Wankelmotor: Wie funktioniert er und welche Vorteile hat er?
Ein Wankelmotor, manchmal auch Wankelmotor genannt, ist eine Art Verbrennungsmotor mit einem Kreiskolben, der Druck in eine Drehbewegung umwandelt. Dieser Motortyp bringt viele Vorteile mit sich.
Anders als bei einem klassischen Verbrennungsmotor drehen sich beim Wankelmotor alle Teile in eine Richtung.
Inhaltsverzeichnis
Wie funktioniert ein Wankelmotor?
Zwischen dem oval geformten Innengehäuse und dem rotierenden Kolben, der eine dreieckige Form hat, findet der Viertaktzyklus (Ansaugen, Verdichten, Verbrennen, Ausstoßen) statt.
Dieser Motor wurde von dem deutschen Ingenieur Felix Wankel konstruiert, der 1929 ein Patent für diesen Motor erhielt. Wankelmotoren sind nur Benzinmotoren. Dieselmotoren dieses Typs wurden nur unter Laborbedingungen getestet.
Pferdestärken: Was ist das und warum ist es wichtig?
Die Leistungsabgabe des Wankelmotors beträgt 1 Pferdestärke pro 0,45 kg seines Gewichts. Mit anderen Worten, wenn der Motor 100 kg wiegt, würde die Leistung etwa 222 PS betragen. Diese Zahlen sind ziemlich beeindruckend.
Die Geschichte des Wankelmotors auf den Punkt gebracht
1951 begann die Firma NSU Motorenwerke AG in Deutschland mit der Entwicklung dieses Motors, während zwei Modelle gebaut wurden. Der erste Motor stammt von Felix Wankel, der zweite von Hanns Dieter Paschke.
Der moderne Wankelmotor basierte auf einem Motor von Hanns Dieter Paschke, daher sollte dieser Motor nicht als Wankelmotor, sondern als Paschke-Motor bezeichnet werden.
Der Motor von Hanns Dieter Paschke:
1960 unterzeichneten die deutsche Firma NSU und die amerikanische Firma Curtiss-Wright eine gemeinsame Vereinbarung. NSU konzentrierte sich auf die Entwicklung von Wankelmotoren mit niedriger und mittlerer Leistung, und Curtiss-Wright entwickelte Hochleistungsmotoren, einschließlich Flugzeugmotoren.
Viele Hersteller unterzeichneten Lizenzverträge zur Entwicklung des Wankelmotors, hauptsächlich aufgrund seiner Laufruhe, seines leisen Betriebs, seines einfachen Designs und seiner hohen Leistung. Darunter waren Alfa Romeo, American Motors, Ford, Citroen, General Motors, Mazda, Mercedes-Benz, Nissan, Porsche, Rolls-Royce, Suzuki und Toyota.
Curtiss-Wright verbesserte das grundlegende Design dieses Motors in den Vereinigten Staaten. Im Gegensatz dazu wurde im Vereinigten Königreich eine Zweitakt-Dieselversion des Wankelmotors entwickelt, und Deere & Das Unternehmen hat eine Version entwickelt, die verschiedene Kraftstoffe verwenden kann.
Bau von Wankelmotoren
Beim Wankelmotor finden vier Zyklen des Verbrennungsprozesses im Raum zwischen dem Rotor und der Innenseite der Motorabdeckung statt. An den Stellen, wo der rotierende Kolben auf die Innenschale des Motordeckels trifft, sorgt eine Dichtung dafür, dass zwischen Rotor und Schale drei isolierte Räume entstehen.
Wenn sich der Kolben dreht, bewegen sich diese Räume in Drehrichtung und vergrößern und verkleinern ihr Volumen. Ein ovales Gehäuse umgibt jeden Rotor des Wankelmotors. Der Rotor hat die Form eines Dreiecks mit abgerundeten Kanten in Form eines Bogens.
Motorkolben: Wie funktionieren sie?
