Felix Wankel und der rotierende Kolben Als Fahrer eines Mazda hast Du heute die einzigartige Möglichkeit, eine der grossen Entwicklungen in der Motorentechnologie des 20. Jahrhunderts zu bewegen – ein Fahrzeug, angetrieben von einem Motor mit rotierenden Kolben. Dieser Motor, in Deutschland meist unter dem Namen Wankelmotor bekannt, wurde von dem Erfinder Felix Wankel in den 50er Jahren des vergangenen Jahrhunderts in Zusammenarbeit mit dem Motorrad- und Automobilhersteller NSU (aufgegangen im Volkswagen-Konzern) zur Serienreife entwickelt.

Abgeschreckt durch die schüttelnden Hubkolbenmaschinen der 20er Jahre, war es die treibende Idee Wankels, einen Antriebsmotor zu schaffen, der einen nahezu perfekten Schwingungsausgleich im Gegensatz zum Hubkolbenmotor erreicht. Basierend auf eigentlich schon jahrhundertealten Überlegungen und Erfahrungen aus der Pumpen- und Verdichtertechnologie befasst er sich mit verschiedenen Bauformen, aus denen er die Geometrie seines Drehkolbenmotors entwickelt. Im Unterschied zum Kompressor ist bei einem Einsatz als Verbrennungskraftmaschine jedoch noch das Thema der Abdichtung der Brennräume zu lösen. Hierzu geht Felix Wankel den Weg über die Optimierung von Drehschiebersteuerungen, deren Abdichtung er systematisch untersucht und zu einer Lösung gelangt. Damit legt er den Grundstein für die Realisierung des Wankelmotors.

Der erste von Wankel entwickelte, lauffähige Drehkolbenmotor hatte einen rotierenden Innenläufer zur Gaswechselsteuerung und ein ebenfalls rotierendes Aussengehäuse um eine gemeinsame Achse. Wohl aus Gründen der vermeintlich einfacheren Fertigung veränderte der NSU Ingenieur Paschke diese Konstruktion so, dass das Aussengehäuse starr war und der Rotor im Inneren des Motors zusätzlich auf einem Exzenter gelagert werden musste. Diese Bauform des nun Kreiskolbenmotor genannten Antriebsaggregats wurde nun in einigen Serienfahrzeugen von NSU eingesetzt – allerdings nicht ohne gewisse Kinderkrankheiten zu zeigen. Als Problemstellen am Wankelmotor galten nach wie vor die Themen der Materialwahl von Dichtungen und Brennräumen, dies ist erst einige Zeit nach Serienanlauf zufrieden stellend gelöst worden. Als Vorteile der Maschine gelten der Massenausgleich und damit schwingungsarmer Lauf, die geringe Anzahl von Bauteilen (z.B. kein Ventiltrieb zum Gaswechsel), die kompakte Bauform und der gute Drehmomentverlauf.

Die Technologie des Wankelmotors wurde durch sehr viele Lizenznehmer erworben – fast alle grösseren Fahrzeughersteller haben sich mit der Maschine befasst – die meisten haben allerdings grösstenteils nur Versuchs- und Experimentalfahrzeuge (z.B. Mercedes C111) aufgebaut. In der Serienproduktion wurde die Maschine in wenigen Motorrädern (z.B. Hercules, Norton und VanVeen) und Automobilen (z.B. NSU, Citroen und Mazda) eingesetzt und in anderen Bereichen genutzt (z.B. Sportflugzeuge, Schneemobile, Stationärmaschinen).

