Das Fahrwerk des BMW Z4 M Coupé:
Fahrspaß am Limit

Bei der Übertragung der Kraft seines Hochleistungsmotors auf die Straße stößt das BMW Z4 M Coupé in neue Dimensionen der Fahrdynamik vor. Die Voraussetzung dafür ist ein Fahrwerk, das den außergewöhnlichen Leistungen dieses Triebwerks gewachsen ist. Konzeptionell ist es mit dem Fahrwerk des BMW Z4 M Roadster identisch, es wurde jedoch spezifisch abgestimmt, wobei die positiven Einflüsse der sehr verwindungssteifen und biegefesten geschlossenen Karosserie berücksichtigt wurden. Im Ergebnis entstand ein Zusammenspiel zwischen Motor und Fahrwerk, das nur selten ähnlich perfekt gelingt. Wie intensiv der Fahrer im BMW Z4 M Coupé diese Harmonie im Antriebskonzept spüren und nutzen kann, zeigt sich daher auch besonders deutlich auf der 20,8 Kilometer langen Nordschleife des legendären Nürburgrings, der fahrdynamisch wohl anspruchsvollsten Rennstrecke der Welt.

Foto: BMW M Z4 Coupé

Bei der forcierten Testfahrt auf diesem Kurs gelingt es dem BMW Z4 M Coupé sogar, die bekannt guten Rundenzeiten des BMW M3 und des BMW Z4 M Roadster zu unterbieten. Im Vergleich zu seinen Wettbewerbern stellt es das fahrdynamisch beste Gesamtpaket dar, dessen Harmonie nicht nur im sportlichen Einsatz, sondern auch im täglichen Betrieb fasziniert.

Perfektes Handling schafft Sicherheit.

Weil sich die Ingenieure der M GmbH bei der Entwicklung ihrer Hochleistungsfahrzeuge nicht allein auf die Längsdynamik konzentrieren, sondern stets auch ein Höchstmaß an Querdynamik und ein optimales Handling anstreben, lassen sich M Automobile unnachahmlich schnell und sicher bewegen. Die Fahrwerkkomponenten für das BMW Z4 M Coupé bieten dafür die idealen Voraussetzungen. In vielen Details wurden sie vom Fahrwerk des BMW M3 abgeleitet. Wie dieser verfügt auch das BMW Z4 M Coupé über die M Differenzialsperre an der Hinterachse. Und die Bremsanlage stammt vom Supersportler BMW M3 CSL.

In der Basisgeometrie mit den Maßen des BMW Z4 M Roadster identisch, beträgt die Spurweite des BMW Z4 M Coupé vorn 1486 Millimeter und hinten 1516 Millimeter. Gegenüber dem BMW Z4 Coupé 3.0si ist das M Fahrwerk um 10 Millimeter tiefer gelegt. Die Radführung wird mit stärkerem negativen Sturz den hohen Ansprüchen an die Fahrdynamik sowie den höheren Belastungen gerecht.

Motor vorn, Antrieb hinten – das traditionelle Prinzip für Dynamik.

Ein niedriger Schwerpunkt sowie der Hinterradantrieb bieten optimale Voraussetzungen für ein harmonisches Fahrverhalten, beste Traktions- und Fahrwerte sowie extrem hohe Kurvengeschwindigkeiten. Dabei behält die Marke BMW die klassische Verteilung – Motor vorn, Antrieb hinten – nicht nur aus Tradition bei, sondern auch der physikalischen Vorteile wegen.

Der grundsätzliche Vorteil des Hinterradantriebs liegt im ausgeglichenen Kompromiss zwischen Stabilität und Agilität. Beide hängen vom so genannten Trägheitsmoment ab, das von der Fahrzeugmasse und von der Massenverteilung bestimmt wird. Beim BMW Z4 M Coupé kommen beide Faktoren zur Geltung: die geringe Masse und die Massenverteilung mit den sehr nah am Schwerpunkt liegenden Einzelmassen Motor und Getriebe. Ein weiterer Vorteil: Der Hinterradantrieb hält die Lenkung von Antriebseinflüssen vollkommen frei. Dies kommt in der außergewöhnlichen Präzision der BMW Lenkung zum Ausdruck.

