Beschleunigen, dass es einem die Stiefel auszieht und die Socken gleich mit das können nur Motorräder. Was einen gut Teil Spaß am Fahren bringt, ist einen ausführlichen Report wert. Wie verhalten sich verschiedene Motorräder beim Beschleunigen, wie sollte sich der Fahrer verhalten, wo liegen die physikalischen Grenzen, und welche Motorräder sind die schnellsten?
fact
Es gibt sie noch. Ambitionierte Autofahrer, die sich an der letzten Ampel vor dem Ortsende herausfordernd neben einem Motorradfahrer platzieren. Die in
die verdämmernde Rotphase hinein provo-
zierend einen Großlimousinen-Achtzylinder oder einen Bürgerkäfig-Turbodiesel gasstoßen. Ein schmackiges Dragrace wollen sie anzetteln, einen netten Sieg an der 100er-Marke einfahren. Denken sie. Und gucken kurz darauf in die Röhre, wenn das Motorrad hohnvoll rasch entschwindet.
Dabei hat ein guter Ampelstart mit
den gemessenen Beschleunigungswerten in MOTORRAD nicht einmal allzu viel gemein, denn diese werden von Testprofis unter Idealbedingungen ermittelt. Da fehlt im echten Leben auf 100 km/h schnell
mal mehr als eine Sekunde. Extremes
Beschleunigen mit dem Motorrad, das ist, wenn die Einheit von Mensch und Maschine plötzlich auch gequält wirkt, der Motor in den höchsten Tönen jubelt, manche Kupplung knarzend rupft und der Pilot vor lauter Anspannung unvorteilhaft grimassierend dreinschaut.
Selbst geübten Fahrern gelingt die
Balance zwischen dem Absturz ins Drehzahlloch und hinten Runterfallen nicht
immer gleich gut. Profis minimieren diese Schwankungen, indem sie Starts trainieren und vor dem Rennen ganz in die Erin-
nerung an besonders gut gelungene Startmanöver eintauchen. Auch wer fünf völlig unterschiedliche Maschinen hintereinander optimal beschleunigen möchte, braucht satte Routine.
Trotz mancher Tücke sind die hier
beschleunigten Motorräder halbwegs beherrschbar. Weil sie zumindest einen gut dosierbaren Kupplungseinsatz ermöglichen. Sie hacken weder wie die Anti-Hopping-Einheit der Suzuki Hayabusa, noch saugen sich die Scheiben so biestig aneinander fest wie bei manchen Trockenkupplungen. Das beste Beispiel gibt die Honda Hornet 600. Sie muss bei ungefähr 7000/min mit lange schleifender Kupplung in Fahrt gebracht werden. Wenn jenseits der 60 km/h der Hebel schnalzt und der Gaszug auf
Anschlag spannt, geht lediglich ein sanfter Ruck durchs Motorrad, und es beginnt der komfortable Teil.
Hochzwiebeln bis kurz vor den Drehzahlbegrenzer, dabei schon den Schalt-
hebel vorspannen, am Gas zucken und den nächsten Gang durchladen. Und so weiter bis zum Sechsten. Aber immer schön geduckt. Anfangs um das Vorderrad am Boden, später um den Luftwiderstand möglichst gering zu halten. Die gleichmäßige Leistungsentfaltung, das Drehvermögen des 600er-Vierzylinders und die leichtgängige Schaltung verschaffen einem die nötige Sicherheit für eine optimale Messfahrt.
