Ein außergewöhnliches Fahrzeug verlangt nach außergewöhnlicher Technik. Folgerichtig wurden im Laufe von 20 Jahren für den BMW M3 immer wieder technische Neuerungen entwickelt, mit denen er seine Führungsrolle auf dem Gebiet der Fahrdynamik bis heute behaupten kann. Dabei war und ist der BMW M3 Pionier und Wegbereiter zugleich. Viele Innovationen, die in einem BMW M3 ihre Premiere feierten, tragen inzwischen auch dazu bei, die Dynamik und den Fahrkomfort von Serienfahrzeugen zu verbessern. Der Weg des BMW M3 ist mit einer Vielzahl derartiger Meilensteine gepflastert.

Das Sequenzielle M Getriebe: Schalten wie in der Formel 1.

In der Königsklasse des Motorsports werden Gangwechsel schon lange nicht mehr über einen Schalthebel ausgelöst, sondern über so genannte Schaltwippen am Lenkrad. Dabei kann der Fuß des Fahrers voll auf dem Gaspedal bleiben: Modernste Motorelektronik unterbricht für Millisekunden die Zugkraft des Motors, das Steuergerät übernimmt elektro-hydraulisch den Gangwechsel sowie das Öffnen und Schließen der Kupplung. Folge: Das Kupplungspedal wird überflüssig.

BMW M3, Modell E36, Limousine/Coupé/Cabrio, 1995

Die Vorstufe dieses Systems, das in der Formel 1 Standard ist, hatte BMW schon 1996 in seinen erfolgreichen Renntourenwagen eingesetzt – als weltweit erster Anbieter. Bei diesem System lief – damals noch über einen Mittelschalthebel – der Gangwechsel in einer Ebene, also sequenziell wie bei einem Motorrad ab. Zum Hochschalten zog der Fahrer ohne Betätigung einer Kupplung nur den Schalthebel nach hinten, beim Herunterschalten drückte er ihn nach vorne. Dieses System ermöglichte einerseits extrem kurze Schaltzeiten, andererseits verhinderte es ein Verschalten.

Die im Motorsport gesammelten Erfahrungen setzte BMW für den Straßengebrauch um und entwickelte daraus ein neues Hochleistungskonzept für die Kraftübertragung, das als Sequenzielles M Getriebe im BMW M3 seit dem Jahre 1997 erhältlich ist. Das gegenüber der ersten Variante erheblich weiterentwickelte SMG der zweiten Generation, technisch baugleich mit dem regulären Handschaltgetriebe des BMW M3 mit sechs Vorwärtsgängen, lässt sich nicht nur wie bisher über einen Wählhebel bedienen, sondern hält für den Fahrer auch zwei Schaltwippen am Lenkrad bereit. Somit hat der Fahrer die freie Wahl der Bedienungsmöglichkeit. Vor allem das Schalten über die so genannten Paddles stellt einen Beitrag zu erhöhter aktiver Sicherheit dar, denn die Hände können während der Fahrt permanent am Lenkrad bleiben.

Außerdem hat der BMW M3 Fahrer dank M Drivelogic die Möglichkeit, für die manuellen Schaltvorgänge die Schaltdynamik in sechs verschiedenen Programmen seiner Fahrweise anzupassen – von ausgeglichen dynamisch (Fahrprogramm S1) bis sehr sportlich (Fahrprogramm S5). Schließlich kann noch das Fahrprogramm S6 gewählt werden, wenn das beim M3 serienmäßige DSC (Dynamische Stabilitäts Control) ausgeschaltet ist.

Dann schaltet SMG mit Schaltzeiten wie im Rennwagen.

Auch auf dem Gebiet der Sicherheitsfunktion weist das neue Sequenzielle M Getriebe viele Vorzüge auf: In kritischen Fahrsituationen, etwa beim Zurückschalten auf glatter Fahrbahn, erfolgt eine blitzschnelle Öffnung der Kupplung. Das Fahrzeug kann auch bei einem zu hohen Motorschleppmoment an den Antriebsrädern nicht ausbrechen. Ein Verschalten durch den Fahrer ist nicht mehr möglich. Somit leistet das SMG nicht nur einen Beitrag zu mehr Sportlichkeit, sondern auch zu erhöhter Sicherheit im Straßenverkehr.