Einer der ersten Lizenznehmer für den Wankelmotor war 1961 das japanische Unternehmen Toyo Kogyo (Mazda) und ist heute der letzte Fahrzeughersteller, der dieses Antriebsprinzip nutzt, die Maschinen weiter entwickelt und in Serienfahrzeugen (und damit in grossen Stückzahlen) einsetzt. Ein bemerkenswerter Erfolg gelang Mazda mit dem erfolgreichen Einsatz des von Mazda Speed aufgebauten Rennwagens Typ 787B mit einem Vier-Scheiben-Wankelmotor bei dem 24 Stunden Rennen in Le Mans im Jahr 1991. Das Fahrzeug gewann mit 2 Runden Vorsprung vor einer Phalanx von drei Jaguar, leider wurde im folgenden Jahr das Reglement geändert und damit der Start von Fahrzeugen mit Kreiskolbenmotor unterbunden.

Mazda hat den Wankelmotor in einer ganzen Reihe von Modellen eingebaut (nicht nur Sportwagen, sondern auch in Limousinen und Pick-Up´s) und diesen permanent weiterentwickelt, damit er den aktuellen Anforderungen an Emissionsgrenzen und den Erwartungen an Verbrauchswerte gerecht wird. So ist die aktuelle Ausbaustufe im Sportwagen RX-8 zu finden – zu hoffen bleibt, dass die Entwicklung dieses interessanten Motorenkonzeptes weitergeführt wird.

Erfindern wie Felix Wankel und ihrer Hartnäckigkeit ist es zu verdanken, dass aus den alten Überlegungen zum Verdichterprinzip ein Antriebsaggregat mit vielen interessanten Eigenschaften werden konnte – Unternehmen wie Mazda, dass Du den Wankelmotor heute noch erleben kannst.

Die Zentralverriegelung ist ein Komfortextra, welches das Schließen aller Türen und des Kofferraums (manchmal sogar des Tankdeckels) von einem Schloss – meist dem Fahrertürschloss – aus ermöglicht. Bei nahezu allen Neuwagen in Deutschland ist eine funk-fernbedienbare Zentralverriegelung schon meist serienmäßig dabei. Hier hat man die Möglichkeit über eine Schlüssel-Fernbedienungskombination per Druckknopf aus einiger Entfernung das Auto zu öffnen oder zu verriegeln.

Bei den Funkfernbedienungen gibt es zwei Übertragungswege. Entweder per Funk oder durch Infrarot, wobei diese Methode eigentlich nicht mehr gebräuchlich ist.
Bei der Übertragung durch Funk wird eine ausgeklügelte Verschlüsselungstechnik verwendet, welche das Signal verschlüsselt und somit fast unabgreifbar macht und es Dieben somit fast unmöglich ist das Signal abzufangen, zu kopieren und evtl auf einen Anderen Sender zu übertragen um dann das Auto ebf. öffnen zu können.

Opel hatte sogar einmal die Funktion, dass man +ber die Funkfernbedienung das Cabrioverdeck öffnen oder schliessen konnte. Somit war man der Held am Boulevard im Café.
Mittlerweile gipfelt der Funkfernbedienungsschlüsselwahn in Keyless go. Aber hierzu lest bitte den Bericht Keyless Go im Lexikon.

Der Begriff Kotflügel stammt noch aus der Zeit als das Automobil noch reine Phantasie war. Das Wort Kotflügel stammt von einem Bauteil an Pferdekutschen ab. Als es noch keine Strassen gab und auch noch keine Strassenreinigung, haben die Pferde und anderes Getier überall dort wo sie gerade gingen oder standen ihre Notdurft verrichtet. Somit auch sehr häufig auf den Wegen, auf denen Kutschen fuhren. Nun jeder kennt doch das Phänomen, wenn man mit dem Mountainbike im Regen fährt und keine Schutzbleche hat. Naja es spritzt einem das ganze Wasser ins Gesicht weil es durch die Rotation des Rades nach oben geschleudert wird. Und genau das war der Grund des Anbringens von Kotflügeln an Kutschen. Sie sollten das Hochschleudern des auf der Strasse befindlichen Kotes verhindern. Flügel deshalb, da sie meist ein wichtiges Stil- und Gestaltungsmerkmal waren und oftmals geschwungen wie ein Flügel waren. Im frühen Automobilbau hat man sich oft noch am Design der alten Pferdekutschen orientiert und somit hat der Begriff Kotflügel auch im Automobilbau bis heute Einzug gefunden.