Das stärkste und das schwächste Motorrad des Vergleichs, die Kawasaki ZX-10R mit 167 PS und die KTM 660 SMC mit 58 PS demonstrieren, wie es etwas kitzeliger werden kann beim optimalen Beschleunigen. Furchtbar viel Leistung bei der Kawasaki, ein kurz übersetzter erster Gang und ein hoher Schwerpunkt bei der KTM lassen
die beiden sofort mit dem Vorderrad in
luftige Höhen schnappen. Das ist schwie-
riger zu kontrollieren, weil da noch Gas und Kupplung koordiniert werden müssen und wegen der doppelten Aufgabe der Kupplungshand: sich einerseits am Lenker festzuhalten und andererseits die Kupplung perfekt zu dosieren. Es hilft, den Griff mit dem Daumen und mindestens einem weiteren Finger fest zu umfassen und die Situation mit nur feinen Korrekturen auszusteuern. Und im Notfall die Beschleunigung kurz entschlossen abzubrechen.
Während bei der KTM im Weiteren
lediglich noch darauf zu achten ist, zügig Gänge nachzuladen, dauert der Höllenritt auf der Kawasaki länger. Meist setzt sie mit dem vollständigen Aufreißen der Drosselklappen zur zweiten Wheelie-Welle an, und auch die ist schwer zu kontrollieren. Im zweiten Gang, der erst bei knapp 150 km/h fällig wird, geht es etwas einfacher, im Dritten tupft der Vorderreifen öfter auf den Asphalt. Der reicht schon über 200. Es mag ernüchternd sein, aber je unspektakulärer die Beschleunigung aussieht, desto besser ist sie in der Regel.
Die Benelli TnT reißt dagegen des-
halb so mit, weil sie ganz anders ist. Sie schnellt sich aus dem Stand nach vorn
mit einer zugleich diabolischen und un-
problematischen Effizienz. Dank reich-
lichen Drehmoments des Dreizylinders und einer günstigen Gewichtsverteilung kein Akt auf Messers Schneide, einfach mittlere Drehzahl, Kupplung rein, und schon ist man 30 Meter weiter. Auf die Kawasaki
ZX-10R verliert sie bis 100 km/h nur deshalb etwas Zeit, weil kurz vor dieser Marke der Schaltvorgang ansteht, der zwei bis drei Zehntelsekunden kostet. Den jedoch gilt es punktgenau zu setzen, da der Begrenzer des Dreizylinders früh einsetzt.
Was die Benelli vormacht, führt die
Triumph ins Extrem. Nein, nicht wegen
des Dreizylinders, sondern wegen der Art, wie er seinen Drehmoment-Urquell in Vortrieb umsetzt. Gewicht ist an und für sich beim Beschleunigen eher hinderlich, doch hier bedeutet Masse Klasse. Selbst bei vollem Schub wheelt vorne nichts, und hinten dreht nichts durch. Es geht ledig-
lich darum, schonend wichtig wegen des
brachialen Drehmoments die Kupplung einzurücken und die Schleuse zu öffnen. Dann die fünf Gänge durchschalten, und fertig. Die Beschleunigungskurve läuft erstaunlicherweise fast deckungsgleich zur Hornet-Linie. Der Unterschied liegt im
Gefühl: Locker und souverän, aber mit
faszinierender Dynamik braust die Rocket davon, die Hornet dagegen muss sehr
aggressiv beschleunigt werden.
Karsten Schwers, MOTORRAD-Testprofi, sagt, wie man beim Anfahren die letzten Zehntel rausholt. Optimale Messwerte erzielt man nur mit viel Routine, noch mehr Gefühl und dem richtigen Know-how.
Aus dem Stand
Die ersten Meter sind die wichtigs-
ten. Die meisten Zehntel werden
direkt beim Losfahren verschenkt, entweder durch zu träge Reaktionszeit oder durch schlechte Koordi-
nation beim Einkuppeln. Zunächst
einmal muss die Einkuppeldrehzahl stimmen. Hubraumstarke Maschinen sind in dieser Hinsicht relativ unkritisch. Sie haben schon im unteren Drehzahlbereich so viel Power, dass es entweder ein Wheelie oder Schlupf am Hinterrad gibt. Die Schwierigkeit ist eher, die Zugkraft geschickt zu begrenzen. Die Kupplung kann man recht zügig kommen lassen, danach muss man gefühlvoll mit dem Gas spielen.
