Wankelmotor
Artikel wird im Laufe der Zeit berarbeitet. (D. Pahl Stand März 2009)
Inhaltsverzeichnis
Allgemein
Der Wankelmotor spaltet die Meinung der Experten. Die Einen sagen, dass er unwirtschaftlich ist und keine Zukunft hat und die Anderen beweisen, dass es auch anders geht. Zu dieser Fraktion gehört Mazda, die seit Anfang der 70er Jahren den Wankelmotor bauen und weiterentwickelt haben. Vor ca 3 1/2 Jahren wurde der RX-8 vorgestellt, welcher einen Zwei-Scheiben Wankelmotor mit 2*654cm³ und mit einer Leistung von 192 bis 231 PS besitzt. Im Vergleich zum Vorgänger, dem RX-7, konnte der Verbrauch um 40%, der Schmierstoffbedarf um 50% und die Abgasemissionen auf ein Minimum reduziert werden. Aus der ehemaligen "Dreckschleuder" ist ein "Saubermann" geworden, welcher sogar die Eu-Abgasnorm 4 erfüllt.
Die Idee zu diesem Motor hatte Felix Wankel. Schon in den 20er Jahren wollte er einen Motor bauen, welcher sich in der Art der Kraftgewinnung von den Hubkolbenmotoren unterscheidet. Er schrieb in sein Tagebuch, dass er nicht den Dampf- oder Wasserstrahl durch einen Strahl entzündeten Gases ersetzen will, sondern er wollte denselben Gaskraftvorgang, der sich in der hin- und hergehenden Kolbenzylindermaschine auswirkt, in der Drehung abspielen lassen. Ansaugen, Verdichten, Entzünden und Auspuffen soll in der seitherigen Form geschehen, da er sie für die Entzündungs-Kraft-Eigenschafen des Benzins usw. am entsprechendsten hält. Nur die mechanische Gestaltung und Bewältigung dieser »Gasbearbeitung« mit voll umdrehenden Kolben statt mit umkehrenden ist seine Aufgabe.
Rund 30 Jahre später war der erste Motor lauffähig, welcher bei 125cm³ ganze 26 PS bei beeindruckenden 17.000 U/min leistet. Kurzzeitig waren es sogar über 22.000 U/min.
Der Wankelmotor arbeitet genauso wie die Hubkolbenmotoren nach dem 4-Taktprinzip, wobei, im Gegensatz zum Hubkolbenmotor, der Wankelmotor anstelle der Hubkolben dreiecksförmige Kolben/Scheiben hat, die in einem ovalen, in der Mitte leicht eingeschnürten Gehäuse rotieren.Beim Umlauf des Kolbens bilden dessen drei Kanten mit der Gehäusewand drei Kammern mit variablem Volumen, in denen jeweils während einer Kolbendrehung ein vollständiger Viertakt-Ottoprozess mit Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen abläuft. Es spielen sich somit in den drei Kammern immer drei von vier Arbeitstakten gleichzeitig ab und nach jeder vollen Kolbendrehung hat der Motor dreimal den kompletten Viertakt-Ottoprozess durchlaufen. Dies kann man gut auf der folgenden Seite erkennen.
http://www.der-wankelmotor.de/Wankelmotor/wankelmotor.html
Neben der hohen Laufruhe durch den gleichmäßigen Drehmomentverlauf liegt ein weiterer Vorteil in der geringen Teileanzahl und im geringen Raumbedarf. Von Nachteil sind die schwere Realisierung eines Dieselmotors, der hohe Fertigungsaufwand sowie Kraftstoff- und Ölverbrauch, wobei dieser schon gewaltig gesenkt werden konnte. Bis zum RX-8 waren die Emissionen des Wankelmotors auch extrem hoch, was aber dann auch beseitigt wurde.
Funktionsweise des Motors
Die Arbeitsweise des Kreiskolbenmotors (Wankelmotors) entspricht der des Viertaktmotors. Bewegt sich der Kolben (Läufer) am "Einlassschlitz" vorbei, wird durch eine Volumenzunahme des Arbeitsraumes eine entsprechende Luft-Kraftstoffmenge angesaugt. Durch das Weiterbewegen des Läufers wird das Gemisch zusammengedrückt und somit komprimiert. Beim Verdichten entsteht Wärme, die das Gemisch bereits frühzeitig erwärmt. Hat das Luft-Kraftstoffgemisch seine höchste Dichte erreicht wird es durch eine Zündkerze entzündet. Die bei der Verbrennung freiwerdende Wärme führt zu einer Druckzunahme, wodurch am Kreiskolben nutzbare Arbeit verrichtet wird. Bei dieser Drehung des Arbeitsraumes vergrößert sich das Brennraumvolumen wieder. Man spricht dabei vom Arbeitstakt.
Animation zum Arbeitsablauf
Bei diesem Vorgang gibt es wesentliche Unterschiede zum Hubkolbenmotor. Die freiwerdende Energie, welche durch den Arbeitstakt entsteht, wird direkt in eine Kreisbewegung weitergegeben. Beim gewöhnlichen Hubkolbenmotor muss die Hubbewegung allerdings zunächst umgewandelt werden. Hat der Kolben nun den "Auslassschlitz" erreicht, werden die Abgase durch diesen herausgedrückt.
Fragen
- Worin liegt der wesentliche Unterschied im Vergleich zum Otto-Motor?
- Was wurde in der letzten Entwicklungsstufe am Wankel-Motor grundsätzlich verbessert?