Variable M Differenzialsperre: Sportlich und sicher durch die Kurve.

Ursprünglich wurden bei M Fahrzeugen so genannte drehmomentfühlende Selbstsperrdifferenziale mit einem Sperrwert von bis zu 25 Prozent und einem konstanten Grundsperrmoment eingesetzt. Ihre Aufgabe ist es, zugunsten einer optimalen Traktion die Wirkung des Achsdifferenzials zu begrenzen.

Die beiden Antriebsräder eines Autos legen bei Kurvenfahrt unterschiedlich lange Wege zurück – das kurveninnere Rad kürzere als das kurvenäußere Rad. Diesen grundsätzlichen Unterschied gleicht das Achsdifferenzial aus. Eine Differenzialsperre baut bei Bedarf ein Sperrmoment auf. Dies geschieht, wenn eines der beiden Antriebsräder durchzudrehen droht, zum Beispiel´auf rutschigem Untergrund. Die Differenzialsperre wird von sportlichen Fahrern sehr geschätzt, weil sie die positiven Eigenschaften des Heckantriebs vor allem bei sportlicher Fahrweise und auf Straßen mit durchschnittlichem bis hohem Reibwert darzustellen hilft. Bei drehmomentfühlenden Differenzialsperren richtet sich das insgesamt übertragbare Antriebsmoment nach dem Moment, welches das Rad auf den niedrigeren Reibwert übertragen kann. Ist der Reibwert jedoch sehr niedrig, beispielsweise auf Schnee, Schotter oder gar blankem Eis, dann sind die Traktionsvorteile mit diesem herkömmlichen Sperrenkonzept wegen des so genannten Abstützmoments begrenzt.

BMW M3, Modell E36, Cabrio, 1994

Aus diesem Grund entwickelten die Ingenieure von BMW ein ganz neues System, die Variable M Differenzialsperre, die erstmals im BMW M3 der dritten Generation zum Einsatz kam. Diese Sperre ist in der Lage, selbst bei sehr anspruchsvollen Fahrsituationen, also auch bei extrem unterschiedlichen Reibwerten an den Antriebsrädern, einen entscheidenden Traktionsvorteil zu liefern. Damit verhilft die Variable M Differenzialsperre dem aktuellen BMW M3, in Kombination mit dem feinfühlig abgestimmten DSC und seiner ausgewogenen Achslastverteilung zu Winter-Fahreigenschaften, die bisher für heckgetriebene Sportwagen als unerreichbar galten.

Ein weiterer Vorteil der Variablen M Differenzialsperre besteht darin, dass bei steigender Differenzdrehzahl zwischen den Antriebsrädern sofort auch ein steigendes Sperrmoment aufgebaut wird. Damit kann ein „entlastetes“ Rad, etwa das kurveninnere Rad bei forcierter Passfahrt, nicht mehr dazu führen, dass das Antriebsmoment völlig „einbricht“, der Vortrieb bleibt also stets erhalten.

Intelligenter Leichtbau: Nicht nur beim BMW M3 CSL.

Auch ein Fahrzeug, das über so viel Power wie der BMW M3 verfügt, birgt noch zusätzliches Dynamik-Potenzial in sich – und zwar durch Gewichtsreduzierung. Früher wurden aus dem Innenraum eines Sportwagens lediglich konsequent Komfortelemente und Luxus jeder Art verbannt.