Hubraumschwache Vierzylinder stellen eine größere Herausforderung dar. Um die maximale Zugkraft bereits aus dem Stand weg ans Hinterrad zu übertragen, muss mit sehr hohen Drehzahlen nicht selten über 8000/min die Kupplung schleifend eingerückt werden. Wenn die Kupplung zu schnell heraus-
gelassen wird, gibt es zwei Mög-
lichkeiten: Entweder kommt das Vorderrad blitzartig hoch, oder der
Motor fällt in ein Drehmomentloch. In beiden Fällen sieht man die
Konkurrenz nur noch von hinten. Solch extreme Belastungen setzen der Kupplung allerdings hart zu. Oft sollte man diese Spielchen deshalb nicht wiederholen, vor allem nicht direkt hintereinander.
Entscheidend ist natürlich, dass durch permanentes Dosieren von Kupplung und Gas das Vorderrad gerade noch am Boden gehalten wird. Bei den MotoGP-Profis be-
obachtet man häufig, dass sie beim Start das Vorderrad bis zur ersten Kurve fünf Zentimeter über dem
Boden halten. Das ist wahre Körperbeherrschung.
Schaltvorgänge
Ohne Schaltautomat, wie ihn Rennmaschinen besitzen, gibt es drei Möglichkeiten:
1. Gas schließen, dabei Kupplung ziehen, dann schalten, Kupplung raus, dabei Gas auf.
2. Gas stehen lassen, dabei Kupplung leicht ziehen, schalten, Kupplung raus.
3. Ganz kurz das Gas zurücknehmen, ohne die Kupplung zu ziehen, dabei schalten, sofort Gas wieder voll auf.
Bei allen drei Varianten sollte man schon kurz vor dem Gangwechsel den Schalthebel mit leichtem Druck nach oben ziehen. Nummer eins ist die klassische Methode. Nicht besonders schnell, dafür materialschonend. Die zweite Variante ist die brutale. Die letzte Möglichkeit halte ich für die schnellste. Bei einem schlechten Schaltvorgang können 0,1 bis 0,2 Sekunden verschenkt werden, was sich bei mehreren Schaltvorgängen logischerweise addiert. Lang übersetzte Motorräder mit viel Leistung haben daher Vorteile. Eine Kawasaki ZX-10R, bei der der erste Gang bis 150 km/h, der zweite bis 185 km/h reicht, benötigt nur zwei Schaltvorgänge bis 200 km/h. Bei kürzer übersetzten Maschinen muss man dagegen häufiger schalten.
Schaltpunkt
Bei den meisten Motorrädern wird erst kurz vor dem Drehzahlbegrenzer geschaltet. Der Fahrer muss also wissen, wann der Motor ans Limit kommt. Bitte nicht im Stand ermitteln, sondern unter Last in einem
etwas höheren Gang. Der Begrenzer setzt in der Regel erst im roten
Bereich des Drehzahlmessers ein. Kniffelig wird es bei Motorrädern, die erstens keinen Drehzahlmesser besitzen und zweitens keinen Drehzahlbegrenzer, wie einige Einzylindermaschinen. Singles sind ohnehin schwer zu beherrschen. Das maximale Drehmoment liegt meist schon im mittleren Drehzahlbereich an. Daher kann ein früheres Hochschalten zu besseren Werten führen als extremes Ausdrehen der Gänge.
Sitzposition
Grundsätzlich sollte der Fahrer so viel Gewicht wie möglich nach
vorne verlagern, um das Steigen des Vorderrads zu unterbinden. Das gilt nicht nur für leistungsstarke Motorräder, sondern gerade auch bei kurz übersetzten und solchen mit hohem Schwerpunkt wie die KTM 660 SMC.
Aerodynamik
Unter 120 km/h ist bei leistungsstarken Motorrädern eine maximale Beschleunigung eher durch die am Hinterrad übertragbare Zugkraft begrenzt. Darüber gewinnen die Fahrwiderstände, das heißt Roll- und Luftwiderstand, die Oberhand. Dann können insbesondere bei Naked
Bikes etliche Zehntelsekunden durch sauberes Zusammenfalten gutgemacht werden.
