Was ist ein Rotationsmotor?

Der Wankelmotor ist eine Art von Verbrennungsmotor mit einer wesentlich anderen Konstruktion als der viel häufigere Kolbenmotor. Bei einem herkömmlichen Kolbenmotor wird ein komprimiertes Kraftstoff-Luft-Gemisch in einer geschlossenen Kammer durch eine Zündkerze gezündet, was eine schnelle Expansion des überhitzten Gases bewirkt. Die Wiederholung dieses Zyklus verursacht die charakteristische Auf-Ab-Bewegung von Kolben in einem Motor, die in eine Drehbewegung umgewandelt wird, die zum Antrieb der Räder eines Autos oder des Propellers eines Flugzeugs oder Bootes verwendet wird.

Der Rotationsmotor wurde Anfang der 20er Jahre vom deutschen Ingenieur Felix Wankel entwickelt und besteht aus einem rotierenden dreieckigen Bauteil, das in ein eiförmiges Gehäuse eingebettet ist. Die Spitzen des Dreiecks dichten das Gehäuse ab und bilden drei isolierte Kammern, die gemeinsam die vier Grundfunktionen eines jeden Verbrennungsmotors erfüllen – Einlass, Kompression, Zündung und Auslass. Wenn sich das Dreieck dreht, drehen sich auch die drei isolierten Kammern, wodurch ein gegebenes Volumen einem Einlassventil, einer Zündkerze und einem Auslasskanal ausgesetzt wird, während sie sich durch das Innere des Rotationsmotors drehen.

In der ersten Stufe wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in eine Tasche zwischen einer Kante des Dreiecks und seinem ovalen Gehäuse eingespritzt. Das Dreieck dreht sich im Rotationsmotor, bis die Dichtung das Kraftstoffvolumen vom Einlassventil isoliert und den Kraftstoff einer Zündkerze aussetzt. Die Zündkerze zündet und entzündet das Kraftstoff-Luft-Gemisch, das sich schnell ausdehnt und das rotierende Bauteil zum Drehen bringt und eine Kurbelwelle antreibt. In der Endphase der Rotation entweichen die expandierenden Gase durch einen Auslasskanal und das Volumen ist nun wieder frei, sodass er mehr Kraftstoff aus dem Einlasskanal aufnehmen und den gesamten Vorgang wiederholen kann. Jedes der drei Volumina wird alternativ mit Kraftstoff eingespritzt, der dann verbrannt und dann einer Auslassöffnung ausgesetzt wird.

Obwohl der Wankel-Rotationsmotor theoretisch eleganter als ein Kolbenmotor ist und weniger bewegliche Teile benötigt, hat sich der Verschleiß an den Spitzen des sich schnell im Gehäuse des Rotationsmotors bewegenden Dreiecks für die meisten Autohersteller in Anbetracht der Entwicklung als inakzeptabel erwiesen von Produktionsmodellen. Heute ist Mazda das einzige Unternehmen, das weiterhin Autos mit Wankelmotoren verkauft. Grundsätzlich ist die Idee eines Motors, der die ruckartige Auf-Ab-Bewegung eines Hubkolbenmotors durch eine sanfte Drehbewegung ersetzt, sehr reizvoll, aber praktische Erwägungen haben sie bisher daran gehindert, den herkömmlichen Motor zu verdrängen. Vielleicht wird der Wankelmotor eines Tages mit der Einführung neuer Materialien oder Erkenntnisse die prominenteste Form des Verbrennungsmotors werden.