Wankelmotor Der Motor im Westentaschenformat

Autor / Redakteur: Barbara Stumpp / Simone Käfer

Der erste moderne Kreiskolbenmotor entstand schon 1923, doch mit dem Wankelmotor und dem Automobilhersteller NSU wurde er berühmt. Danach geriet er ein wenig in Vergessenheit, erlebt nun aber eine Renaissance bei Hybrid- und Elektroautos.

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Dieser Zweischeiben-Wankelmotor ist aus einem RO 80 von NSU. Das Kammervolumen des Motors betrug 995 cm³, er leistete 130 PS und schaffte 180 km/h.
Dieser Zweischeiben-Wankelmotor ist aus einem RO 80 von NSU. Das Kammervolumen des Motors betrug 995 cm³, er leistete 130 PS und schaffte 180 km/h.
(Bild: Audi)

Ein rotierender Kolben, der die Antriebswelle direkt dreht, sollte den Energieverlust mit einem gängigen Hubkolbenantrieb ablösen. Schon 1588 entwarf der italienische Ingenieur Ramelli eine wasserbetriebene Maschine nach dem Drehkolbenprinzip. Knapp 200 Jahre später zeichnete James Watt eine Umlaufkolben-Dampfmaschine. William Murdoch modifizierte sie Ende des 18. Jahrhunderts und trieb damit Bohrmaschinen und Drehbänke in seiner Werkstatt an.

Kreiskolbenmotor leichter als Hubkolbenmotor

Die erste moderne Kreiskolbenmaschine entwickelte Wallinder & Skoog 1923. Diese Version hatte einen fünfeckigen Läufer. Aber das zentrale Problem mit den Abdichtungen löste Felix Wankel erst mehr als 20 Jahre später und ließ sich im Herbst 1956 den Wankelmotor patentieren.

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Der Kreiskolbenmotor braucht im Vergleich mit dem Hubkolbenmotor weder Pleuel, Einlass- oder Auslassventile noch eine Nockenwelle mit ihren Stößeln oder Stößelstangen. Das macht ihn leichter, kompakter, beschert ihm einen außerordentlich ruhigen Motorlauf und Treibstoff geringerer Oktanzahl reicht völlig aus.

1957: Das Rennen Wankel gegen Paschke

Einige Versuche waren nötig, doch im Februar 1957 lief die Drehkolbenmaschine DKM 54 von Felix Wankel endlich. Bei dieser Version drehen sich Kammer (Außenläufer) und Innenläufer. Kraftabgebendes Element ist aber der Außenläufer. Im selben Jahr begann der NSU-Ingenieur Hanns-Dieter Paschke mit einer einfacher aufgebauten Kreiskolbenmaschine (KKM) zu arbeiten, allerdings strikt geheim gehalten vor Wankel. Als dieser davon erfuhr, schimpfte er, dass sie sein Rennpferd zum Ackergaul gemacht hätten. Worauf man seitens NSU konterte: „Hätten wir wenigstens schon den Ackergaul!” Am 7. Juli 1958 lief mit dem KKM 57P zum ersten Mal ein Kreiskolbenmotor. Doch von den Laufflächen platzten Chromschichten ab. Häufige Motorausfälle waren die Folge. Die Lösung des Problems waren leichtere Sinter-Kohledichtleisten.

Der Wankelmotor gewinnt im Rennsport

1964 kam von NSU das erste Serienfahrzeug der Welt mit Wankelmotor auf den Markt, der NSU Wankel Spider mit einem Einscheiben-Wankelmotor. Der Wankel Spider zeigte die Überlegenheit dieses Motorenkonzepts, indem er drei Mal hintereinander die deutsche Meisterschaft im Motorsport gewann.