Die MOTORRAD-Werte werden auf abgesperrtem Gelände unter optima-
len Bedingungen und ohne Rück-
sicht auf das Material ermittelt. In freier Wildbahn spielen die letzten Zehntel dagegen kaum eine Rolle. Ob eine Kawasaki ZX-10R in 7,2
Sekunden oder 8,9 Sekunden auf 200 km/h beschleunigt wird, fühlt sich ähnlich brutal an: In beiden
Fällen geht es mächtig vorwärts. Also ab auf die nächste Autobahnauffahrt und Gaaaaaas!!!
Seit der Zeit von Sir Isaac Newton, also dem 17. Jahrhundert, wissen wir: Der Apfel fällt meist nicht weit vom Stamm, in jedem Fall fällt er nach unten. Aus dem Gesetz der Schwerkraft lässt sich die Beschleunigung ableiten.
Wer im Physikunterricht ein bisschen aufgepasst hat, hat irgendwo im Hinterkopf: Die Beschleunigung ist als
Änderung der Geschwindigkeit in einem bestimmten Zeitraum definiert, a = Dv/Dt. Sprintet ein Motorrad also in drei Sekunden auf 100 km/h (entspricht 27,77 m/s), kommt man nach etwas Rechenarbeit auf eine mittlere Beschleunigung von 8,33 m/s2.
Das Gesetz der Schwerkraft
Damit ist allerdings noch nicht erklärt,
warum ein Gegenstand sich beschleunigt bewegt. Auch diese Frage wurde in einer anderen Physikstunde beantwortet als
es um eine Grundgleichung der Mechanik ging, die sich Herr Newton 1666 während der mittäglichen Meditation in seinem Garten beim Anblick eines vom Baum fallenden Apfels ausgedacht haben soll: Kraft = Masse x Beschleunigung (F = m x a). Diese Entdeckungsstory stimmt wohl nicht, wohl aber die Formel, mit der Isaac Newton
die moderne Physik begründet hat. Wenn man das Gesetz der Schwerkraft um-
stellt, erhält man a = F/m. Was lernen wir daraus? Ohne Krafteinwirkung keine Beschleunigung. Und bei weiterer Betrachtung wird schnell klar: Wer eine hohe Beschleunigung erzielen will, sollte die Masse möglichst gering halten. Was jeder Fahrer einer schweren S-Klasse kennt, der auf den ersten Metern nach dem Ampelstart Schwierigkeiten hat, einen Smart in die Schranken zu verweisen.
Die Zugkraft
Beim Motorrad liefert der Motor das nötige Drehmoment. Das ist aber leider nicht konstant, sondern leitet sich aus dem Drehmomentverlauf ab. Je nach Motor steht das maximale Drehmoment folglich nur in einem mehr oder weniger schmalen Drehzahlbereich zur Verfügung. Man braucht zwangsläufig ein Getriebe, um den ganzen Geschwindigkeitsbereich abzudecken. Die einzelnen Gänge vergrößern das Dreh-
moment, im ersten Gang steht die größte Antriebskraft zur Verfügung. Multipliziert man das von der Kurbelwelle abgelieferte Drehmoment mit den Übersetzungsverhältnissen von Primärtrieb, Getriebe und Sekundärtrieb und multipliziert das Ergebnis schließlich mit dem Radius des Hin-
terrads, ergibt das in jedem Gang in
Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eine eigene Kennlinie. Das so genannte Zugkraft Diagramm bildet diese Kennlinien ab und liefert ein sehr gutes Bild über die
bei der jeweiligen Geschwindigkeit zur Ver-
fügung stehende Antriebskraft.