Die Kolben drehen sich um die Welle, die als Exzenterwelle oder E-Welle bezeichnet wird, und gehen durch die Mitte des Rotors. Für die Kreisbewegung des Kolbens sorgt ein großes Zahnrad mit Innenverzahnung im Zentrum des Rotors.
Ein kleines Zahnrad, das in das Rotorzahnrad eingreift, ist starr an der Welle befestigt. Durch einen Kanal wird ein Benzin-Luft-Gemisch angesaugt und nach Verdichtung durch einen Funken einer Zündkerze gezündet. Nach dem Ausbau und der Arbeit werden die Rauchgase in das Abgasrohr abgeführt. Das Innere des Kolbens wird durch Öl gekühlt, und das Gehäuse und die Motorabdeckung werden durch Wasser gekühlt.
In allen drei Kammern findet sequentiell ein Viertakt-Verbrennungszyklus statt, nämlich:
Luft- und Kraftstoffeinlass
Verdichtung und Zündung
Expansion und Auslass
Drei Umdrehungen der Exzenterwelle entsprechen einer Umdrehung des Rotors. Die Umdrehungen sind als Umdrehungen der Welle angegeben. Wankelmotoren haben daher eine höhere Maximaldrehzahl (ca. 9000 U/min) als Kolbenmotoren ähnlicher Leistung.
Motorkompressionstest: Was sagt er über den Motor aus?
Da der Wankelmotor ein völlig anderes Konzept als der klassische Kolben-Verbrennungsmotor nutzt, ist ein direkter Vergleich nicht möglich. Durchflussrate, Wärmeverlust und Oberflächentemperatureigenschaften sind unterschiedlich.
Vorteile des Wankelmotors
Viel höheres Leistungsgewicht als ein Kolbenmotor
Kompaktheit (ca. ein Drittel der Größe eines Kolbenmotors)
Keine Umtauschteile
Er kann höhere Umdrehungen pro Minute erreichen als ein Kolbenmotor
It erzeugt fast keine Vibrationen
Der Motor enthält weniger Teile, daher ist seine Herstellung billiger
Bei einigen Wankelmotoren bleibt das Motoröl durch den Verbrennungsprozess unverschmutzt
Der Wankelmotor ist viel leichter und einfacher, weil er weniger bewegliche Teile enthält
Die Arbeit der Ventile wird mit einfachen Kabeln ausgeführteingelassen in die Wand des Rotorblocks
Der Wankelmotor hat die oben erwähnten Vorteile, die seine Verwendung in Automobilen, Motorrädern, Rennwagen, Flugzeugen, Go-Karts, Schneemobilen und dergleichen ermöglicht haben.
Lebensdauer des Wankelmotors
Wankelrotorgehäuse werden ständig auf einer Seite erhitzt und auf der anderen gekühlt, was zu hohen lokalen Temperaturen und ungleichmäßiger Wärmeausdehnung führt. Obwohl dies hohe Anforderungen an die verwendeten Materialien stellt, ermöglicht die Einfachheit der Motoren den Einsatz alternativer Materialien wie exotischer Legierungen und Keramiken.
Frühe Motoren hatten ein hohes Auftreten von Leckagen zwischen dem Rotor und der Innenschale des Motorgehäuses. Diese Motoren mussten oft nach 30.000 Kilometern neu abgedichtet werden. Die heutigen Wankelmotoren von Mazda müssen nach 80.000 bis 140.000 Kilometern neu abgedichtet werden.
Hatte der Besitzer den Motor nach einer gewissen Laufleistung nicht neu abgedichtet, folgte ein Kompressionsverlust, der sich durch schwierige Kaltstarts äußerte. Schließlich ließ sich der Motor überhaupt nicht mehr starten.
Mazdas begann den Wankelmotor bereits 1957 einzusetzen, also bereits vor 50 Jahren, doch mit dem Produktionsende des Mazda RX-8 im Jahr 2012 hatte der Wankelmotor in der Serienproduktion seine letzte Stunde – also bis kürzlich, als Mazda die Rückkehr des Wankelmotors ankündigte.