Wankelmotor

erster KKM57P Wankelmotor

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Bezeichnungen der einzelnen Bauteile

Der Wankelmotor (gehört zu den Kreiskolbenmotoren) ist ein Verbrennungsmotor, der ohne den Umweg einer Hubbewegung (wie es beim Hubkolbenmotor der Fall ist) die Verbrennungsenergie direkt in eine Drehbewegung der Exzenterwelle umsetzt. Der Läufer (Kreiskolben) übernimmt dabei gleichzeitig die Funktion der Kraftabgabe und Steuerung der Gaswechselvorgänge. Der Wankelmotor KKM57P gehört zu den Rotationskolbenmaschinen. Die Rotationskolbenmaschinen unterteilen sich in Kreiskolben- und Drehkolbenmaschinen. Bei Kreiskolbenmaschinen liegt eine Planetenbewegung vor, mindestens zwei Drehbewegungen überlagern sich. Bei Drehkolbenmaschinen kommen nur reine Drehbewegungen vor. Beim DKM 54 hat man einen Außen- und einen Innenläufer, das kraftabgebende Teil ist der Außenläufer (Trochoide), der Innenläufer fungiert nur als Absperrteil und zur Gaswechselsteuerung. Beim KKM 54P ist der Außenläufer stillgelegt und bildet zusammen mit den Seitenteilen den Stator. Das kraftabgebende Bauteil ist hier der innenliegende Läufer, der gleichzeitig noch die Gaswechselvorgänge steuert. Es liegt keine reine Drehbwegung vor, es überlagern sich zwei Drehbewegungen gegenseitig. Die dabei auftretenden Coreoliskräfte wurden von Felix Wankel bemängelt. Wie sich später zeigte, führte dies bei den ersten KKM57P zu Rattermarken. Dies konnte durch verbesserte Fertigungsmethoden und entsprechende Materialien für die Laufpartner behoben werden. Später erwiesen sich die auftretende Corioliskräfte sogar als äußerst nützlich, weil sie die Abfuhr des Kühlöls aus dem Läufer erst ermöglichten.

Benannt ist der Wankelmotor nach seinem Erfinder Felix Wankel, der ihn ab 1954 entwickelt hat. Zuerst wurde er als Drehkolbenmotor (DKM54) ausgeführt. Später setzte der NSU-Ingenieur Hanns Dieter Paschke den Außenläufer still, so entstand der Kreiskolbenmotor KKM57P.

Sämtliche der heute benutzten Wankelmotoren sind Kreiskolbenmotoren. Kreiskolbenmotoren sind in der Praxis sehr viel leichter zu beherrschen, wurden von Wankel selbst aber skeptisch beurteilt, da sie ihm als Verwässerung seines Konzeptes erschienen. Der Kreiskolben-Wankelmotor KKM57P ist zum einen kompakter, als ein DKM 54 Drehkolbenmotor, weil kein zusätzlicher Abgassammelraum benötigt wird. Der KKM57P benötigt nicht so hohe Drehzahlen, wie der DKM54, um die gleiche Leistung zu erzeugen. Beim KKM57P befinden sich die Zündkerzen in der feststehenden Trochoide, beim DKM54 hingegen in den schwer zugänglichen Läufermulden.

