Wankelmotor

Wankelmotor Bild in Infobox. Die Kolben des Wankelmotors sind nicht zylindrisch.
Andere Namen Rotationskolbenmotor
Technische Eigenschaften
Kühlung Wasser
Brennbar Benzin

Der Wankelmotor ( [ v ɑ̃ . K ɛ l ] ) ist ein nach dem Beau de Rochas-Zyklus arbeitender Rotationskolbenmotor , bei dem ein "dreieckiger" Kolben die Energie aus der Verbrennung von Kraftstoff in mechanische Rotationsenergie umwandelt, die auf die Motorwelle über einen Kurbelzapfen . Der Wankelmotor wird gemeinhin und fälschlicherweise als „  Rotationsmotor  “ bezeichnet. Der Begriff "Rotationskolbenmotor" ist passender, weil "Rotationsmotoren" historisch gesehen Rotationszylinderkopfmotoren waren, die in der frühen Luftfahrt üblich waren.

Im Gegensatz zum Kolbenmotor mit linearer Bewegung in einem Zylinder verwendet der Wankelmotor kein Pleuel-Kurbel-System . Es erzeugt keine hin- und hergehende Bewegung, wodurch Bewegungsumwandlungen, Reibung, Vibrationen und Geräusche reduziert werden. Das Set enthält auch eine reduzierte Anzahl von Teilen. Diese Vorteile machen es zu einer attraktiven technischen Lösung; es findet ein breites Anwendungsspektrum in allen Bereichen des Transportwesens ( Autos , Motorräder , Flugzeuge ). Sein Einsatz in Serienfahrzeugen bleibt dennoch in der Minderheit, vor allem wegen des hohen Verbrauchs und der Dichtungsprobleme aufgrund der komplexen Geometrie des Stators.

Der Wankelmotor auf dem Prinzip der basiert Flügelpumpe , die Termine in die zweite Hälfte des Rückens XVI th  Jahrhundert. Doch erst in den 1950er Jahren wurde der Motor in seiner heutigen Form von seinem Namensgeber, dem deutschen Ingenieur Felix Wankel von NSU , entwickelt, der ihn als erster Hersteller auf Motorrädern einsetzte die Lizenz an andere Hersteller, insbesondere Mercedes-Benz , Citroën und Mazda . NSU schloss sich 1967 mit Citroën zusammen, um die Firma COMOTOR zu gründen, die die Motoren für den NSU Ro 80 , den Citroën GS Birotor sowie Prototypenmotoren, insbesondere für den Citroën-Hubschrauber oder Prototypen des CX, herstellte . Im Automobilbereich hat der Hersteller Mazda 2010 diesen Motor noch in seine Fahrzeuge integriert und war als ergänzender Motor in Hybridantrieben vorgesehen .

Historisch

Drehkolbenmaschinen

Das Prinzip Wankelmotor geht zurück auf die der Rotationskolbenmaschinen und insbesondere , dass die Flügelpumpe , entwickelt von Agostino Ramelli in der zweiten Hälfte des XVI ten  Jahrhundert und noch heute üblichen. Es handelt sich um eine Kreiselpumpe, deren Rotor mit mehreren radial verschiebbaren Flügeln ausgestattet ist, die die Förderung des Fördermediums gewährleisten. Graf Pappenheimgasse erfand 1636 die Zahnradpumpe zum Sammeln von Wasser aus einem Brunnen. Die Zahnradpumpe wird regelmäßig als verwendet Öl in der Pumpe die meisten Automotoren heute.

In 1901 legte die amerikanische Cooley ein Patent für eine Rotationskolbenmaschine eine Beschreibung von internen Epizykloide . Die Besonderheit dieser Dampfmaschine ist die Verwendung eines Zahnradgetriebes zum Drehen des Kolbens.

In 1908 nahm der englische Umpleby das System von Cooley entwickelt über und angepasst es eine Verbrennungsmaschine zu erhalten. Dennoch gelingt es Umpleby nicht, alle Probleme im Zusammenhang mit der Abdichtung und der Kinematik des Kolbens zu lösen .