Ausgeglichene Achslasten dienen der Agilität und Spontaneität.

Eine andere Voraussetzung für die extreme Agilität und Spontaneität, mit der das Fahrzeug auf die Wünsche des Fahrers reagiert, ist die ausgeglichene Achslastverteilung. Denn um die Agilität eines so starken Sportwagens sicher zu beherrschen, sollten alle vier Räder möglichst den gleichen, festen Kontakt zur Straße haben. Aus diesem Grund ist das Fahrzeuggewicht des BMW Z4 M Coupé nahezu gleichmäßig auf die Vorder- und die Hinterachse verteilt. Diese Achslastverteilung unterstützt zudem sowohl die Traktion als auch die Wirkung der Bremsanlage.

Agil und fahraktiv – typisch BMW.

Niedriger Schwerpunkt, Heckantrieb, ausgeglichene Achslasten, langer Radstand – zusammen mit der verwindungssteifen Karosserie und der im Verhältnis zur Karosserie breiten Gesamtspur sind das also die Zutaten für ein höchst agiles und stabiles Fahrwerk. In der Summe setzt das BMW Z4 M Coupé in seiner Klasse ein Highlight in punkto Agilität und Fahrdynamik.

Neuentwicklung für die Vorderachse.

Die für den BMW Z4 M Roadster und das BMW Z4 M Coupé neu entwickelte Eingelenk-Vorderachse mit verschraubten McPherson-Federbeinen besitzt geschmiedete Querlenker aus Aluminium, um die ungefederten Massen zu verringern. Eine sehr steife und ebenfalls gewichtsoptimierte Anbindung der Fahrwerkkomponenten an die Karosserie erhöht entscheidend die Lenk- und Fahrpräzision. Der Vorderachsträger nimmt Lenkgetriebe, Stabilisator und Querlenker auf. Er ist U-förmig ausgebildet und wird von einem Schubfeld aus 3 Millimeter starkem Aluminium versteift. Das Schubfeld sorgt für eine maximale Quersteifigkeit des Vorderachsträgers. Dies zahlt sich in einem besonders präzisen Ansprechverhalten aus, verbessert die Agilität und leitet sehr wirksam die dynamischen Radkräfte in die Karosserie ein. Dadurch werden die Kräfte bei hoher Querbeschleunigung in erheblichem Maße kompensiert, was Fahrdynamik und Fahrverhalten zusätzlich verbessert.

Das Vorderachs-Stützlager sorgt mit der getrennten Lagerung von Federung und Dämpfung für eine präzise Radführung und filtert sämtliche Fahrbahnunebenheiten aus. Die geometrische Auslegung ermöglicht eine reduzierte Spreizung und einen erhöhten Nachlaufwinkel, woraus das BMW Z4 M Coupé seine Agilität und seine verlässliche Rückmeldung an den Fahrer bezieht, ohne die Komforteigenschaften zu vernachlässigen.

Extrem fahrstabile Hinterachse.

Die Zentrallenker-Hinterachse mit Zweirohr-Gasdruckdämpfern und Stabilisator wird von zwei Quer- und einem Längslenker geführt. Der obere Querlenker besteht aus Aluminium. Der Längslenker ist im Zentralpunkt an der Karosserie gelagert. Eine von der Hinterachse an den Karosserieboden führende V-Strebe wirkt zusätzlich versteifend. Insgesamt sorgt die aufwändige Konstruktion für ein sehr sicheres Handling und verhindert ein unkontrolliertes Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs.

Die Federungs- und Dämpfungskomponenten sowie die Stabilisatoren sind sportlich straff abgestimmt. Der Aufbau ist somit gut an die Straße gekoppelt, was eine direkte Rückmeldung an den Fahrer zur Folge hat. Die gute Aufbauabstützung sorgt für geringe Aufbauamplituden, Wankwinkel und Nickbewegungen. Dies vermittelt selbst bei forschem Fahren ein sicheres Fahrgefühl. Ein weiterer Vorteil: Am Kurvenausgang kann frühzeitig beschleunigt werden. Seine extreme Gierstabilität nach Lastwechseln bei Kurvenfahrt oder beim Bremsen in der Kurve behält das BMW Z4 M Coupé auch bei hohem Tempo bei, ohne dass das Fahrwerkregelsystem DSC stabilisierend eingreifen muss. Abrollkomfort und Abrollakustik sind überdurchschnittlich gut.