Geometrie des Wankelmotors

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Radkurve

Kolben und Exzenterbewegung

Beim Wankelkreiskolbenmotor dreht sich ein dreieckiger Läufer in einem fast viereckigen Gehäuse und berührt dabei ständig die Gehäusewand. Die Kontur des Kreiskolbens besteht aus drei abgeflachten Kreisbögen und sieht wie ein "bauchiges" Dreieck aus. Dieses ist als Reuleaux-Dreieck bekannt und stellt entsprechend der innenlaufenden Funktion eine Hypotrochoide dar. Der so geformte Läufer dreht sich in einem Gehäuse welches die Form einer an der langen Seite abgeflachten und an der kurzen Seite eingebuchteten Ellipse hat. Die Kontur des Gehäuses ist eine Epitrochoide die als sogenannte Radkurve erzeugt wird. Sie entsteht als Verlauf eines markierten Punktes auf einem kleineren Rollrad, wenn dieses auf einem größeren Rad schlupffrei abrollt. Die Form der Radkurve entsteht entsprechend dem Radienverhältnis der beiden Räder. Im Falle des Wankelmotors verhalten sich die Radien des Grundkreises zum Abrollkreis wie 2:1 und ergeben die bekannte Gehäusekontur. Für den realen Motor wählt man als Gehäusekontur eine Äquidistante zur Radkurve, damit die Dichtleisten verschleißgünstig der Gehäusekontur folgen können. Zum einen sorgt die Äquidistante für eine ständiges Wechseln des Berührungspunktes der Dichtleiste in der Richtung Laufschicht und damit zum Schmierfilm. Zweitens sorgt sie für ein ausreichend großes Spiel für die Dichtleiste und den Läufer, innerhalb der Trochoide. Der Läufer bildet zusammen mit dem Gehäuse, auch Stator genannt, drei unabhängige, wechselnd große Kammern. Betrachtet man den Verlauf des Kolbenmittelpunktes im Motorraum, so bewegt sich dieser auf einem Kreis, der zugleich Mittelpunkt und Sitz des Exzenters ist. Der Exzentermittelpunkt fällt mit dem Kolbenmittelpunkt zusammen. Der Läufer nimmt dabei über das Läuferlager den Exzenter auf seiner Kreisbahn um das feststehende kleinere Zahnrad mit. Der Läufermittelpunkt bewegt sich dabei auf einer Kreisbahn mit dem Radius e (Exzentrizität), e entspricht gleichzeitig auch dem Abstand des Exzentermittelpunktes zum Exzenterwellenmittelpunkt. Entsprechend der Verzahnung von Kolben und Ritzel ergibt sich das Drehzahlverhältnis von Kolben und Exzenterwelle, von 1 zu 3. Im Falle des Wankelmotors ist die Innenverzahnung des Läufers mit 30 Zähnen und die Außenverzahnung des Ritzels mit 20 Zähnen ausgestattet. Daraus folgen drei Umdrehungen der Exzenterwelle wenn sich der Kolben einmal um seinen Mittelpunkt gedreht hat.

Die Geometrie des Wankelmotors stellt eine Auswahl aus einer Palette von Möglichkeiten dar, welche sich ergeben können, wenn Innenläufer und Gehäuse mit variierenden Rollkurven erzeugt werden. Zugrunde liegt allen Figuren die Bedingung des Gleichdick.

Beschreibung des Arbeitsablaufes für einen Arbeitsraum

Der Wankelzyklus: Einlass (blau), Kompression (grün), Zündung (rot), Auslass (gelb)

Der Wankelzyklus animiert

Läuft der Kolben am Einlassschlitz vorbei, wird durch Volumenzunahme des Arbeitsraumes eine dem Kammervolumen entsprechende Menge Kraftstoff-Luft-Gemisch angesaugt. Durch den bei der weiteren Drehung des Kreiskolbens immer kleiner werdenden Arbeitsraum wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch im zweiten Arbeitstakt verdichtet. Nach dem Gasgesetz erwärmt es sich bereits durch die Verdichtung. Wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch seine höchste Dichte erreicht und die Zündkerze(n) passiert hat, wird das Gemisch gezündet. Die bei der Verbrennung freiwerdende Wärme führt zu einer Druckzunahme, wodurch der Kreiskolben beschleunigt wird. Bei dieser Drehung des Arbeitsraumes vergrößert sich das Brennraumvolumen wieder. Man spricht dabei vom Arbeitstakt.

Im Gegensatz zu einem Otto- oder Dieselmotor geht die bei der Verbrennung freiwerdende Energie direkt in eine Drehbewegung der Exzenterwelle über. Nach Erreichen des Auslassschlitzes wird das Abgas durch diesen ausgestoßen. Dieser Zyklus wird von jeder der drei Läuferflanken durchlaufen, was bedeutet, dass bei einer Läuferumdrehung drei Zündungen stattfinden. Der Verbrennungsraum wird aus der Läuferflanke und dem entsprechenden Teilstück der Kammer gebildet.

