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Kreiskolbenmotor

13 Februar 2011 Keine Kommentare PDF Drucken Drucken

Was Mann wissen muss

Der Wankelmotor oder auch Kreiskolbenmotor ist ein Verbrennungsmotor, bei dem der so genannte Kreiskolben, auf einer Exzenterwelle angeordnet, in einem Trochoidgehäuse (ein in der Mitte leicht eingeschnürtes Gehäuse) kreist und gleichzeitig um seine eigene Achse rotiert. Im Gegensatz zum Hubkolbenmotor, bei dem eine Hubbewegung in eine Drehbewegung umgesetzt werden muss, geht hier die bei der Verbrennung freiwerdende Energie direkt in eine Drehbewegung der Exzenterwelle über.

Die Kontur des Kreiskolbens besteht aus drei abgeflachten Kreisbögen und sieht aus wie ein „bauchiges“ Dreieck (Reuleaux-Dreieck). Die Ecken stehen ständig in Kontakt mit dem Trochoidgehäuse und bilden so drei unabhängige Arbeitsräume.

Die einzigen bewegten Teile des Wankelmotors sind der Kolben sowie die Exzenterwelle. Die Einlass- und Auslassöffnungen werden vom Kolben selbst geöffnet und geschlossen.

Beim Umlauf des Kolbens bilden dessen drei Kanten mit der Gehäusewand drei Kammern mit variablem Volumen, in denen jeweils während einer Kolbendrehung ein vollständiger Viertakt-Ottoprozess mit Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen abläuft. Es spielen sich somit in den drei Kammern immer drei von vier Arbeitstakten gleichzeitig ab und nach jeder vollen Kolbendrehung hat der Motor dreimal den kompletten Viertakt-Ottoprozess durchlaufen.

Läuft der Kolben am Einlassschlitz vorbei, (Bild oben) 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 (Bild rechts) wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch im zweiten Arbeitstakt verdichtet. Wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch seine höchste Dichte erreicht und die Zündkerze passiert hat, wird das Gemisch gezündet (Bild unten). Die bei der Verbrennung freiwerdende Wärme führt zu einer Druckzunahme, wodurch am Kreiskolben nutzbare Arbeit verrichtet wird. Danach wird das verbrannte Kraftstoff-Luft-Gemisch durch die frei gewordene Auslassöffnung ausgestoßen (Bild links).

Wichtige Entwicklungsschritte waren 1963 der weltweit erste PKW mit Wankelmotor (NSU Spider), 1967 der NSU Ro 80 und 1969 die Daimler-Benz-Studie C 111 mit zunächst einem Dreischeibenmotor und 1970 mit vier Kolben. Gegenwärtig ist der Mazda RX8 das einzige in Deutschland erhältliche Wankelmotor-Auto.

(ts)

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