Höchste Präzision beim Lenken.

Beim BMW Z4 M Coupé wird die Zahnstangenlenkung durch eine hydraulische Servolenkung unterstützt. Diese Konstruktion ermöglicht hohe Lenkgeschwindigkeiten und bietet damit Vorteile bei hochdynamischer Fahrweise. Zusammen mit der M spezifischen Vorderachs-Kinematik gewährleistet die Lenkung eine optimale Rückmeldung an den Fahrer sowie eine hohe Zielgenauigkeit und ein spontanes Umsetzen der Lenkbefehle.

18 Zoll-Compound-Hochleistungsbremsen greifen kraftvoll zu.

Schnelle Fahrt will gegebenenfalls abrupt verzögert werden. Deshalb ist das BMW Z4 M Coupé mit einer besonders kraftvoll zupackenden Bremsanlage ausgerüstet. Sie wurde erstmals im BMW M3 CSL eingesetzt: eine schwimmend gelagerte 18 Zoll-Compound-Hochleistungsbremsanlage. Der innenbelüftete Reibring der Grauguss-Bremsscheibe ist über eingegossene Edelstahlstifte „schwimmend“ mit dem Bremstopf aus Aluminium verbunden. Die Beanspruchung der Bremsscheibe durch thermische Spannungen wird so deutlich reduziert und damit die Lebensdauer der Bremsscheibe erhöht. Die höhere Standfestigkeit wirkt sich insbesondere unter extremer Belastung aus, also bei hohen Betriebstemperaturen, wie sie bei scharfer Fahrweise auftreten können. Speziell das Phänomen der so genannten Schirmung wird so verhindert. Dieser Defekt könnte ansonsten die Verzögerungswirkung erheblich beeinträchtigen, weil bei einer schirmförmigen Wölbung der Bremsscheiben die Beläge nicht mehr optimal anliegen können.

Zur optimalen Kühlung der Bremsanlage wird der Fahrtwind durch die beiden äußeren Lufteinlässe in der Frontschürze gezielt auf die thermisch hochbelasteten Teile der Bremse geleitet. Die Perforation des Reibringes reduziert das Gewicht der Scheiben um 0,7 Kilogramm pro Vorderrad und um 0,8 Kilogramm pro Hinterrad.

Damit werden die ungefederten Massen gesenkt, was das Ansprechverhalten des Fahrwerks verbessert. Dank der in aufwändigen Versuchsreihen ermittelten optimalen Anordnung und Ausformung der Lochbohrungen in den Scheiben ist die Bremsleistung sowohl bei Trockenheit als auch bei Nässe exzellent.

Die vorderen Bremsscheiben sind im Durchmesser 345 Millimeter groß und 28 Millimeter dick, die hinteren 328 Millimeter groß und 20 Millimeter dick. Sie bescheren dem BMW Z4 M Coupé Verzögerungswerte der Extraklasse: Unterstützt von einem 10 Zoll-Booster liegt der Bremsweg aus Tempo 100 bei nur 34 Metern. Damit behauptet sich das Coupé auch in Sachen Bremsleistung eindrucksvoll im Segment der hochkarätigen Sportwagen.

Räder in exklusivem Design.

Hochleistungsreifen mit 18 Zoll Durchmesser sind in den Dimensionen 225/45 ZR18 auf den 8 Zoll breiten Vorderrädern beziehungsweise 255/40 ZR18 auf den 9 Zoll breiten Hinterrädern montiert. Mischungen und Größen sind darauf abgestimmt, das hohe Seiten- und Längskraftniveau auf trockener wie nasser Fahrbahn präzise zu übertragen und dem Fahrer eine klare Rückmeldung über den fahrdynamischen Zustand des Fahrzeuges zu geben. Das exklusiv für das BMW Z4 M Coupé und den BMW Z4 M Roadster entwickelte Design der Leichtmetallfelgen leitet sich aus der markanten Formensprache des Z4 ab: Kraftvolle Wölbungen werden mit präzisen Linien kombiniert. Die Doppelspeichen sind charakteristisch für M Fahrzeuge.