Der Kreiskolbenmotor arbeitet nach dem Viertaktprinzip. Ein Kreisprozess beträgt beim Wankelmotor genau 1080°, auf die Exzenterwelle bezogen. Das bedeutet es dauert drei Exzenterwellenumdrehungen, bis eine Flanke des Läufers alle vier Takte durchlaufen hat. Wegen der an allen drei Flanken gleichzeitig ablaufenden Takte findet bei jeder Exzenterwellenumdrehung ein Arbeitstakt statt, der über 270° dauert. Zum Vergleich: ein Viertakt-Hubkolbenmotor benötigt für einen Kreisprozess 720° pro Zylinder, "arbeitet" damit nur bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung, weil zum Ladungswechsel ein Leerhub notwendig ist. Deshalb setzt der Wankelmotor das doppelte Verdrängungsvolumen gegenüber einem hubraumgleichen Viertakt-Hubkolbenmotor durch. Steuerzeiten und Arbeitsabläufe werden grundsätzlich nur auf die Exzenterwelle oder Kurbelwelle bezogen.

Vor- und Nachteile (gegenüber dem Viertakt Hubkolbenmotor)

Wankelmotor

erster Versuchs-Wankelmotor von Mazda

Zwei Arten Exzenterwellen: obere geteilte für einen Dreischeibenmotor NSU 619, untere Exzenterwelle gehört zu einem NSU Ro 80 Motor

Ein Vorteil des Wankelmotors ist sein relativ einfacher Aufbau. Er hat nur wenige bewegliche Teile (je nach Bauart unterschiedlich viele, meist zwei Kreiskolben und die Exzenterwelle). Dadurch, dass sich alle Teile nur um ihren Schwerpunkt drehen oder kreisen, kann man einen Wankelmotor vollkommen auswuchten und zwar schon ab einem Läufer. Der Wankelmotor hat wegen einer um 50 Prozent längeren Taktdauer eine weit größere Gleichförmigkeit im Motorenlauf als ein Hubkolbenmotor. Die Kraftübertragung geschieht direkt auf die Exzenterwelle und benötigt keinen Umweg über die beim Hubkolbenmotor vorhandenen Pleuel. Auch benötigt ein Wankelmotor keinerlei Ventile wie ein Viertakt-Hubkolbenmotor. Darüber hinaus hat er einen niedrigen Oktanzahlbedarf und eine höhere Ausfallsicherheit.

Der Wankelmotor besitzt eine relativ geringe Baugröße. Das heißt, er ermöglicht eine hohe Leistungsdichte bei geringem Gewicht. Der Grund liegt in der kompakteren Anordnung von Exzenterwelle und Läufer im Vergleich zu Kolben, Pleuel und Kurbelwelle beim Hubkolbenmotor. Auch benötigt man nur die Hälfte an Kammervolumen im Vergleich zum Hubraum des Viertakt-Hubkolbenmotors, weil bei jeder Exzenterwellenumdrehung ein Arbeitstakt pro Kammer stattfindet. Der beim Viertakthubkolbenmotor vorhandene Leertakt entfällt.

Durch die räumliche Trennung von Ansaug- und Verbrennungsraum ist der Wankelmotor besonders geeignet zur Verbrennung von Wasserstoff (Wasserstoffbetrieb) und ähnlichen Brennstoffen (Erdgas, Autogas usw.) mit geringer Oktanzahl, da sich das Gasgemisch nicht vorzeitig an heißen Bauteilen (wie etwa den Auslassventilen und der Brennraumoberfläche) entzünden kann. Dies steigert gegenüber dem Viertakt-Hubkolbenmotor die Klopffestigkeit.

Der Wankelmotor eignet sich besonders für den Schichtladebetrieb, weil zum Einspritzen mehr Zeit zur Verfügung steht und die Ladungsschichtung sich ohne Hilfsmittel einstellt.

Der Hauptnachteil des Wankelmotors ist sein sehr flacher, langgestreckter Verbrennungsraum, der im Vergleich zum Hubkolbenmotor ein ungünstiges Verhältnis zwischen Brennraumvolumen und -oberfläche hat und deshalb relativ viel Energie in Form von Verlustwärme verlorengeht. Bei alten Wankelmotoren mit Umfangsauslass wurde relativ viel Gemisch und Schmieröl zum Auslassschlitz ausgeschoben. Dies führte zu hohen HC-Werten im Abgas. Gleichzeitig hatte man eine unerwünscht hohe Abgasrückführungsrate, was zu Zündaussetzern im Leerlauf und im Teillastbetrieb führen konnte.