Heute denken die Ingenieure verstärkt in eine andere Richtung. Mit modernen Werkstoffen wie kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK), Glasfaserkunststoff aus der Luft- und Raumfahrt oder Aluminium lassen sich wichtige Kilogramm einsparen. Mit dem BMW M3 CSL haben die Ingenieure von BMW bewiesen, dass sie auf dem Gebiet des intelligenten Leichtbaus eine Vorreiterrolle einnehmen. Im Werk Landshut, der Heimat der BMW Leichtbauexperten, werden ganze Wagendächer aus mehreren Lagen CFK gefertigt. Die Experten nehmen sich aber auch der Teile an, die normalerweise ein buchstäblich untergeordnetes Dasein in der Karosserie führen. So tauschten die Ingenieure einen herkömmlichen Gepäckraumboden gegen ein Papierwaben-Sandwich aus.

VANOS: Mehr Drehmoment dank Nockenwellenspreizung.

BMW M3 GTR, Modell E46,
Rennversion 2004

Als 1992 die zweite Generation des BMW M3 präsentiert wurde, hatte das Fahrzeug gleich zwei Premieren unter der Motorhaube. Zum einen war es der erste BMW M3, der über einen Sechszylinder-Motor verfügte, und zum anderen war es der erste BMW Motor mit VANOS (Variable Nockenwellenspreizung). Diese Innovation erlaubte es, die Öffnungszeiten der Einlassventile an Motordrehzahl und Last anzupassen. Der Vorteil: Drehmoment, Leistung und Verbrauch konnten gleichzeitig optimiert werden. Mit 320 Newtonmetern bei 3:600 Touren war das neue BMW M3 Triebwerk Spitzenreiter unter den Saugmotoren. Kein anderer Saugmotor wies eine so hohe spezifische Leistung – 96 PS pro Liter Hubraum – und ein so hohes spezifisches Drehmoment – 108 Newtonmeter pro Liter Hubraum – auf.

Digitale Motor Elektronik (DME).

Zur Steuerung der Hochleistungstriebwerke war die Einführung eines Motormanagements notwendig, dessen Leistungsfähigkeit über die Kapazität der damals verfügbaren Systeme hinausreichte. BMW entwickelte dazu eigens für Modelle mit Ottomotor die Digitale Motor Elektronik (DME). Sie überwachte und steuerte mit äußerster Präzision sämtliche Motorfunktionen wie beispielsweise Zündung, Einspritzung und Lambdaregelung. Das Ergebnis: Unter allen Betriebsbedingungen verfügte das Aggregat über optimale Leistung bei niedrigem Verbrauch und günstigsten Emissionswerten.

Stereo-Lambdaregelung.

Bei Fahrzeugen mit geregeltem Katalysator sorgte die Lambdasonde dafür, dass das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Zylindern unter allen Bedingungen den für die Kat-Wirkung erforderlichen Wert von Lambda = 1 hatte. Für den BMW M3 entwickelten die Ingenieure das bestehende System weiter und passten es an den zweiflutigen Abgasstrang des Sportwagens an. Jeder Abgasstrang verfügte über eine eigene Lambdasonde, um die Abgaszusammensetzungen noch exakter überwachen zu können. Das Ergebnis: Die Emissionen ließen sich noch weiter reduzieren.

Die BMW M3 Modelle.

BMW M3 (E30):
BMW M3 (144 kW/195 PS)
BMW M3 (159 kW215 PS)
BMW M3 Evolution (147 kW/200 PS)
BMW M3 Evolution II (162 kW/220 PS)
BMW M3 Cabrio (159 kW/215 PS)
BMW M3 Sport Evolution (175 kW/238 PS)
 

BMW M3 (E36):
BMW M3 (210 kW/286 PS)
BMW M3 (236 kW/321 PS)
BMW M3 Cabrio (236 kW/321 PS)
BMW M3 Limousine (236 kW/321 PS)
BMW M3 GT Coupé (217 kW/295 PS)
 

BMW M3 (E46):
BMW M3 (252 kW/343 PS)
BMW M3 Cabrio (252 kW/343 PS)
BMW M3 GTR (258 kW/350 PS)
BMW M3 CSL (265 kW/360 PS)

Quelle: BMW Presse-Information vom 06.07.2007