Die Schweden Wallinder und Skoog melden erstmals einen Verbrennungsmotor nach dem Prinzip eines Rotationskolbens mit Zahneingriff zum Patent an, dessen fünfzackiger Sternkolben einer hypozykloiden Kurve folgt . Dieser Motor mit einem Drehzahlverhältnis von 5/6 ist für die Zwei- oder Viertaktverbrennung geeignet. Ein ähnlicher Motor wird in den 1930er Jahren vom Franzosen Dimitri Sensaud de Lavaud entwickelt , finanziert von den Automobilherstellern Citroën und Renault sowie dem Luftministerium  : Er verwendet ein Reuleaux-Dreieck als Kolben, wie der aktuelle Wankelmotor. Die Kraft wird über einen Außenrotor übertragen. Dieser Motor wird jedoch aufgrund verschiedener Dichtungs-, Schmier- und Kühlprobleme nie eine ausreichende Leistung erreichen , so dass die Arbeit nach drei Jahren eingestellt wird.

Werke von Felix Wankel

Felix Wankel , ein deutscher Ingenieur mit Leidenschaft für die mechanische Konstruktion und Bedienung von Maschinen, gründete 1924 seine eigene Werkstatt in Heidelberg, wo er die ersten Skizzen für einen Kreiskolbenmotor entwarf. Es beschäftigt sich insbesondere mit der Lösung der Dichtungsprobleme, die vom Ministerium für Luft- und Kriegsmarine im Dritten Reich stark subventioniert wurden . Mit „seiner Erfahrung als Müller, seinem Streben nach Präzision und seiner umfangreichen Forschung im Bereich Segmentierung und Dichtungen“ kann Wankel eine bereits fortschrittliche Technologie präsentieren. Da die Folgen des Zweiten Weltkriegs jedoch für den deutschen Industrieapparat katastrophal sind, wollen die Investoren einen neuen effizienten und kostengünstigen Motor entwickeln.

Es war in 1951 , dass Wankel seine ersten Kontakte mit verschiedenen Unternehmen hergestellt und insbesondere NSU mit dem er unterzeichnet, die20. Dezember 1951, ein Verbandsvertrag für den Kreiskolbenmotor. Allerdings setzt NSU die Maschine von Felix Wankel nicht als Motor ein, sondern verbaut sie bei einigen Motorrädern als Kompressor , um das Verdichtungsverhältnis und damit die Leistung ihrer klassischen Wärmekraftmaschine zu erhöhen. Der "Wankel-Kompressor" ist vielversprechend, denn die NSU-Motorräder werden in den USA mit 192,5  km/h einen neuen Geschwindigkeitsrekord aufstellen .

Erst 1959 verkündete NSU offiziell "  Der Rotationsmotor ist erfolgreich  " und die bevorstehende Kommerzialisierung eines von einem Rotationskolbenmotor angetriebenen Automobils.

Design

NSU begann in Zusammenarbeit mit Felix Wankel und weiteren Geschäftspartnern von 1954 bis 1957 mit der Konstruktion eines experimentellen Automobilprototyps mit Wankelmotor. Das1 st Februar 1957, wird der DKM 54 genannte Prototyp auf einem „Motorenprüfstand“ getestet und zeigt vielversprechende Leistungen. Der Motor, mit einer Kapazität von 125  cm 3 , deren Durchmesser auf 26 begrenzt  cm , verwaltet zu entwickeln 29  PS bei 17.000  Umdrehungen pro Minute . Damals wurden nur vier DKM 54 gebaut.

Die DKM-Version des Wankelmotors, der die Kraft über einen Außenläufer überträgt, kann laut NSU aufgrund seiner komplexen Umsetzung der Serienproduktion nicht standhalten. Ab 1957 gab NSU das Prinzip des Außenrotors zugunsten eines Planetengetriebes (KKM) auf, bei dem der Außenrotor nun stillsteht, während der Kolben auf einer Exzenterwelle rotiert. Der Nachteil dieses neuen Systems besteht darin, dass es nicht mehr möglich ist, hohe Motordrehzahlen zu erreichen.

In 1960 produzierte NSU einen experimentellen Prototyp KKM 250 , die es auf einem installierten modifizierten Prinz für Straßentests. Der Prototyp mit einem Fassungsvermögen von 250  cm 3 entwickelt eine Leistung von 30  PS bei 5.000  U/min , eine Leistung, die viel geringer ist als die des vorherigen Prototyps. In 1963 entschied NSU dennoch ein Modell mit einem 500 ausgestattet auf den Markt cm 3 KKM 500  . Der NSU Spider wird damit das erste Automobil mit Wankelmotor, der im hinteren Überhang platziert und von einem Solex- Vergaser angetrieben wird . Der Spider leistet 50 PS bei 6.000 U / min und kann 150 km/h erreichen .    