• Dies wird durch einen Seitenauslass verringert, wie er beim Mazda Renesis in der Serie eingesetzt wird. Es werden nur geringe Mengen unverbranntes Gemischs durch den Auslass ausgestoßen, durch die seitlich angeordneten Auslässe wird der unverbrannte Altgaskern und Schmieröl in der Kammer zurückgehalten. Wichtigster Punkt beim Seitenein- und Seitenauslass ist, das Ein- und Auslass nicht kurzzeitig miteinander verbunden sind (Überschneidung). Dies verhindert, dass der Motor kurzzeitig über den Auslass ansaugt und somit eine unerwünscht hohe CO²-Konzentration im Frischgas entsteht, was zu Zündaussetzern führen kann. Was dann ebenfalls die HC-Werte erhöhen würde. Gleichzeitig reduziert dieses System den Teillastverbrauch, weil man ein mageres Leerlaufgemisch fahren kann.

• Eine andere Möglichkeit die HC-Werte zu reduzieren stellte die Auslegung als sogannten Longstroke Motor da, Vertreter dieser Wankelmotorenart sind der Mazda 13A und der Audi NSU EA871 Optimo. Hier wird mit einer größeren Exzentrizität gearbeitet, die Kammer wird schmaler, aber dafür höher. Dadurch muss die Ladung einen weiteren Weg zurücklegen, der Ausbrand wird besser. Positiver Nebeneffekt ein besserer Wirkungsgrad

• Die dritte Möglichkeit stellt die Schichtladung dar, hier lässt man erst gar nicht die Bildung eines fetten Altgaskerns zu, in dem sich oberhalb der Kerzen kein brennbares Gemisch befindet.

Im Gegensatz zu einem Hubkolbenmotor benötigt man relativ wenig Aufwand um eine Schichtung des Gemischs zu erreichen. Weil der Wankelmotor prinzipbedingt von selbst eine Ladungsschichtung erzeugt, die man aber durch entsprechende Anordnung der Einspritzdüsen und Kerzen sinnvoll gestalten muss. Positiver Nebeneffekt ist ein höherer Wirkungsgrad.

• Grundsätzlich reduziert man das Ausschieben von unverbranntem Gemisch durch die Verwendung einer Doppelzündung und/oder auch mit einer einzigen Kerze in der Late-Trailing-Position (Late Trailing = die nacheilende Kerze ist weit oberhalb der Einschnürung angeordnet); der Verbrauch wird so gegenüber den frühen Ausführungen um etwa 30 Prozent gesenkt. Die zweite Kerze ist ohnehin bei Flugzeugmotoren wegen der damit verbundenen höheren Ausfallsicherheit Pflicht. Im Mazda 26B (24-Stunden-Rennen von Le Mans 1991) wurde sogar eine Dreifach-Zündung eingesetzt.

• Mazda hat die Äquidistante zwischen Trochoide und Laufbahn beim Renesis (RX-8) gegenüber den bisherigen Mazda 13B verkleinert; hierdurch wurde das Volumen der Zwickel verkleinert und im Gegenzug der Verbrennungsraum mehr in die Brennraummulde des Läufers verlagert. Man hat somit die Brennraumoberfläche und das Volumen der Zwickel verringert. Beim Wärmeübergang kann man nicht eindeutig nur die Brennraumoberfläche betrachten sondern muss auch die herrschenden Brennraumtemperaturen und -Drücke berücksichtigt. Auch sieht man heute eine drehzahl- und temperaturabhängige Kühlung des Läufers vor. Beim aktuellen Mazda-Modell werden die Läufer bis 60°C Öltemperatur überhaupt nicht gekühlt, darüber erst ab einer Motordrehzahl von 3000 U/min. So erreicht man eine an die Motorleistung angepasste Kühlung des Läufers, was den Wirkungsgrad des Motors verbessert. Das Drehmoment und die Spitzenleistung bleiben dabei unbeeinflusst, weil bei bedarfsgerecht gekühlt wird (man spricht von Lastkonformer-Kühlung). Hier durch steigert man den thermischen Wirkungsgrad und verbessert den Ausbrand, was sich dann bei einen besseren Gesamtwirkungsgrad positiv bemerkbar macht.

