Der Wankelmotor: Zukunftstechnologie oder ein Fall fürs Technikmuseum?

Was ist ein Wankelmotor oder Kreiskolbenmotor?

Der Wankelmotor wurde in den 1930er-Jahren von dem deutschen Autokonstrukteur Felix Wankel entwickelt, dessen Namen er bis heute trägt. Erst in den 1960ern ging diese Technik nach langen Tests bei der deutschen Marke NSU, dem Vorgänger von Audi, im Automobilbau in Serie. 1961 erwarb Mazda von NSU die Lizenz für die Konstruktion von Wankelmotoren. Der japanische Konzern wurde zur einzigen Marke, die Autos mit diesen Motoren über einen längeren Zeitraum und in grossen Stückzahlen herstellte. Fast zwei Millionen Mazdas mit Kreiskolbenmotor wurden über die Jahrzehnte produziert.

Wie funktioniert ein Wankelmotor?

Anders als bei üblichen Verbrennungsmotoren bewegen sich die Kolben im Wankelmotor nicht auf und ab. Der Antrieb wird von einem einzigen Kolben erzeugt, der sich im Kreis bewegt und auch als Läufer bezeichnet wird. Daher heisst der Wankelmotor auch Rotationskolbenmotor oder Kreiskolbenmotor. Durch die dreieckige Form des Läufers ergeben sich drei umlaufende Brennkammern. Die Energie der Kraftstoffverbrennung wird auf diese Art direkt in eine Kreisbewegung übersetzt und nicht über den Umweg einer Kurbelwelle wie beim Hubkolbenmotor. Dadurch ergibt sich bei dieser Technik eine Exzenterwellenumdrehung pro Zündvorgang. Der Kreiskolben-Wankelmotor hat nur eine einzige Exzenterwelle, der verwandte Drehkolben-Wankelmotor kommt ganz ohne Exzenterwelle aus.

Welche Fahrzeuge haben einen Wankelmotor?

1963 gab es das erste Serienfahrzeug mit Wankelmotor, den NSU Wankel Spider. In den 1970er-Jahren wurden verschiedene Serienwagen mit dieser Art Motor hergestellt. Der bekannteste ist bis heute der NSU Ro-80, der bis 1977 produziert wurde. Auch für Motorräder und Boote verwendeten manche Hersteller Wankelmotoren. Die meisten Produzenten ignorierten das Konstruktionsprinzip aber oder gaben es bald wieder auf. Nur Mazda baute für eine längere Zeit Fahrzeuge mit Kreiskolbenmotor, entwickelte das Konstruktionsprinzip weiter und griff es 1992 mit dem Sportwagen RX-7 noch einmal auf. 2012 stellte man die Produktion seines Nachfolgers, des Mazda RX-8, jedoch endgültig ein. Er war das letzte Serienfahrzeug mit Wankelmotor. Seitdem werden Fahrzeuge mit dieser Technologie nicht mehr gebaut.

Welche Vorteile hat der Wankelmotor für ein Auto?

• Der Wankelmotor kommt mit viel weniger beweglichen Teilen aus als ein Hubkolbenmotor. Dadurch kann er sehr kompakt konstruiert werden und nimmt im Fahrzeug wenig Platz ein. Diese kompakte Bauweise gilt als einer der Hauptvorteile.
• Durch die einfachere Gassteuerung, die keine Ventile benötigt und damit auch keine damit verbundenen Teile wie Kipphebel, Stössel, Nockenwelle und Ventilspielausgleich, hat der Wankelmotor ein günstigeres Verhältnis zwischen Leistung und Gewicht.
• Der Wankelmotor hat einen weicheren Lauf mit weniger Vibrationen, weil sich alle beweglichen Teile drehen, anstatt sich auf und ab zu bewegen.
• Das Drehmoment ist gleichmässiger als bei einem Hubkolbenmotor.

Welche Nachteile hat der Wankelmotor?

• Der thermische Wirkungsgrad ist ungünstiger, weil es viele wärmeabführende Flächen gibt und dadurch grössere Wärmeverluste entstehen.
• Die grösseren Dichtflächen des Wankelmotors haben einen höheren Druckverlust zur Folge.
• Aufgrund des nicht optimal geformten Brennraums ist das Abgasverhalten des Wankelmotors deutlich schlechter.

Passt der Wankelmotor in die moderne Automobiltechnik?

Kurz zusammengefasst lauten die Vorteile des Wankelmotors: Laufruhe und kompakte Bauweise. Auf der Seite der Nachteile stehen dagegen Unzuverlässigkeit, hoher Kraftstoffverbrauch und schlechte Abgaswerte. Das Problem der Anfälligkeit und des hohen Wartungsaufwands, das vor allem in den 1960er- und 1970er-Jahren noch sehr gross war, konnte zwar mit der Zeit verbessert werden, blieb aber grundsätzlich bestehen. Schwerer wiegen in der heutigen Zeit die hohen Verbrauchs- und die schlechten Abgaswerte, die den Wankelmotor nicht gerade als Zukunftstechnologie mit Potenzial erscheinen lassen. Schliesslich waren es auch moderne Abgasnormen, die für das letzte Serienfahrzeug mit Kreiskolbenmotor, den Mazda RX-8, das Aus bedeuteten.

Hat der Wankelmotor eine Zukunft?

2015 stellte Mazda auf der Tokyo Motor Show noch einmal einen Prototypen mit Wankelmotor vor, den Sportwagen RX-Vision. Das Modell erregte viel Aufsehen, ging aber nie in Serie. Seitdem wird immer wieder einmal über ein Revival dieses Motorentyps spekuliert. Es gab Experimente mit Wasserstofftechnologie, für die sich der Wankelmotor aufgrund seiner Bauweise viel besser eignet als ein Hubkolbenmotor. Auch hier war Mazda führend. Auch für einen Hybridantrieb oder als Reichweitenverlängerer (Range Extender) für ein Elektrofahrzeug könnte ein Wankelmotor interessant sein, vor allem wegen seiner kompakten Bauweise. Dennoch gilt es als eher unwahrscheinlich, dass Felix Wankels Konstruktionsprinzip noch einmal in grossem Stil aufgegriffen wird, weil die technische Entwicklung heute in Richtung Elektromotoren geht.