Durch ihre leichte Anmutung und den fast freien Durchblick auf die groß dimensionierten Scheibenbremsen unterstreichen sie den Hochleistungscharakter des BMW Z4 M Coupé. Aber die Felgen haben auch wichtige „innere“ Werte: Die Geometrie der Felgenschulter (Extended Hump, EH) verhindert, dass der Reifen bei Druckverlust in das Tiefbett rutscht und gewährleistet so das bei allen M Fahrzeugen übliche „Safe-Stop“-Prinzip.

Reifendruck-Warnsystem serienmäßig.

Das Reifendruckwarnsystem (RDW) überprüft permanent die rollenden Räder und alarmiert, wenn ein Reifen an Druck verliert. Löcher mit einem Durchmesser von bis zu 6 Millimetern können mit dem M Mobility System (MMS) – einem Kleinkompressor und Schnelldichtmittel – abgedichtet werden, und so lässt sich die Fahrt ohne Radwechsel mit herabgesetzter Geschwindigkeit (maximal 80 km/h) bis zum nächsten Fachbetrieb fortsetzen. Der Verzicht auf ein Ersatz- oder Notrad sowie den Wagenheber spart mehr als 20 Kilo Gewicht.

Mit DSC sicherer Fahrspaß bis in den Grenzbereich.

Die Fahrwerkregelsysteme werden BMW typisch auch beim Z4 M Coupé nicht als Fahrwerkhilfsmittel gebraucht, sondern tragen dazu bei, kritische Fahrsituationen im Grenzbereich zu meistern. Tatsächlich sind die Sicherheitsreserven des M Fahrwerks von Haus aus schon sehr hoch.

Im BMW Z4 M Coupé kommt die modernste Generation der Dynamischen Stabilitäts Control (DSC) zum Einsatz. Dieses BMW Regelsystem entwickelt sich immer stärker zu einem Kernsystem für die gesamte Fahrzeugelektronik.

DSC mit nützlichen Zusatzfunktionen.

Ursprünglich wurde das DSC entwickelt, um mit einem gezielten Abbremsen der Räder die Fahrsicherheit auf rutschiger Fahrbahn zu erhöhen – beispielsweise bei abrupten Ausweichmanövern oder beginnender Instabilität in Kurven. Zugunsten von Sportlichkeit, Sicherheit und Komfort wurde die Funktionalität des Systems mittlerweile erheblich erweitert. So regelt die integrierte Stabilitätskontrolle ASC den Antriebsschlupf, indem sie die Motorleistung reduziert, das durchdrehende Antriebsrad selektiv abbremst und so das Fahrzeug wieder stabilisiert. Eine andere DSC-Funktionalität bietet die Cornering Brake Control (CBC) mit ihrer asymmetrischen Bremsdruckregelung, die beim leichten Bremsen in der Kurve die Eindrehneigung des Fahrzeugs vermindert.

Die jüngste Generation des DSC beinhaltet darüber hinaus eine Reihe weiterer nützlicher Funktionen, beispielsweise den Anfahrassistent am Berg, der mit einer kurzzeitigen automatischen Betätigung der Bremse agiert.

So kann das Auto an Steigungen nicht mehr ungewollt zurückrollen; das Anfahren mit gezogener Handbremse gehört der Vergangenheit an. Eine andere Funktion ist die Notbremserkennung Dynamische Brems Control (DBC), welche bei plötzlich eingeleiteten Verzögerungsmanövern den Bremsdruck maximiert.

DSC abschaltbar.