PS – Pferdestärke allgemein:

Die Pferdestärke ist jedem Autolaien bekannt. Sagt sie in einer Zahl etwas über die Leistungsfähigkeit eines Motors aus.Und somit hat man schnell einen Vergleich. Der aber etwas hinkt. Das würde aber zu weit führen

Sie ist zwar seit 1977 in Deutschland keine Norm mehr, jedoch hat sich die Angabe PS (Pferdestärke) gerade für Verbrennungsmaschinen und hier wiederum bei Fahrzeugen hartnäckig gehalten.

Ab 01.01.2010 darf EU-weit die Angabe PS und allen weiteren nicht-SI-Einheiten nicht mehr verwendet werden. Das heißt die Frage:”Hey, wieviel PS hat der denn?” erübrigt sich dann, denn die Antwort wird wohl lauten:”Mein Auto hat 75kw!” und das passt sprachlich für einen Autofan einfach ned ganz zam. Der wird immer PS sagen und wenn er dazu einen Taschenrechner braucht(Umrechnung siehe weiter unten).

So nun aber zur Definition von PS:

Ein PS ist definiert als Leistung,die erbracht werden mus, um einen Körper der Masse m = 75 kg entgegen dem Schwerkraftfeld der Erde (9,80665 m/s²) mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s zu bewegen.

Ich übersetze das mal. Man müsste als Mensch einen 75 kg schweren Stein innerhalb von einer Sekunde einen Meter in die Höhe heben. Das schaffen in Bayern vielleicht nur die Steinhebermeister und das auch maximal einmal in der Stunde. Ein Pferd gibt diese Leistung dauerhaft ab. Ein Pferd hat aber je nach Trainingszustand und Rasse eine maximale Leistung von bis zu 20PS. Auch hier ein kleines lustiges Rechenbeispiel:

* Den Stein in einer Sekunde 20 Meter hoch heben. Unmöglich.

* Den Stein in einer Sekunde einen Meter hoch heben, jedoch wiegt er 1,5 Tonnen.

Wir sehen, dass das Pferd ein verdammt starkes Tier ist. Wir sehen aber auch, was unsere Motoren eigentlich im Stande sind zu leisten. Nehmen wir nur mal einen Mittelklassewagen, der 80 PS hat. Naja, das kann sich ja jetzt jeder selbst ausrechnen und schon sind die Dimensionen verschoben. Allgemein hin sagt man ja:”Was der hat nur 80PS” Aber jetzt kann man ja kontern und antworten:”Hey der hebt dir einen Stein von 75kg Gewicht in einer Sekunde 80 Meter hoch!” Kleiner Spaß, aber so ne Antwort verblüfft doch jeden oder

Hier noch die Umrechnung:

Ein PS = 735,49875 Watt

Ein kW = 1,35962162 PS

Beispiel:

100 kW = 135,96 PS

100 PS = 73,54 KW

Geschichtliche Herleitung:

Früher, als James Watt seine Dampfmaschine erfand brauchte er eine vergleichbare Messeinheit um mit den damals üblichen “Maschinen” in Konkurrenz treten zu können. Diese “Maschinen” waren Arbeitspferde. So legte er die Leistungsfähigkeit seiner Dampfmaschine der Leistungsfähigkeit eines durchschnittlichen Arbeitspferdes zugrunde um hier einen Vergleichbarkeit darzustellen. Deswegen auch der Name: Pferdestärke.

Die Alufelgen sind ursprünglich dafür gedacht gewesen die
ungefederten Massen am Rad zu verringern und somit die Fahr-Agilität zu
erhöhen. Da Alu leichter als Stahl aber genauso fest ist und noch dazu
nicht rostet, bot es sich als ideales Material für Räder an. Der
positive Nebeneffekt war auch eine Verbesserung der Optik. Und wie so
oft, gutes setzt sich eben erst richtig durch, wenn es nicht nur gut
ist, sondern auch gut aussieht. Und das ist ja unbestritten.

