer dimensionierten EPS-Motor einsetzen.

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Herr Biermann, Leiter der Entwicklung M Automobile, hat in mehreren Interviews die M Servotronic der neuen BMW M3 Limousine und des neuen BMW M4 Coupé sehr gelobt. Was rechtfertigt aus Ihrer Sicht diese Einschätzung?
EPS-Systeme können einen etwas synthetischen Eindruck vermitteln, und genau das wollten wir nicht. Die Lenkung soll dem Fahrer des BMW M3 oder BMW M4 die Fahrbahn widerspiegeln. Der Fahrer möchte spüren, wenn er über einen Gullydeckel fährt, er will den Wechsel des Fahrbahnbelages wahrnehmen. Das bringt die Lenkung sehr gut rüber – ich hätte am Anfang der Entwicklung nicht gedacht, dass uns das so gut gelingt.
Auch das Übergangsverhalten im Grenzbereich, wenn das Auto aufgrund von Übersteuern oder Untersteuern zu rutschen beginnt, merkt der Fahrer sofort in der Lenkung. Damit lässt sich das Auto auch am Limit sehr präzise fahren: Und das nicht nur von DTM Rennpiloten. Wobei auch Bruno Spengler und Timo Glock von der Lenkung sehr angetan sind.
Die Achse selbst hat viel Potenzial und stellt die Lenkung z.B. mechanisch wieder auf die Mittellage zurück. Somit können wir fast völlig auf Zusatzfunktionen wie dem aktiven Rücklauf in der Software verzichten, welche ein synthetisches Lenkgefühl erzeugen können.
Wir haben alles geschafft, was eine hydraulisch unterstützte Lenkung bietet. Man hat nichts verloren – sondern dazugewonnen.

In welcher Hinsicht dazugewonnen?
Über die grundsätzlichen Vorteile von EPS hatten wir ja schon gesprochen.
Hinzu kommt, dass die Lenkung noch genauer auf die Optimierungen im sonstigen Fahrwerksbereich abgestimmt werden kann. Das präzise Lenkgefühl ist ein Zusammenspiel u.a. von steifer Karosse, Achskinematik, Reifen, Lagerabstimmung, Stabilisator und der Lenkung selbst. Deshalb sind wir Entwickler hier bei BMW M in der Fahrwerkabstimmung so stark vernetzt, reden so viel miteinander, was diese Themen angeht. Wenn z.B. die Parameter eines Stabilisators im Rahmen des Entwicklungsprozesses verändert werden, können wir auch die Lenkung nochmal optimal darauf anpassen. Das ist in dieser Form bei einer hydraulisch unterstützten Lenkung nicht mehr so schnell möglich.

Was war die größte Herausforderung bei der Entwicklung der Lenkung?
Die größte Herausforderung war die Industrialisierung der EPS-Lenkung so wie wir sie jetzt entwickelt haben. Die Lenkung hat eine sehr gute Rückmeldung, was die Fahrbahn angeht. Mit dieser Präzision stellt sie aber auch sehr hohe Anforderungen an den Fertigungsprozess. Wir brauchen in Hinblick auf die Einzelbauteile und Komponenten ein sehr genau gefertigtes Lenksystem.

Es gibt drei verschiedene vom Fahrer wählbare Kennlinien für die Lenkung. Warum das?
Der Geschmack unserer Kunden ist da unterschiedlich. Es gibt Fahrer, die eine leichtgängige Lenkung bevorzugen, andere wollen mehr Handmoment. Deshalb die Abstimmungen Komfort, Sport und Sport plus. Einen funktionellen Unterschied bringt die Umschaltung nicht mit sich, sie bedingt z.B. keine Veränderung in der Qualität der Rückmeldung. Wir haben in unserer Abteilung auch Rennfahrer: sie fahren beispielsweise vorzugsweise die Lenkungskennlinie Komfort – das Adaptive M Fahrwerk haben sie dabei auf Sport plus eingestellt. Die optimale Wahl ergibt sich also wirklich nur aus den Vorlieben des Fahrers.

Vielen Dank für das Gespräch, Herr Nussstein.

(Quelle: M-Power.com)

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