Geschichte des Wankelmotors Hier geht's rund

Der Wankelmotor, benannt nach seinem Erfinder Felix Wankel, ist an sich eine gute Idee. Allerdings hat er auch seine Schwächen. Darum hat er sich trotz großem Interesse bei vielen Autoherstellern nie richtig durchsetzen können – nur Mazda hält weiterhin daran fest.

Seit sich Entwickler mit Fahrzeugantrieben beschäftigen, suchen sie nach einem Antriebsaggregat, das lediglich mit rotierenden Teilen auskommt. Denn wenn man nicht den Umweg über eine Hubbewegung gehen muss, um eine Drehbewegung zu erzeugen, lassen sich kompaktere und leichtere Triebwerke bauen. Darum stand der Elektromotor schon von Anfang an hoch im Kurs bei den Ingenieuren; später kam noch die Gasturbine hinzu. Doch diese Aggregate verursachten damals andere Probleme. Für die E-Motoren waren die Batterien noch nicht leistungsfähig genug, und die Turbinen ließen sich thermisch nur schwer in einen engen Fahrzeugantrieb integrieren.

Eine alte Idee

Erste Überlegungen zu Rotationskolbenmaschinen gab es bereits im 16. Jahrhundert. Damals ging es jedoch um Wasserpumpen. Diese hatten durchaus konstruktive Ähnlichkeit mit den späteren Kreis- und Drehkolbenmotoren.

Schon 1924 hatte Felix Wankel die Idee, einen Verbrennungsmotor mit einem rotierenden Kolben zu bauen. Den grundsätzlichen Ablauf von Ansaugen, Verdichten, Zünden und Ausstoßen hielt er nämlich für das Benzin am geeignetsten. Darum kam für ihn eine Turbine nicht in Frage. Allerdings wollte er den Aufwand verringern, den man betreiben muss, um die Gaskraft in eine rotierende Bewegung umzuwandeln.

Wankel hatte sich als Autodidakt in die Technik eingearbeitet. Er hatte weder ein technisches Studium noch eine technische Ausbildung. Aber er hatte ein großes Faible für die Fahrzeugtechnik und deshalb zum Beispiel mit systematischen Versuchen die Funktion der damaligen Motorsteuerungen verbessert. Die Präzision seiner Versuche und der Fortschritt, den er damit erreichte, stießen schnell auf eine große Resonanz in der Industrie. So wies er beispielsweise nach, dass eine wirksame Abdichtung bei einer Drehschiebersteuerung nur durch den Gasdruck zustande kommt. Diese Erkenntnis führte letztlich auch zu einer Verbesserung der Kolbenringe.

Bereits 1932 baute er eine erste Drehkolbenmaschine, die zwar nur kurz lief, aber als Verdichter gute Ergebnisse erzielte. Seine Idee weiterentwickeln konnte er, als er 1951 vom Autohersteller NSU einen Forschungsauftrag zum Entwickeln von Drehschiebersteuerungen bekam, der später auf Rotationkolbenmaschinen erweitert wurde.

Geheimsache Kreiskolben

Bei den von Wankel konstruierten Drehkolbenmotoren (DKM) drehten sich die Kammer als Außenläufer und der Drehkolben als Innenläufer um eine feste zentrale Welle. Der Kolben diente hierbei lediglich als Absperr- und Steuerelement, die Kraft wurde über den Außenläufer abgegeben. Der komplizierte Aufbau verursachte jedoch immer wieder Probleme. Außerdem musste zum Zündkerzenwechsel der ganze Motor auseinandergenommen werden.

Deshalb konstruierte der NSU-Ingenieur Hanns-Dieter Paschke 1957 einen einfacher aufgebauten Kreiskolbenmotor (KKM), bei dem nur noch der Kolben um eine Exzenterwelle rotierte. Das hielt NSU jedoch vor Wankel geheim, da dieser gegen eine solche Vereinfachung gewesen wäre. Als er dann doch davon erfuhr, soll er erbost gesagt haben: „Sie haben aus meinem Rennpferd einen Ackergaul gemacht.“ Durch diese Meinungsverschiedenheiten war das Verhältnis zwischen NSU und Wankel zerrüttet.

Auch bei NSU führte der Weg zum Motor über Kompressoren. So konstruierte Paschke 1956 einen Drehkolbenkompressor, der einen 50-cm³-Zweitakt-NSU-Quickly-Motor auf damals beachtliche 13,5 PS auflud. Dieser Antrieb sorgte in dem NSU-Stromlinienfahrzeug Baumm II mit 196 km/h für einen Weltrekord.

Es dauerte bei NSU bis Mitte 1958, bis zum ersten Mal ein Kreiskolbenmotor richtig rund lief. 1963 präsentierte der Hersteller dann den NSU Spider mit Kreiskolbenmotor auf der Internationalen Automobilausstellung in Frankfurt.

Mazda steigt ein

Schon 1961 hatte auch Mazda gefallen am Wankelmotor gefunden und mit NSU eine Lizenzvereinbarung geschlossen. Dem folgten später zahlreiche andere Hersteller wie Alfa Romeo, Ford, General Motors und Mercedes-Benz. Noch im gleichen Jahr stellte Mazda seinen ersten Motoren-Prototyp fertig; 1964 enthüllten die Japaner auf der Tokyo Motor Show den Prototyp des Cosmo Sport 110 S mit Kreiskolbenmotor.

NSU war jedoch fest entschlossen, als erster Autohersteller ein Serienfahrzeug mit Kreiskolbenmotor auf die Straße zu bringen: 1964 begannen Produktion und Verkauf des Spider, eines zweisitzigen Cabrios mit 498-cm³-Einscheiben-Triebwerk im Heck. Für viele Experten war das ein voreiliger Entschluss. Denn der Wankelmotor war noch nicht ausgereift. Mazda hatte bei seinem Cosmo Sport deutlich weniger Probleme, als er 1967 auf den Markt kam. Deshalb geriet NSU in Zugzwang. Auch den futuristischen Ro80 brachte NSU 1967 überhastet auf den Markt, um weltweit der Erste zu sein, der einen Zweischeiben-Wankelmotor im Programm hat. Die daraus entstandenen Garantiekosten brachten NSU jedoch bald in Geldnot.

Als einziger Hersteller schaffte es Mazda, den Wankelmotor längerfristig in die Serienfertigung zu integrieren. Die Modelle RX-7 und RX-8 sind legendär.

Als Vorteile des Wankel-Antriebsaggregats galten geringeres Gewicht, kleinerer Raumbedarf, vibrationsarmer Lauf und es waren weniger Bauteile erforderlich als bei einem herkömmlichen Hubkolbenmotor mit dieser Motorleistung. Allerdings hat der Motor durch die ungünstige Form des Brennraums einen schlechten thermischen Wirkungsgrad, was zu einem hohen Verbrauch führt. Auch sein Abgasverhalten ist schlecht. Darum konnte er sich nie im Massenmarkt durchsetzen. Mazda nutzt ihn nun als Antrieb für einen Stromgenerator im MX-30 Plug-in-Hybrid. Vielleicht ist das genau die Anwendung, für die der Wankelmotor wirklich gut geeignet ist.

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