Somit
hat sich natürlich auch eine Szene in den frühen 70ern entwickelt,
welche sich auf das Tunen von Autos auch in Bezig auf Alufelgen
spezialisiert hat. Waren es anfänglich noch 13 Zoll Felgen mit 5 Zoll
breite, sind es heutzutage bis zu 30 Zoll und 12 Zoll oder noch mehr
Breite. Hier ein Beispiel von extrem großen Alufeglen auf einem extrem
getunten Fahrzeug, dem Hummer H3 von Geiger :

Die Antischlupfregelung (ASR) ist dafür da, beim Anfahren des Autos bei entweder nasser oder rutschiger Fahrbahn das Durchdrehen der Räder zu verhindern. Somit wird die maximale Kraft an der Haftgrenze bereitgestellt und eine optimale Traktion gewährleistet. Dies bedeutet, dass man sich eben nicht mit durchdrehenden Rädern irgendwo, sie es Schnee oder Matsch, festfährt, sondern eben durch die optimale Haftung am ehesten aus so einer Situation herauskommt.

Technisch funktioniert es ähnlich wie das Anti Blockier System (ABS), da auch hier die Sensoren an den Rädern messen udn registrieren, ob die Räder durchdrehen und bei Durchdrehen der Räder die Leistung des Motors so herabgeregelt wird, dass eben nur die maximal mögliche Kraft vorhanden ist, egal wieviel Gas man gibt.

Anti-Blockier-System (ABS)

Das Antiblockiersystem gehört zu den aktiven Sicherheitssystemen im Auto. Wie der Name schon impliziert wird durch den Einsatz dieses Regelsystems das Blockieren der Räder verhindert. Dies geschieht immer am Limit der Haftungsgrenze indem an jedem Rad Sensoren ermitteln, ob sich das Rad dreht oder nicht. Dies wird mehrere Male pro Sekunde geprüft. Stellt der Sensor fest, dass ein oder mehrere Räder blockieren löst er für den Bruchteil einer Sekunde die Bremsbacken von der Bremsscheibe und das blockierte Rad (Räder) dreht sich wieder. Dies geschieht immer und immer wieder. Der Vorteil dieses Systems liegt daran, dass verhindert wird, dass man ja mit blockierten Rädern nicht mehr Lenken kann und somit keine Kontrolle mehr über sein Fahrzeug bei einer Vollbremsung hat. Das heißt durch das Verhindern des Blockierens der Räder bleibt auch bei einer Vollbremsung die Möglichkeit erhalten zu Lenken und den Wagen zu kontrollieren um evtl. einem Hindernis ausweichen zu können.

Der Airbag zählt zu den passiven Sicherheitssystemen. Er ist ein Luftsack, was auch die deutsche Übersetzung für Airbag ist. Die Funktionsweise des Airbag ist wie folgt. Sensoren welche Querbeschleunigung, Längsbeschleunigung und Drehrate messen, sind die in einer Steuerungseinheit für den oder die Airbags untergebracht.´

Sollte es zu einem Unfall kommen treten durch den Aufprall enorme Beschleunigungswerte auf. Meist im negativen Bereich, das heißt extreme Verzögerungswerte. Oder leichter erklärt. So als wenn man in vollem Lauf gegen eine Glasscheibe läuft und dadurch abrupt abgebremst wird. Sobald diese Werte eine vorgegebene Grenze überschreiten geben Sie das Signal zum Auslösen des Airbags. Ausgelöst wird der Airbag durch das Zünden einer Gaskapsel, durch welches das Gas blitzartig in den Luftsack strömt und ihn dadurch in Millisekunden aufbläst. Dadurch fällt der nach vorne schnellende Körper und Kopf des Fahrers und/oder Beifahrers in den gefüllten Luftsack und prallt somit nicht gegen harte Gegenstände wie Lenkrad oder Armaturenbrett.

