Mit dem F 400 Carving stellte Mercedes-Benz im Jahr 2001 auf der Tokyo Motor Show einen Forschungs-Roadster mit spektakulärer Kurvendynamik vor. Das Ziel: Erprobung neuartiger Fahrdynamik-Systeme. Für den Antrieb sorgte ein 4-Takt Ottomotor mit 6 Zylindern und 3.2 Liter Hubraum sowie 218 PS auf der Hinterachse, geschaltet wurde mittels elektrohydraulisch gesteuerten 5-Gang Schaltgetriebe.

Weiterentwicklung aus dem F 300 Life Jet
Bereits mit dem Forschungsfahrzeug F 300 Life Jet wurden umfangreiche Erkenntnisse für die aktive Sturzverstellung der Räder eines Fahrzeugs gesammelt. Die Ingenieure dehnen die Forschungen konsequent auf ein vierrädriges Fahrzeug aus und präsentieren im Jahr 2001 den F 400 Carving. Seine Systeme steigern besonders die Fahrsicherheit, die Fahrdynamik und den Fahrspaß. Auffälligstes Merkmal des F 400 Carving, der seinen Beinamen von den sportlichen „Carvern“ auf der Skipiste erhielt: In der Kurve neigen sich die äußeren Räder um bis zu 20 Grad, was die Fahrstabilätit deutlich erhöhte und die Schleudergefahr verringerte. Dazu wird Elektronik mit Mechanik verknüpft. Sensoren messen dazu Geschwindigkeit, Beschleunigung sowie Lenkeinschlag sowie das Gierverhalten des Fahrzeuges und geben dazu Steuersignale an die hydraulischen Stellzylinder der kurvenäußeren Rädern, die in eine genau definierte Niegung gebracht wurden. Die Reifen an der Kurveninnenseite bleiben – ebeneso wie die Karosserie – in Normalposition.

Aktive Sturzverstellung bis zu 30 Grad
Beim F 400 Carving sind die Seitenführungskräfte aufgrund der aktiven Sturzverstellung bis zu 30 Prozent höher im Vergleich zu heutigen Pkw-Fahrwerken. Die Längskräfte erhöhen sich um bis zu 15 Prozent. Aufgrund der hohen Seitenkräfte an den kurvenäußeren Rädern ist die Querbeschleunigung bis zu 28 Prozent größer
als bei Sportwagen mit konventioneller Fahrwerkstechnik. Diese Technik bedeutet nicht nur eine höhere Kurvendynamik und sportliche Agilität, sie verbessert
auch die Fahrsicherheit, vor allem in Notsituationen wie einem zu schnellen Fahren in den Kurven oder bei plötzlichen Ausweichmanövern.

Bei Schleudergefahr durch Unter- oder Übersteuern bringt das System mithilfe eines leistungsfähigen Hydrauliksystems kurzzeitig eines oder mehrere Räder in eine genau berechnete Schrägneigung, erhöht dadurch die Seitenführungskräfte und stabilisiert das Fahrzeug. Bei Notbremsungen lassen sich blitzschnell alle vier Räder stürzen, sodass nur die Innenseiten der Räder mit ihrer reibwertoptimierten Laufflächenmischung Fahrbahnkontakt haben. So verkürzt sich der Bremsweg aus 100 km/h um gut fünf Meter. Bei Aquaplaning-Gefahr kann das System die Aufstandsfläche der Reifen gezielt verändern.

Spezielle Reifentechnik
Am Erfolg des F 400 Carving haben die Reifen einen maßgeblichen Anteil. Sie werden eigens dafür entwickelt und vereinen die Vorteile eines Autoreifens mit denen eines Motorradreifens. An ihrer Innenseite haben sie eine abgerundete Lauffläche für optimales Kurvenverhalten, die zudem einen besonders hohen Reibwert hat. Werden die Räder dazu geneigt, ist die Kraftübertragung besonders hoch. Die Außenschulter des Reifens zeigt dabei ein bewährtes Pkw-Profil mit guten Geradeauslauf-Eigenschaften. Der Reifen ist auf einer besonderen Felge montiert, die gewährleistet, dass der Forschungswagen bei Geradeausfahrt nur auf dem nicht gekrümmten Laufstreifenanteil rollt. In Kurven steht dank des kleineren Innendurchmessers eine möglichst große Aufstandsfläche zur Verfügung.

Drive-by-Wire-Technik im F 400 Carving
Drive-by-Wire-Technik war ein weiteres Entwicklungsziel des F 400 Carving. Mechanische Verbindungselemente wie die Lenksäule oder das Gestänge zwischen Bremspedal und Bremskraftverstärker gibt es nicht. An ihre Stelle treten Kabel, die Lenk- und Bremsbefehle des Fahrers ausschließlich elektronisch übertragen. Damit sind weitere Sicherheitsmerkmale möglich: In Gefahrensituationen reduziert ein automatischer Lenkeingriff die Schleudergefahr. Den Bremsdruck berechnet und dosiert die Elektronik für jedes Rad situationsgerecht für hohe Bremssicherheit in Kurven. Neben dem Standard-Bordnetz ist der F 400 Carving mit zwei 42-Volt-Systemen ausgestattet, die vor allem für die elektronische Lenkung zuständig sind.

Die Bremsscheiben des F 400 Carving bestehen aus kohlefaserverstärkter Keramik, einem Hightechmaterial, das extremen Temperaturen von 1.400 bis 1.600 Grad Celsius standhält und optimale Verzögerung ermöglicht. Der F 400 Carving hat eine neuartige Active Body Control [ABC], die mit einer aktiven Hydropneumatik gekoppelt ist, die sowohl die Federung als auch die Dämpfung des Fahrzeugs beeinflusst. Das Ergebnis ist wiederum eine höhere Fahrsicherheit, aber auch ein noch besserer Fahrkomfort. Das Scheinwerfersystem war gleichfalls eine Neuentwicklung. Lichtquelle und eigentlicher Scheinwerfer sind getrennt – Glasfasern übertragen das gebündelte Licht der Xenon-Lampen verlustfrei an die Austrittspunkte, wo spezielle Optiken die Lichtverteilung auf die Fahrbahn übernehmen. Dieser Vorteil kommt vor allem dem Frontdesign des Sportwagens zugute, denn die Scheinwerfer beanspruchen nur sehr wenig Platz. In Kurven schalten sich je nach Lenkeinschlag der Räder zusätzlich seitlich platzierte Scheinwerfer ein, die auch die Aufgaben von Nebelscheinwerfern übernehmen. Für die Blinker werden Hochleistungsleuchtdioden verwendet, deren Licht mit Prismenstäben verteilt wird.

Auch Werkstoffe wurden im F 400 Carving Forschungsfahrzeug untersucht. Die Karosserie besteht aus kohlefaserverstärktem Kunststoff [CFK] und wiegt etwas mehr als 100 Kilogramm. Das Chassis in Spaceframe-Bauweise ist aus Stahl, Aluminium und gleichfalls CFK gefertigt.

Bilder/Quelle: Daimler AG