Erfindung und Funktionsweise des Wankelmotors
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.
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