• Bei Norton ging man einen anderen Weg um eine Lastkonforme-Kühlung des Läufer zu erreichen, hier wird der Läufer luftgekühlt. Es wird nur eine geringe Menge Öl zur Schmierung des Läuferlagers eingespritzt. Die Luft wurde im Rahmen abgekühlt und dann auf die beiden Vergaser geführt. Damit erreichte Norton erstaunlich gute spezifische Verbräuche. Bei den Rennmotoren nutzte Norton einen speziellen Auspuff, der als Injektorpumpe agierte und die Rotorkühlluft förderte. Weil der Motor jetzt kühlere Luft ansaugen konnte, wurde eine bessere Füllung und somit eine höhere Motorleistung erreicht. Dieses Prinzip wird noch heute bei den UAV UEL-Drohnenmotoren genutzt. Die über weite Bereiche einen sehr guten spezifischen Verbrauch haben. Neuerdings verzichtet UAV durch eine neuartige keramische Beschichtung auf eine Ölschmierung. Was zum einen das Handling der Dronen vereinfacht zum anderen den Wirkungsgrad des Motor weiter steigert. Anders als bei einem Hubkolbenmotor kann man bei einem Wankelmotor den ganzen Brennraum mit Keramik beschichten, ohne das die Füllung darunter leidet und der Oktanzahlbedarf ins Unendliche steigt.

• Während beim Hubkolbenmotor der Brennraum im Ansaugtakt durch das Frischgas gekühlt wird, bildet sich beim Wankelmotor eine heiße Zone (warmer Bogen) aus, die gekühlt werden muss. Den mit einer ungleichmäßigen Temperatur des Motorblocks verbundenen Wärmeverzug kann man beim Wankelmotor durch entsprechende Kühlwasserführung und/oder Stahleinlagen (zum Beispiel SIP-Verfahren bei Mazda) in tolerierbaren Bereichen halten. Ein anfängliches Problem stellt auch die hohe Zündfolge der Zündung dar, die Kerzen müssen bei jeder Exzenterwellenumdrehung zünden und haben keinen Leerhub wie beim Viertakthubkolbenmotor zum abkühlen zur Verfügung. Dies löste man zuerst mit hohen Wärmewerten, was dann wieder zu Problemen bei niederer Last führte. Wo die Kerzen dann nicht freibrannten. Dieses Problem löste man dann mit Gleitfunkenkerzen, mit diesen Kerzen konnte man nun ausreichend hohe Wärmewerte fahren ohne Gefahr zu laufen das die Kerzen verrußten. Mit Verbesserung der Kühlung, Schusskanalposition, Einführung des Kupferkerns und weiterer technischen Änderungen konnte der Wärmewert der Kerzen reduziert werden. Auch der anfängliche Bedarf einer Hochspannungs-Kondensator-Zündung (HKZ) ist heute nicht mehr gegeben.

Kommerzielle Entwicklungen

Der Wankelmotor entstand in der 1951 von Wankel eingerichteten Technische Entwicklungsstelle (TES). Basis war der von NSU erteilte Entwicklungsauftrag für einen eine Drehschiebersteuerung für den Max Motor. Dieser Entwicklungsauftrag wurde später auf Rotationskolbenmaschinen erweitert. Daraus entwickelte Felix Wankel im April 1954 den DKM54 (Jahreszahl ist Jahr der Entwicklung). Um das Prinzip auf seine Tauglichkeit als Motor zu überprüfen wurden Preßluftmotoren gebaut, sogenannte Arenamaschinen. Als Auskopplung der Versuchspressluftmotoren entstand der DKK56 (Drehkolbenkompressor 56). Dieser Kompressor wurde von NSU 1956 für Weltrekordfahrten im Baumm Liegestuhl eingesetzt, dort lud er einen 50ccm Zweitaktmotor auf 13,5 PS auf. Nach der Fertigstellung des KKM 57 erwarb Curtiss-Wright als erster eine Lizenz. Durch eine Indiskretion dieses Unternehmens wurde die bis dahin geheime Entwicklung öffentlich. Am 19. Januar 1960 wurde der Kreiskolbenmotor erstmals dem Publikum präsentiert. Ebenfalls 1960 wurde mit dem KKM 250 in einem NSU Prinz erstmals ein fahrender Prototyp gezeigt. 1961 erwarben Mazda und Daimler-Benz eine Lizenz, General Motors 1970 und Toyota 1971. 1967 erschienen der NSU Ro 80 und der Mazda 110 S. 1969 stellte Mercedes den C-111 vor. Die Zukunft des Wankelmotors auf breiter Front schien gesichert. Gleichzeitig wirkte die erste Ölkrise und der höhere Kraftstoffverbrauch des Wankelmotors wurde kritisch bemerkt. Die Entwicklungen im Fahrzeugbereich wurde eingestellt. Lediglich Mazda betrieb weiter Forschung und ist heute der einzige Hersteller von Serienautos mit Wankelmotor. In der Luftfahrt wird der Wankelmotor besonders bei unbemannten Flugzeugen (UAV) eingesetzt. Hier sind Fragen der Kühlung einfach zu lösen und das geringe Gewicht des Antriebes spielt eine größere Rolle. UAV-Engines und Diamond Engines fertigen auf der Grundlage der Entwicklung bei Norton Triebwerke für Drohnen, Experimentalflugzeuge und Leichtflugzeuge. Die Wankel Supertec und andere arbeiten an Fremdzündungs-Wankel-Dieselmotoren für Flugzeuge und Industriemotoren.

