Der Wankelmotor – eine besondere Form des Antriebs. Der Wankelmotor, nach seinem Erfinder Felix Wankel benannt, ist ein Rotationskolbenmotor. Es gibt zwei Versionen dieses Motorenkonzepts, den Drehkolben-Wankelmotor und den Kreiskolben-Wankelmotor. Wankelmotoren wandeln Verbrennungsenergie direkt in Drehbewegung um. Die Hubbewegung, wie beim Hubkolbenmotor entfällt. Als einziger erlangte der von Hanns Dieter Paschke gebaute Kreiskolben-Wankelmotor wirt- schaftliche Bedeutung. Im Allgemeinen wird dieser als Wankelmotor bezeichnet.
Geschichte des Wankelmotors
Rotationskolbenmaschinen wurden schon im 16. Jh. für den Bau von Wasserpumpen eingesetzt. 1636 erfand Graf Pappenheim die Zahnradpumpe, eine Drehkolben- maschine, die noch heute in Ölpumpen vieler Automotore zu finden sind. Selbst James Watt konstruierte 1782 eine drehkolbenartige Umlaufkolbendampfmaschine.
1932 baute Felix Wankel, ein berühmter Erfinder, die Drehkolbenmaschine DKM 32, die allerdings nur kurz läuft. Felix Wankel nimmt 1951 wieder die Zusammenarbeit mit den Goetze-Werken in Burscheid auf. Es gibt einen Forschungsauftrag für die Entwicklung von Drehscheibenmotoren. Kurz darauf wird dieser auf Rotationskolbenmaschinen erweitert. Von nun an wird gezielt nach schnelldrehenden Drehkolbenmaschinen geforscht. Hanns Dieter Paschke entwickelte 1956 den Drehkolbenkompressor DKK 56.
Der DKM 54 läuft am 1. Februar 1954 zum ersten Mal. Im April 1957 wird der Motor von Alkohol auf Benzin umgestellt. Der Motor erzielt die gleiche Leistung und läuft ruhiger. Mehr als 20 PS sind aus 125 qcm nicht zu erreichen. Ohne Kenntnis von Wankel beginnt die Entwicklung des KKM 57P Felix Wankel nannte später diesen Motor nur einen Ackergaul.
1960 wird erstmals ein Auto mit einem Wankelmotor betrieben. Es läuft mit einem KKM 250. Von vornherein als Automotor konstruiert wird der KKM 400 entwickelt. Im gleichen Jahr wurde diese Technik in Automobilen eingebaut. In der folgenden Zeit wurden auch Wankel-Diesel entwickelt.
Beschreibung des Arbeitsablaufs
Der Kreiskolbenmotor arbeitet nach dem Viertaktprinzip. 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 passiert hat, wird das Gemisch gezündet. Die bei der Verbrennung freiwerdende Wärme führt zu einer Druckzunahme, wodurch am Kreiskolben nutzbare Arbeit verrichtet wird. Bei dieser Drehung des Arbeitsraumes vergrößert sich das Brennraumvolumen wieder. Man spricht dabei vom Arbeitstakt.
Im Gegensatz zu einem Hubkolbenmotor 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.
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 und 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.