Wie man sich sicher denken kann ist dadurch das Verletzungsrisiko um ein vielfaches verringert. In Verbindung mit den Gurtstraffern, die den Gurt festziehen und so ebenfalls mehr Sicherheit bieten ist diese System eines der effektivsten Sicherheitssysteme zur Vermeidung schwerer Verletzungen oder sogar des Todes.

Es gibt aber auch einen Nachteil. Mütter die ihre Kinder in rückwärts gerichteten Kindersitzen auf dem Beifahrersitze platzieren MÜSSEN unter allen Umständen sicherstellen, dass der Beifahrerairbag abgeschalten ist. Sollte dies nicht durch den Fahrzeughalter per Schalter selbst durchzuführen sein, so muss man das in der jeweiligen Fachwerkstatt des Automobilherstellers machen lassen. Denn sollte der Airbag bei einem Unfall aufgehen, geschieht das mit einer enormen Kraft und Geschwindigkeit, welche die Rückenlehne des Babysitzes so extrem in Richtung Beifahrersitzlehne schleudern kann, dass das Baby schwere und sogar tödliche Verletzungen hervorrufen kann. Dies in den frühen Jahren des Beifahrerairbag leider öfter passiert.

Also hier nochmal, niemals ein Baby auf dem Beifahrersitz mitnehmen, ohne dass der Beifahrerairbag ausgeschalten wurde. Aber natürlich auch daran denken, dass wenn man dann wieder einen Erwachsenen mitnimmt, man ihn vorwarnt, dass der Airbag evtl. nicht funktioniert.

Das Drehmoment ist per Definition das Ergebnis aus Kraft x Hebelarm. Es wird in Newtonmetern gemessen.

photo credit: paukrusDie Kraft des Motors kommt von den expandierenden Verbrennungsgasen, der Hebelarm sind die Kurbelzapfen an der Kurbelwelle. Das Drehmoment steigt mit zunehmender Drehzahl.

Nun aber zum praktischen Teil, den jeder Autofahrer jeden Tag nachvollziehen kann. Das Drehmoment, also sozusagen die Kraft des Motors macht sich beim Zwischenspurt bemerkbar. Man spricht auch von der Elastizität des Motors. Also wenn Sie mit sagen wir 80 km/h im vierten Gang fahren und plötzlich aufs Gas treten um auf ca. 120 km/h zu beschleunigen, dann spürt man mit diesem Test am ehesten ob der Motor genügend Drehmoment hat. Denn je kürzer die Zeitspanne zwischen diesen beiden Geschwindigkeiten ist, desto mehr Kraft hat der Motor. Natürlich ist auch die Leistung, also die PS, des Motors ein zusätzlicher Faktor bei diesem Test und noch viele andere sekundäre Faktoren, aber im Prinzip ist es das wie oben beschrieben. Wenn der Motor genügend Drehmoment hat ist es auch ein gewisses Sicherheitsmerkmal bei Überholvorgängen, da Sie sich natürlich auch durch ein hohes Drehmoment verkürzen und somit die Zeit auf der Gegenfahrbahn immens verkürzt wird.

Moderne Diesel haben extrem hohe Drehmomentwerte, obwohl deren Leistung nicht ganz so hoch ist. Was ich damit meine ist, dass z.B. ein Mazda 6 2.0 CD (altes Modell) 136 PS und 310 Nm hat, ein mit einem Benzinmotor bestückter Mazda 6 2.0 hingegen hat 141 PS jedoch “nur” 181 Nm Drehmoment.

Der Zwischenspurt von 80km/h auf 120km/h dürfte somit vom Diesel also schneller erledigt werden. Aber vergewissern Sie sich doch selbst bei einer Probefahrt.