Freedom Motors baut für Wasser-Scooter Wankelmotoren in Serie. Ingersoll-Rand baute zwischen 1972 und 1986 Gaswankelmotoren in Serie. Norton, Suzuki und andere versuchten sich an Motorrädern und Sachs stellte Motoren unter anderem für Rasenmäher und Notstromerzeuger her. Ein Motor von Sachs wurde, modifiziert, in der Hercules W 2000 verwendet. Die Firmen Italsystem und Aixro stellen Wankelmotoren für Renncarts her.

Fahrzeuge mit Wankelmotor

Automobile

NSU Ro80

Die Wankelmotor angetriebenen Fahrzeuge zeichnen sich durch eine, nicht nur durch den Preis bestimmte, Exklusivität aus. Die Designer sahen es als Muss an dem High-Tech-Produkt Wankelmotor eine entsprechend avantgardistische Karosserieform angedeihen zu lassen. Der NSU Ro 80 setzte dabei 1967 bereits einen Massstab im Design der bis heute andauert. Mazda setzte mit seiner Sportwagenlinie, die im RX-8 von 2003 seinen vorläufigen Höhepunkt mit wieder hinten angeschlagenen Hecktüren findet, ebenfalls auf die Mischung von High-Tech, Exklusivität und adäquaten Fahrleistungen.

Der Mazda 787B mit dem 26B-Motor, ausgerüstet mit einem variablen Ansaugluftsystem, gewann 1991 das 24-Stunden-Rennen von Le Mans. Er verbrauchte im Bereich des maximalen Drehmoments etwa 285 g/kWh. Dies war günstiger als die mit Turbomotoren oder Saugmotoren ausgerüstete Konkurrenz. Die FIA verbot jedoch den Wankelmotor ab 1992. Hingegen gewann SpeedSource mit dem RX-8 in den Jahren 2004 und 2005 die amerikanische GrandAm Tourenwagenmeisterschaft.

• Mazda RX-8 (seit 2003)
• Mazda RX-7 (1978–2002)
• Mazda RX-5 (1975–1981)
• Mazda RX-3 (1972–1977)
• Mazda RX-2 (1971–1974)
• Mazda R100 (1968–1975)
• Mazda 110 S Cosmo Sport (1967–1972) 1. Serienwankel mit Zweischeibenmotor
• Mazda 787B (1991 LeMans 24h Gewinner)
• NSU Wankel Spider (1964–1967) 1. Serienauto mit einem Einscheibenmotor.
• NSU Ro 80 (1967–1977)
• Audi 100 C2 (1976–1977) ca. 25 Prototypen in der Erprobung
• Citroën M35 (19??–19??)
• Citroën GS Birotor (1974–1977)
• Datsun ?? (19??–19??)
• Mercedes-Benz C111 (Prototyp 1969–1980)
• IFA (Trabant, Wartburg), einzelne Prototypen von 1961 bis Ende der 1960er Jahre
• Lada (1970er–1990er Jahre)
• Die Flugautos M200 und M400 der Firma Moller