Die Funktionsweise des DSC wurde speziell für das BMW Z4 M Coupé auch auf die Erfordernisse bei besonders sportlicher Fahrweise abgestimmt. So erfordern das spontane Ansprechverhalten des Motors und die kurze Gesamtübersetzung eine äußerst schnelle und feinfühlige Regelung von Motor und Bremsanlage. Einerseits soll die Gierstabilität auch bei niedrigen Reibwerten sichergestellt werden, andererseits dürfen der zusätzliche Vortrieb durch die variable M Differenzialsperre oder gar die sprichwörtliche Freude am Fahren nicht zu stark eingebremst werden. Will der Fahrer in bestimmten Situationen bewusst auf das DSC verzichten, so kann er es komplett ausschalten.

Differenzialsperre ersetzt DTC.

Statt der im BMW Z4 Coupé installierten DSC-Unterfunktion Dynamic Traction Control (DTC) verfügt das BMW Z4 M Coupé über die variable, drehzahlfühlende M Differenzialsperre, um das Fahrverhalten den höheren fahrdynamischen Ansprüchen anzupassen. Sie ermöglicht hohe Fahrstabilität und optimale Traktion vor allem aus Kurven heraus. Während die DTC adaptiv erhöhten Schlupf an den Hinterrädern „nur“ bis zu einer mittleren Fahrzeug-Querdynamik von etwa 70 km/h beziehungsweise einer Querbeschleunigung von rund 0,4 g zulässt, baut die M Differenzialsperre bei Bedarf ein Sperrmoment auf. Bei sehr sportlicher Fahrweise und auf Straßen mit durchschnittlichem bis hohem Reibwert hilft dies dem erfahrenen Fahrer, die positiven Eigenschaften des Heckantriebs zu verstärken.

M Differenzialsperre mit Traktionsvorteilen.

Bei herkömmlichen drehmomentfühlenden Differenzialsperren richtet sich das insgesamt übertragbare Antriebsmoment nach dem Moment, welches das Rad auf dem niedrigeren Reibwert übertragen kann. Ist der Reibwert sehr niedrig, beispielsweise auf Schnee, sind die Traktionsvorteile mit diesem Sperrenkonzept wegen des limitierten, so genannten Abstützmoments begrenzt. Die variable M Differenzialsperre liefert hingegen selbst bei sehr anspruchsvollen Fahrsituationen – also auch bei extrem unterschiedlichen Reibwerten an den Antriebsrädern – eine maximale Traktion.

Der Vortrieb bleibt in jeder Situation erhalten.

Ein weiterer Vorteil der variablen M Differenzialsperre besteht darin, dass bei steigender Differenzdrehzahl zwischen den Antriebsrädern sofort ein höheres Sperrmoment aufgebaut wird. Damit kann ein Traktionsverlust an einem einzelnen Rad, etwa dem kurveninneren Rad bei forcierter Passfahrt, nicht mehr dazu führen, dass das Antriebsmoment völlig „einbricht“, der Vortrieb bleibt stets erhalten.

Sperrwirkung bis zu 100 Prozent.

In der variablen M Differenzialsperre erzeugt eine Scherpumpe spontan Druck, wenn ein Antriebsrad den Kontakt zur Fahrbahn verliert oder auf einer sehr glatten Fahrbahn läuft und dabei eine Drehzahldifferenz zwischen den Antriebsrädern entsteht. Dieser Druck wird über einen Kolben an eine Lamellenkupplung weitergegeben, wodurch – abhängig von der Drehzahldifferenz – ein Antriebsmoment auf das besser greifende Rad übertragen wird. Im Extremfall wird das gesamte Antriebsmoment über das Rad, das den besseren Reibwert aufweist, übertragen. Nimmt die Differenzdrehzahl zwischen den beiden Rädern wieder ab, reduziert sich zwangsläufig der Pumpendruck und das Sperrmoment lässt entsprechend nach.
Dieses selbstregelnde Pumpensystem ist wartungsfrei und mit hochviskosem Siliconöl gefüllt. Der Vorteil für den Fahrer liegt darin, dass er sein Auto auf einem Untergrund, der sehr unterschiedliche Reibwerte für die beiden Antriebsräder bietet, wesentlich besser anfahren kann, da er trotz der schwierigen Bedingungen über gute Traktion verfügt. Außerdem verbessert die variable M Differenzialsperre auch Handling und Fahrstabilität fühlbar.

Quelle: BMW Presse-Information vom 24.01.06

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