Bei der Vorstellung von M3 Limousine und M4 Coupé im Jahr 2013 hob BMW die Leichtbaumaßnahmen explizit hervor. Warum auch nicht? Ambitionierte Fahrer lesen gerne, wo ihr Sportwagen ein paar Kilogramm einspart. Auf eine der Änderungen war man bei BMW besonders stolz: Die Ingenieure wechselten von einer Stahl-Kardanwelle, wie sie noch im Vorgänger E90 bzw. E92 verbaut war, auf ein Bauteil aus CFK.
Der Umwelt zuliebe
Die einteilige Kardanwelle aus kohlefaserverstärktem Kunststoff senkt das Gewicht um etwa 40 Prozent. Sagte BMW. Das leichtere und steifere Bauteil verringert außerdem die rotierenden Massen und verbessert deshalb die Dynamik des Antriebsstrangs. Eine CFK-Kardanwelle, die das Drehmoment des Sechszylinders vom Getriebeausgang an das Hinterachsgetriebe/-differential weiterleitet, verbaute man auch im später folgenden M4 Cabrio. Sowie in den Hochleistungsvarianten M4 CS und GTS. Allerdings rückt BMW jetzt von seiner Leichtbaulösung ab. Ab November wechselt der Premiumhersteller von CFK auf Stahl. „Diese Maßnahme schafft die technische Voraussetzung, um zukünftig geltende, gesetzliche Emissionsanforderungen erfüllen zu können“, heißt es.
Ab September 2017 gelten für Fahrzeuge mit Benzinmotor und Direkteinspritzung strengere Vorschriften, was den Ausstoß von schädlichen Feinstaubpartikeln angeht. Die Grenzwerte werden unter der Abgasnorm Euro 6c zusammengefasst, und betreffen zunächst neuentwickelte Modelle. Pro Kilometer dürfen sie noch maximal 600 Milliarden Feinstaubteilchen ausstoßen. Derselbe Grenzwert gilt auch für Dieselfahrzeuge. Keine Regel ohne Ausnahme: Eine Karenzzeit von einem Jahr gestattet neu zugelassenen Benzin-Direkteinspritzern einen zehnfach so hohen Partikelausstoß.
Die Hersteller reagieren und werden ihre Autos mit Benzin-Direkteinspritzern vermehrt mit Partikelfiltern ausrüsten. Mercedes praktiziert diese Technik im S 500 schon seit rund zwei Jahren. Audi und VW wollten damit ursprünglich im Juni 2017 starten. Der Einsatz hat sich jedoch auf Herbst verschoben. Ab dann sollen Audi A5 Coupé mit 2.0 TFSI und VW Tiguan mit 1.4 TSI mit Otto-Partikelfilter bestellbar sein. Ford verbaut im kommenden Fiesta ST mit Dreizylinder-Direkteinspritzer einen Partikelfilter. Und auch BMW rüstet um. Im X3 20i und 30i ist ab November ein Otto-Partikelfilter angedacht. Auch die Hochleistungsmodelle M3 und M4 sind betroffen.
Keine schlechteren Fahrleistungen
Deshalb der Wechsel von einer CFK-Kardanwelle auf eine Stahlversion, die zwar laut BMW M um 2,5 Kilogramm schwerer ist, dafür aber schmaler baut. Den Außendurchmesser des einteiligen CFK-Rohrs gibt der Hersteller mit 84 Millimeter an. Das zweiteilige Stahlrohr kommt dagegen auf einen Außendurchmesser zwischen 56 und 75 Millimeter. Der geringere Durchmesser schafft mehr Bauraum und erlaubt deshalb den Einbau eines Otto-Partikelfilters (OPF). Damit will BMW im Laufe des nächsten Jahres beginnen. Also Wochen nach der Umrüstung auf die Stahl-Kardanwelle. Einen konkreten Zeitpunkt für den Verbau des Partikelfilters nennt man noch nicht.
BMW zog auch alternative Lösungen aus CFK in Betracht, verwarf sie allerdings. Der Durchmesser war ausschlaggebend. Angaben zur Größe, Form und zum Gewicht des Partikelfilters macht man noch nicht. Wie es heißt aufgrund „der noch laufenden Entwicklungsaktivitäten“. Der Einbau des Partikelfilters im Fahrzeugunterboden zieht weitere Änderungen nach sich. „Der OPF wird in der Abgasanlage im Unterflur des Fahrzeugs im Bereich der Katalysatoren integriert. Die Integration des OPFs erfordert weitere Maßnahmen im bestehenden Bauraum des Fahrzeugs, um geometrische Anforderungen wie zum Beispiel die Unterflurfreiheit und die thermische Betriebssicherheit weiterhin zu gewährleisten.“
Die zweiteilige Kardanwelle aus Stahl soll die Fahrleistungen und Fahreigenschaften nicht mindern. Verspricht BMW. Nicht überall wird ausgetauscht: Im limitierten M4 GTS und im Produktionszeitraum begrenzten M4 CS bleibt alles beim Alten. Im Fall des M4 GTS, weil alle 700 Stück bereits gefertigt sind. Im Fall des M4 CS, weil nur die CFK-Kardanwelle die höhere Leistung und das höhere Drehmoment verdaut. Ein Standard-M4 bringt es auf 431 PS und 550 Nm Drehmoment. Mit Competition Paket sind es 450 PS bei gleichbleibendem Drehmoment. Der M4 CS zügelt 460 PS und satte 600 Nm Drehmoment. Nach derzeitigem Stand wollen die M-Techniker den CS auch zu einem späteren Zeitpunkt nicht mit einem Otto-Partikelfilter ausstatten. Die exklusive Stückzahl macht es wohl nicht notwendig.
In Deutschland und einem Großteil der EU wird BMW in M3 Limousine, M4 Coupé und M4 Cabrio die Stahl-Kardanwelle einsetzen, die der Version aus dem M2 ziemlich nahe kommt. In den USA dagegen nicht. Weil es dort die Vorschriften nicht nötig machen. Wird auch in kommenden M-Modellen ein Otto-Partikelfilter verbaut? BMW hält sich bedeckt, sagt nur so viel: „Selbstverständlich werden wir alle gesetzlichen Anforderungen erfüllen.“ Dafür scheint aktuell ein OPF nötig, um die Euro 6c-Norm mit RDE (Real Driving Emissions) Stufe1 zu erfüllen. Außer BMW hat sich beim kommenden M5 etwas ganz Besonderes ausgedacht.
Innermotorische Maßnahmen allein hätten für M3/M4 nicht gereicht, um die strengeren EU-Feinstaubwerte einzuhalten. Die hohen Einspritzdrücke von Benzindirekteinspritzer bringen mitunter den Nachteil, dass nicht ausreichend Zeit ist für eine optimale Gemischbildung. Es bleiben unverbrannte Bestandteile, die als Partikel ausgestoßen werden. Ein Partikelfilter fängt sie auf. Dort werden die eingelagerten Schadstoffe später verbrannt.
Dass Benzin-Direkteinspritzer auch ohne Partikelfilter sauber sein können und die strengen Grenzwerte einhalten, zeigte ein Test von auto motor und sport in Ausgabe 15/2017.
In unserer Fotoshow zeigen wir Ihnen den BMW M3 Competition im Test gegen den Cadillac ATS-V.