Entwicklung

Leider werden der übermäßige Verbrauch und die begrenzte Zuverlässigkeit des Spiders aufgrund des Prinzips des Wankelmotors die Oberhand gewinnen: Die Produktion wird im Juli 1967 nach 2375 verkauften Exemplaren eingestellt. Obwohl die Produktion deutlich geringer als erwartet ausfiel, war Tsuneji Matsuda, Vorsitzender der Toyo Kogyo- Gruppe (jetzt Mazda ), sehr früh an diesem neuen Motor interessiert und nahm persönlich Verhandlungen mit NSU auf. Sie werden im Juli 1961 mit Zustimmung der japanischen Regierung zu einem Kooperationsvertrag führen .

Mazda schnell konfrontiert, wie NSU, Zuverlässigkeitsprobleme aufgrund der Phänomene der Reibungsschwingungen der Kamm- Segmente in der Verbrennungskammer zu nehmen und Erzeugen von charakteristischen „  Rattermarken  “ oder Klopfzeichen. In diesem Fall verschleißt das Firstsegment schnell und dichtet nicht mehr ab. Die Lebensdauer des Motors wird stark reduziert.

Zahlreiche Studien werden mit dem Ziel durchgeführt, die Effizienz der Abdichtung zu verbessern und Motorschwingungen zu reduzieren. Eine erste Studie befasst sich mit der Optimierung der verwendeten Materialien für das Gehäuse und die Segmente . Tatsächlich wurde gefunden , dass die Kohlenstoff und Gussstahl für die Segmente verwendet , nicht kompatibel ist, vor allem , wenn Plattierung in Chrom auf das aufgetragen wird Gehäuse . Um den Austausch aller Materialien zu vermeiden, verwenden die deutschen Hersteller Daimler und Mercedes-Benz ein Verfahren der Marke Nikasil, eine von Mahle entwickelte Oberflächenbehandlung , bei der Siliziumkarbid-Partikel mit Nickel kombiniert werden . Es hat den Vorteil, das Öl besser zu fixieren und somit die Schmierung zu verbessern. Nachdem die Nikasil-Behandlung ab 1978 beim luftgekühlten Boxermotor der Basis Citroën Visa eingesetzt wurde , wird sie häufig im Zylinderbau von Zweitaktmotoren von Motorrädern verwendet. Es reicht jedoch nicht aus, das Problem des Verschleißes der Segmente zu lösen. Mazda findet zwar eine Lösung in der Herstellung von Hohlsegmenten mit gekreuzten Kanälen, doch greift der Hersteller wegen einer zu teuren Fertigung auf Segmente aus selbstschmierender Carbon imprägniert mit Aluminium zurück.

Massenproduktion

In den 1960er Jahren entwickelte Mazda Motoren, die nicht mehr mit einem einzigen Rotor, sondern mit zwei, drei oder sogar vier Rotoren ausgestattet waren. Die Kombination mehrerer Rotoren ermöglicht es, Drehmomentschwankungen durch die Abfolge von "Aussetzern" und normalen Verbrennungen zu reduzieren . Der erste Doppelrotormotor mit 2 × 399 cm 3 Hubraum  wird in einem Mazda Typ L8A, einem Sportprototyp, verbaut.

Die Mazda Cosmo Sport 110S , in gestartet 1967 , folgt die NSU Spinne und wird die zweite Serienauto der Welt mit einem Wankelmotor ausgestattet werden. Es geht der NSU RO80 Limousine um einige Monate voraus. Ausgestattet mit einem 2 × 491 cm 3 Doppelrotor  entwickelt der Cosmo Sport 110  PS . Die Produktion wurde 1972 mit 1.519 verkauften Exemplaren eingestellt.

Nur wenige Automobilmodelle werden mit einem Rotationskolbenmotor ausgestattet, obwohl Citroën und NSU gemeinsam im Rahmen ihrer gemeinsamen Tochtergesellschaft Comotor im Saarland ein Werk zur Herstellung des „  Comotor-Motors  “ (Wankel Birotor) errichten. In Frankreich vertreibt nur Citroën ein Auto mit einem Doppelrotor-Wankelmotor. Der Citroën GS Birotor , der ab 1972 erstmals in Form eines experimentellen Einrotor-Prototyps namens M35 vorgestellt wurde , fand nicht den erwarteten Erfolg. Obwohl aus Sicht des Motors/Fahrwerks innovativ, verunsicherte sein übermäßiger Verbrauch und seine Zuverlässigkeit potenzielle Käufer - die Ölkrise der 1970er Jahre ließ den Benzinpreis in die Höhe treiben.