Motorräder

Hercules W 2000

Obwohl alle großen Motorradmarken an der Integration eines Wankelmotors für Motorräder arbeiteten, gelang es nicht, die Exklusivität in Verkaufszahlen umzusetzen. Grund waren technische Probleme des Motoreinbaues und hohe Entwicklungskosten. Die Hercules W 2000 galt als ein wenig attraktives Motorrad und war in den Fahrleistungen unterlegen. Es wurden nur relativ geringe Stückzahlen hergestellt. Norton hingegen stellte relativ spät Ende der 80er Jahre Motorräder mit Wankelmotoren her und errang einige Achtungserfolge im Rennsektor. So gewann Trevor Nation auf einer F1 die MCN TT Superbike-Meisterschaft, auch in der deutschen Battle of Twins-Serie gelang Hartmut Müller ein Sieg bei einem Meisterschaftslauf.

• Hercules W 2000 "Staubsauger"
• Suzuki RE 5
• Van Veen OCR 1000
• Norton P41 "Interpol II"
• Norton P43 "Classic"
• Norton P52 "Commander Police"
• Norton P53 "Commander Civilian"
• Norton P55 "F1"
• Norton P55B "F1 Sports"
• MZ Prototypen

Wasserfahrzeuge

• Zisch 68
• Zisch 74

Weitere Anwendungen

Kart Wankelmotor

Anwendung findet der Wankelmotor auch als Flugzeugantrieb. Auch als Antrieb für Gurtstraffer kommen kleine druckgasbetriebene Einweg-Wankelmotoren zum Einsatz.

Eine Variante ist der "Wankel-Fremdzündungsdiesel", ein Vielstoffmotor, der mit Fremdzündung für den Antrieb von sogenannten Drohnen arbeitet. Zwar wird hier Diesel als Kraftstoff mit eingespritzt, jedoch kommt die dieseltypische Selbstzündung nicht zum Einsatz. Die 1998 begonnene Entwicklung ist bis zum heutigen Tage (2004) nicht zu einem Abschluss gekommen. Die englische Firma UAV ist zur Zeit der Weltmarktführer bei Drohnen-Wankelmotoren. Die Firma Wankel Supertec in Cottbus hat einen Fremdzündungsdiesel-Wankelmotor entwickelt, der im Verbrauch an hochoptimierte HKM-TDIs heranreicht. Dieser soll in Flugzeugen eingesetzt werden.

Seit neuerem werden auch Karts von Wankelmotoren angetrieben. Die Vorteile liegen im geringen Gewicht, den wenigen bewegten Teilen im Vergleich zum Viertaktmotor und der gleichmäßigen, turbinenartigen Leistungsentfaltung. Die Leistung beträgt über 30 kW bei einem Hubraum von weniger als 300 cm³ und einem Gewicht von 17 Kilo. Der Achsantrieb erfolgt über eine Fliehkraftkupplung ohne Getriebe, was einen gleichmäßigen Drehmomentverlauf erfordert.

Die Firma Mazda erprobt aktuell im RX-8 den Betrieb mit Wasserstoff. Hier kommt dem Wankelmotor seine spezielle Brennraumform zugute.

