Wankelmotor
Ein Wankelmotor ist ein Verbrennungsmotor bei dem keine zylindrischen Kolben in einem Zylinder in axialer Richtung hin- und herbewegt werden.
Stattdessen findet sich die umkehrfreie Bewegung eines so genannten Kreiskolbens, der - auf einer Exzenterwelle angeordnet - in einem Trochoidgehäuse kreist und gleichzeitig um seine eigene Achse rotiert.
Die Kontur des Kreiskolbens besteht aus drei abgeflachten Kreisbögen und sieht aus wie ein "bauchiges" Dreieck. Die Ecken stehen ständig in Kontakt mit dem Trochoidgehäuse und bilden so drei unabhängige Arbeitsräume.
Benannt ist der Wankelmotor nach seinem Erfinder Felix Wankel
Beschreibung des Arbeitsablaufes für einen Arbeitsraum
Der Arbeitsraum läuft am Einlassschlitz vorbei, wobei ein Benzin-Luft Gemisch angesaugt wird, danach verdichtet der mit dem Umlauf kleiner werdende Arbeitsraum das Gemisch und führt es zur Zündkerze. Wenn der Arbeitsraum sein geringstes Volumen hat, wird das Gemisch von der Zündkerze gezündet, und dadurch steigt der Druck. Der Arbeitsraum wird nun mit der weiteren Drehung auf der Auslassseite des Trochoidgehäuses wieder größer, wodurch sich das verbrannte Gas ausdehnt und den Kreiskolben antreibt. Wenn der Arbeitsraum den Auslassschlitz erreicht wird das Abgas durch diesen ausgeschoben.
Dieser Zyklus wird von jedem der drei Arbeitsräume durchlaufen, was bedeutet, dass bei einer Kolbenumdrehung drei Zündungen stattfinden.
Vor- und Nachteile
Ein Vorteil des Wankelmotors ist sein extrem einfacher Aufbau. Er hat nur wenige bewegliche Teile (je nach Bauart unterschiedlich viele Kreiskolben, meist 2, und die Exzenterwelle). Außerdem besitzt er eine geringe Baugröße, d.h. er ermöglicht hohe Leistung bei geringem Gewicht und Platzbedarf.
Desweiteren läuft ein Wankelmotor durch den guten Massenausgleich sehr vibrationsarm.
Der Hauptnachteil ist sein sehr flach-langgestreckter Verbrennungsraum, der im Vergleich mit dem Hubkolbenmotor ein sehr ungünstiges Verhältnis zwischen Brennraumvolumen und -oberfläche hat und deshalb viel Energie als Wärme ungenutzt über das Gehäuse abführt. Zudem wird relativ viel Gemisch unverbrannt beim Auslassschlitz ausgeschoben. Weitere Nachteile sind die komplizierte Abdichtung der Kolbenecken, die in den Anfangsjahren zu hohem Verschleiß geneigt hat, und die, durch die relativ hoher Drehzahlen auch an Anbauteile bedingten, hohen Anforderungen an Materialgüte und Fertigungsgenauigkeit.
Während beim Hubkolbenmotor der Brennraum im Ansaugtakt durch das Frischgas gekühlt wird, bilden sich beim Wankel heiße Zonen aus, da die Verbrennung immer an der selben Stelle des Gehäuses stattfindet und im Bereich hinter der Zündkerze nie kaltes Gas vorbeiströmt. Das wiederum führt zu höherem thermischen Verzug, als beim Hubkolbenmotor.
Anwendung
Anwendung findet der Wankelmotor vor allem als Flugzeugantrieb. Der Mazda RX-8, ein Serien-Sportwagen, wird auch von einem Wankelmotor angetrieben. Der Citroën GS Birotor und der Citroën M35 wurden ebenfalls von Wankelmotoren angetrieben, der "normale" Citroën GS hatte jedoch einen nur etwa halb so starken, luftgekühlten Vierzylinder-Boxer-Ottomotor.