Dennoch war der luxuriöse NSU Ro 80 , das neueste Modell der Marke, deutlich erfolgreicher als der Citroën, da zwischen 1967 und 1977 37.389 Einheiten verkauft wurden “. Auch sein Ehrgeiz zeigt sich deutlich, denn der Name „Ro 80“ bezieht sich auf seine Technik, die die der 1980er Jahre repräsentieren soll: Er will den Wankelmotor als Kraftfahrzeug durchsetzen und damit „alternative“ Motoren verdrängen.

Ablehnung des Interesses

Der Wankelmotor, der zu einem ungünstigen Zeitpunkt auf den Markt kam, seit 1973 der erste Ölschock die Welt erschütterte , konnte trotz seines attraktiven Konzepts seinen Mangel an Erfahrung mit konventionellen Motoren nicht ausgleichen. Obwohl er leise und vibrationsfrei ist, bleibt sein übermäßiger Verbrauch ein Hindernis für seine Entwicklung. Es wäre notwendig gewesen, einen Turbolader hinzuzufügen, um einen Teil der im Abgas abgegebenen Energie zurückzugewinnen. Bis Anfang der 1980er Jahre arbeitete das Konstruktionsbüro von Citro 1980n weiter am Kreiskolbenmotor . Doch nach der Übernahme von Citroën durch Peugeot wurde die zu teure Forschung endgültig aufgegeben.

Mazda , das mehr als zwei Jahre vor der Citroën-Prototypenserie mit der Produktion von Automobilen mit Rotationskolbenmotor begann, war 2009 der einzige Hersteller, der Automobilmodelle mit Wankelmotor anbot, einer der bekanntesten ist der Mazda RX-8 . Der Verkauf des Mazda RX-8 nicht mehr in Frankreich im Jahr 2010 und in der Welt im Jahr 2012. Diesen Hersteller gelungen , die zu gewinnen 24 Stunden von Le Mans in 1991 mit dem Mazda 787B , ein Prototyp durch ein atmosphärisches Wankel Quadrocopter von angetrieben 700  PS . Dieser Sieg war jedoch nur von kurzer Dauer, da er auf Druck anderer Automobilhersteller zum Verbot dieser Art der Motorisierung durch den Sportverband der Disziplin führte.

Neustart?

Der Wankelmotor scheint als Range Extender im Hybrid-Elektro-/Benzinmotor neues Leben zu finden . Einige Hersteller nutzen es aufgrund seiner Einfachheit, Leichtigkeit, Kompaktheit sowie seines vernünftigen Verbrauchs und Verschleißes bei konstanter Geschwindigkeit als Backup-Motor, um die Batterien aufzuladen und die Reichweite von Hybridfahrzeugen zu erweitern. Der Booster-Motor ist auch leiser und emittiert weniger Vibrationen.

Beschreibung

Kolben (Rotor)

Der Drehkolben (Rotor) ist der mechanische Teil, der den Schub der Verbrennungsgase auf die Motorwelle überträgt. Beim Wankelmotor hat der Rotationskolben die Form eines krummlinigen gleichseitigen Dreiecks, das als „  Reuleaux-Dreieck  “ bezeichnet wird. Jede der drei Seitenflächen des Kolbens ist ausgehöhlt, um das Volumen des Brennraums zu vergrößern . Form und Volumen dieser Aussparung sind so festgelegt, dass ein optimales Verhältnis zwischen spezifischer Leistung, Kraftstoffverbrauch und Abgasführung erreicht wird.

Der Kolben nimmt ein Hohlrad mit Innenverzahnung auf, das mit einem vom Stator getragenen festen Ring kämmt. Das Übersetzungsverhältnis beträgt 3: 2. Dieser Eingriff gewährleistet die ( kinematische ) Führung des Kolbens, ist jedoch nicht an der Übertragung des Motordrehmoments beteiligt, das von einem großen Exzenter erzeugt wird, der von der Motorwelle (Kurbelwelle) getragen wird und auf dem Kolben zentriert ist. Die Kinematik des Wankelmotors ist so ausgelegt, dass die Motorwelle 3 Umdrehungen für eine vollständige Umdrehung des Rotors macht. Die beiden dreieckigen Flächen des Kolbens sind ebenfalls gleichmäßig und kreisförmig ausgehöhlt, mit einem Durchmesser etwas größer als der des Bodens und einer Tiefe in der Größenordnung von 0,1 bis 0,15  mm . Die erhaltenen kreisförmigen Oberflächen, die als „Rotorfläche“ oder „  Rotorsteg  “ bezeichnet werden , definieren die Kontaktposition zwischen dem Kolben und den Flanschen, wobei Teile die Umschließung der Motorkammern verschließen.