Lizenznehmer

21.10.1958	Curtiss & Wright Corp.	USA	ohne Einschränkung
29.12.1960	Fichtel & Sachs AG	BRD	Industrie-Motoren, Boot 0,5-30PS
25.02.1961	Yanmar Diesel Co. Ltd	JP	Benzin- und Dieselmotoren, 1-100PS, 1-300PS
27.02.1961	Toyo Kogyo, Co. Ltd. (Mazda)	JP	Benzinmotoren 1-200PS für Landfahrzeuge
04.10.1961	Klöckner-Humboldt-Deutz AG	BRD	Dieselmotoren ohne Einschränkung
26.10.1961	Daimler-Benz AG	BRD	Benzinmotoren 50Ps aufwärts
30.10.1961	MAN AG	BRD	Dieselmotoren ohne Einschränkung
02.11.1961	Fried. Krupp	BRD	Dieselmotoren ohne Einschränkung
12.03.1964	Daimler-Benz AG	BRD	Diesel-Motoren ohne Einschränkung
15.04.1964	S.p.A Alfa Romeo	IT	Benzin von 50-300 Ps Pkw
17.02.1965	Rolls-Royce Motors Ltd.	GB	Diesel- und Hybridmotoren 100-850 Ps
18.02.1965.	IFA VEB	DDR	Ottomotoren 0,5-25PS und 50-150PS
02.03.1965	Dr.Ing. h.c. Porsche KG	BRD	Benzinmotoren von 50-1000 Ps
01.03.1966	Outboard Marine Corp.	USA	Benzinmotoren 50-400 Ps
11.05.1967	Comotor S.A.	L	Benzin- und Dieselmotoren 40-200PS
12.09.1967	Graupner	BRD	0,1-3 Ps Modellmotoren
28.08.1969	Savkel Ltd.	IS	Benzinmotoren von 0,5-30 Ps Industrie-Motoren
01.10.1970	NISSAN Motor Company Ltd	JP	Benzinmotoren von 80-120 Ps
10.11.1970	General Motors	USA	Alles, ausser Flugzeugmotoren
24.11.1970	SUZUKI	JP	Benzinmotoren von 20-60 Ps für Zweiräder
25.05.1971	TOYOTA	JP	Benzinmotoren von 75-150 Ps für Pkw
29.11.1971	Ford-Werke AG, Köln	BRD	Benzinmotoren 80-200PS (1974 gekündigt)
25.07.1972	BSA Ltd.	GB	Benzinmotoren 35-60PS für Motorräder
29.09.1972	Yamaha	JP	Benzinmotoren 20-80PS für Motorräder
04.10.1971	Kawasaki Heavy Ind. Ltd.	JP	Benzinmotoren 20-80PS für Motorräder
07.02.1973	American Motors Com.	USA	Benzinmotoren 20-200PS

Kraftfahrzeugsteuer (in Deutschland)

Wankelmotoren werden nach dem zulässigen Gesamtgewicht wie LKWs besteuert.

Die Höhe der Kraftfahrzeugsteuer für PKW bemisst sich in Deutschland nach dem Hubraum. Der NSU-RO80 mit knapp 1000 ccm Kammervolumen und 115 PS hätte bei Anwendung der damaligen Hubraumsteuer von 14,40 DM/100 ccm eine Steuer von nur 144,00 DM/Jahr bedeutet. Um Wankelmotoren gegenüber Hubkolbenmotoren nicht zu begünstigen, wollten die Steuerbehörden zuerst das Kammervolumen doppelt rechnen, da ein Auto mit 115 PS zu dieser Zeit einem Hubraum von 2 Litern eines Hubkolbenmotors entsprach. Nach etlichen Verhandlungen einigte man sich aber auf die Anwendung der LKW-Steuer. Die Steuer bemisst sich nach dem verkehrsrechtlich zulässigen Gesammtgewicht. Pro 200 kg kosten bei einem zulässigen Gesamtgewicht bis 2000 kg: 11,25 Euro

Literatur

• Andreas Knie: Wankel-Mut in der Autoindustrie, 290 Seiten, Edition Sigma, ISBN 3894041455
• Richard F. Ansdale: Der Wankelmotor. Konstruktion und Wirkungsweise, 228 Seiten, Motorbuch Verlag, Stuttgart, 1. Aufl. 1971, ISBN 3879432147
• Dieter Korb: Protokoll einer Erfindung: Der Wankelmotor, 224 Seiten, ISBN 387943381X
• Claus Myhr: NSU Ro 80 und Wankel Spider 1964-1977, 96 Seiten, ISBN 3922617492
• Marcus Popplow: Motor ohne Lobby?, 256 Seiten, ISBN 3897352036

Verwandte Themen

• Vorläufermodell von Felix Wankel: Drehkolbenmotor
• Verbrennungsmotoren mit anderen Brennverfahren: Dieselmotor, Ottomotor
• Andere Ladungswechselverfahren für Hubkolbenmotoren: Zweitaktverfahren, Viertaktverfahren

Weblinks

Wiktionary: Wankelmotor – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Informationen über den Wankelmotor
• Flugzeuge mit Wankelmotor
• Homepage der Firma Wankel Supertec Cottbus
• Film "Das Prinzip" (wmv-Datei etwa 15,9 MB)
• BMF Bericht über den Fremdzündungsdiesel-Wankelmotor
• Mazda Delivers First Rotary Hydrogen Vehicles to Corporate Customer Fleets (Bericht über den Wasserstoff-RX-8)