Drei Jahre später kam der NSU RO 80 auf den Markt, der von einer Jury internationaler Fachjournalisten zum „Auto des Jahres 1967“ gekürt wurde. Er besaß einen Zweischeiben-Wankelmotor mit einem Kammervolumen von 995 ccm, leistete 130 PS und schaffte 180 km/h. Im selben Jahr ging Mazda mit dem Cosmo Sport in Serie, ebenfalls mit einem Zweischeibenmotor. Um die Leistung zu erhöhen, entwickelte Daimler einen Dreischeibenmotor und 1970 einen Vierscheibenmotor.

1957: Der Wielandmotor

Bis zu den 1970ern bestanden Wankelmotoren aus Gusseisen. 1975 ließ Werner Wieland seinen aus geschweißten Blechteilen aufgebauten Wielandmotor patentieren. Diese Herstellung machte ihn um ein Fünftel leichter, erlaubte eine elegantere Kühlung und niedrigere Fertigungskosten. Aber über einige Testeinsätze kam diese Variante nicht hinaus.

Am 12. Februar 2003 übernahm Ernst Sigmund, der ehemalige Rektor der Universität Cottbus, das Unternehmen Wankel Super Tec und entwickelte den Kreiskolbenmotor weiter. Dadurch gelangte der Wankelmotor wieder in den Blickpunkt für verschiedene Anwendungen, bei denen es auf ein geringes Gewicht, große Laufruhe und leisen Lauf ankommt, der erhöhte Verbrauch oder Emissionen aber Nebensache sind.

2006: Wiedergeburt in Hybrid- und Elektroautos

Da Ansaug- und Verbrennungsraum beim Wankelmotor getrennt sind, eignet er sich sehr gut zum Verbrennen von leichtentzündlichen Stoffen wie Wasserstoff oder Erdgas; denn das Gasgemisch kann sich nicht vorzeitig an heißen Bauteilen entzünden. Am 23. März 2006 kam mit dem Mazda RX-8 Hydrogen RE in Japan das erste Serienauto, angetrieben mit Wasserstoff, auf den Markt. Weitere Wasserstoffhybriden anderer Hersteller folgten.

2010 brachte Audi das Elektrofahrzeug e-tron heraus, mit einem Einscheiben-Wankel als Range Extender. Der kompakte Wankelmotor verschwandt dabei unter dem Kofferraumboden.

Der Wankeldiesel: Die Variante für Diesel

Immer wieder versuchte man, Wankelmotoren auch mit Diesel zu betreiben. Das Hauptproblem hier waren die hohen Spitzendrücke und entsprechend hohen Spannkräfte. Außerdem hatte man Schwierigkeiten, eine ausreichend hohe Kompression zu erreichen. Ehemalige Mitarbeiter von Felix Wankel entwickelten 1992 einen Wankeldiesel mit Zündkerzen und Direkteinspritzung, was viele der bisherigen Probleme eliminierte und Literleistungen ermöglichte ähnlich denen gängiger Hubkolben-Diesel.

Zwar bemühten sich alle großen Motorradmarken, den Wankelmotor in Motorräder zu integrieren, aber leider mit wenig Erfolg. Die Gründe waren technische Probleme und zu hohe Entwicklungskosten.

Vom Auto in die Drohne

Potenzial hat der Wankelmotor gegenwärtig bei unbemannten Flugzeugen beziehungsweise Drohnen, denn die große Laufruhe sorgt für detailgenaue Kameraaufnahmen. Eingesetzt wurde der Wankelmotor auch als Antrieb von Schiffen und Flugzeugen.

Verglichen mit dem Hubkolbenmotor hat der Wankelmotor einen weichen und vibrationsarmen Lauf. Von Nachteil sind die erheblich längeren Dichtflächen, mit der Konsequenz höherer Druckverluste. Für die Zukunft sind sich die Fachleute einig, dass der Wankelmotor ein Nischendasein fristen wird. Nur da, wo Emissionen und Verbrauch kein Thema sind, wird man ihn wahrscheinlich einsetzen.

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