Grenzen der Physik
Nehmen wir an, wir hätten grenzenlos
Power zur Verfügung, könnte ein Motor-
rad dann unendlich schnell starten? Nein, denn die Kraft muss ja auch irgendwie übertragen werden. Wenn das Motorrad von einem Gummiseil katapultiert würde, gäbe es mit der Übertragung kein Problem. In der Praxis muss das Zweirad indes
die gesamte Antriebskraft an der winzigen Kontaktfläche des hinteren Reifens auf
den Boden bringen. Und das gelingt eben nur bis zur Haftungsgrenze des Reifens. Vereinfacht gesagt setzt die Physik hier
bei einem Haftreibungskoeffizienten von
µ = 1 die Grenze. Die übertragbare Antriebskraft könnte demnach maximal so hoch wie die senkrecht wirkende Normalkraft sein. Gehen wir davon aus, dass das gesamte Gewicht auf dem Hinterrad lastet und das ist beim Beschleunigen eines Motorrads oft der Fall , kann maximal die Gewichtskraft übertragen werden. Woraus sich nach der Formel a = F/m eine
Beschleunigung von 9,81 m/s2, also exakt
die Erdbeschleunigung g, ergibt. Denn für F muss die Gewichtskraft G eingesetzt werden, die sich aus m x g berechnet.
In der Realität geht es trotzdem noch etwas schneller. Und zwar deswegen, weil es sich an der Kontaktfläche des Reifens nicht um eine einfache Haftreibung handelt, sondern weil dort auch Verzahnungseffekte sowie chemische Aspekte eine
Rolle spielen. Demnach schafft ein Top-Fuel-Dragster mit riesigen Klebe-Reifen eine Beschleunigung von mehreren g, ein normales Motorrad allerdings muss sich mit kaum mehr als einem g »begnügen«.
Das Wheelie-Problem
Der Unterschied zwischen Dragster und Straßenmaschine liegt aber nicht nur im Reifen. Dragster ducken sich aus gutem Grund möglichst flach auf die Straße, und haben Radstände von mehreren Metern und Wheeliebars: Die Massenkräfte, die im Schwerpunkt des Gebildes aus Mensch und Maschine angreifen, bilden einen
Hebelarm um den hinteren Radaufstandspunkt, der das Motorrad drehen will.
Beim Dragster reichen wegen des tiefen Schwerpunkts und der Momentabstützung deshalb Tausende von PS nicht, um das Vorderrad zu entlasten. Bei dem hohen Schwerpunkt einer Enduro genügen dagegen ein paar Dutzend PS für ein Wheelie. Wer schon einmal mit einem Kindercrosser gefahren ist, weiß, dass man sich bereits mit vier PS nach hinten überschlagen kann. Einfach deswegen, weil der Schwerpunkt mit einem erwachsenen Fahrer fast über dem Hinterrad liegt.
Die Fahrwiderstände
Die Formel F = m x a spiegelt nur einen Teil der komplizierten Dynamik eines fahrenden Motorrads wider. Neben der Antriebskraft wirken weitere Kräfte, etwa der Roll- sowie der Luftwiderstand. Da der Luftwiderstand quadratisch anwächst, nimmt die Beschleunigung oberhalb 100 km/h mehr oder weniger rasant ab. Eine KTM 660 SMC muss bei etwa 180 km/h kapi-
tulieren, dann halten sich Antriebskraft und Fahrwiderstände die Waage. Das bedeutet, die Beschleunigung ist bei 180 km/h null, während bei einer ZX-10R dann noch ein hübscher Zugkraftüberschuss verbleibt, um die Maschine voranzutreiben.
Actio = reactio
Das Motorrad beschleunigt nicht nur sich, sondern als Reaktion beeinflusst die Antriebskraft die Erdbewegung. Auch das formulierte bereits Newton in seinem dritten Axiom. Gottlob ist die Masse der Erde derart groß, dass es ihr ziemlich egal ist, ob irgendwo auf der Welt eine Turbo-Hayabusa versucht, sie aus der Bahn zu werfen.