Die signifikanten Einschränkungen im Zusammenhang mit der Verbrennung der Frischgase erforderlich , das Material um den Kolben zu bilden , haben eine sehr gute Beständigkeit gegen Ermüdung bei hohen Temperaturen, einen niedrigen Koeffizienten der thermischen Ausdehnung und eine hohe Oberflächenhärte . Aus diesen Gründen wird im Allgemeinen der Guss in Kugelgraphit gewählt. Um die rotierenden Massen zu reduzieren, wird häufig auch durch Oberflächenbehandlungen geschütztes Aluminium verwendet.

Trochoide (Stator)

Das Gehäuse (Stator), das Gehäuse, in dem der Kolben geführt wird, wird durch die Lage der Kolbenspitzen definiert. Letztere folgt einer epitrochoiden Kurve , deren Einhüllende die Form des Gehäuses definiert, in diesem Fall Trochoide genannt. Obwohl maßlich möglich, kann sich der Kolben in einem kreisförmigen Stator nicht drehen, da dann das Volumen der Kammern nicht variiert und die Richtung des bei der Verbrennung ausgeübten Gasdrucks mit der Mitte der Kurbelwelle zusammenfallen würde.

Die Epitrochoidengleichung wird in kartesischen Koordinaten durch das folgende Gleichungssystem gegeben, wobei die Exzentrizität, die Länge zwischen der Kolbenmitte und einem der Eckpunkte des Kolbens und der Drehwinkel bezeichnet:

.

Das Gehäuse, das eigentlich aus der Trochoide ( "  Rotorgehäuse  " ) und zwei Flanschen ( "  Seitengehäuse  " ) besteht, die zum Verschließen des Gehäuses erforderlich sind, muss den durch die Verbrennung induzierten mechanischen Belastungen standhalten, um die Temperaturdifferenz zu minimieren. gegeben, dass das Kurbelgehäuse an verschiedenen Stellen unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt ist - und jegliche Verformung für die einwandfreie Funktion des Motors zu begrenzen.

Die Trochoide ist insbesondere stärkeren thermomechanischen Belastungen ausgesetzt als bei Ventilmotoren. Da der Durchtritt der Frischgase und der verbrannten Gase immer in zwei unterschiedlichen Zonen erfolgt, kann die Temperatur nicht gemittelt werden, was auch zu starken thermochemischen Belastungen des Schmierstoffs führt.

Motorwelle, Lager und Exzenter

Beim Wankelmotor ist die Motorwelle (oder Abtriebswelle) der Teil, der die Umwandlung der Rotationsbewegung des Kolbens in eine Rotationsbewegung gewährleistet (3 Umdrehungen der Motorwelle für einen vollständigen Zyklus des Rotors). Ihre Funktion unterscheidet sich daher deutlich von der der Kurbelwelle bei einer konventionellen Wärmekraftmaschine. Die Motorwelle besteht aus Zapfen ( Lagern ) und Exzentern . Die Lager sorgen für die Drehführung der Welle im Motorgehäuse. Die Anzahl der Lager entspricht der Anzahl der Kolben (zuzüglich eines Wellenendlagers). Die Exzenter, einer pro Kolben, sind radial von der Motorachse um einen der Exzentrizität der Trochoide entsprechenden Wert versetzt . Sie rotieren in einem kreisförmigen Gehäuse ( Bohrung ), das in der Mitte jedes Kolbens positioniert ist. Der Durchmesser der Exzenter ist groß dimensioniert, um die Anpressdrücke zu minimieren und das Motordrehmoment trotz des geringen Wertes der Exzentrizität (unter 20  mm bei einem 1300 cm 3 Motor  ) korrekt zu übertragen . Der Querschnitt der Exzenter ist daher einmalig größer als der der Lager (siehe nebenstehendes Foto).

Die Abtriebswelle eines Wankelmotors kommt ohne Kurbeln oder Gegengewichte aus , was zu einer besonders kompakten Geometrie führt. Im Gegensatz zum konventionellen Motor ist er keinen nennenswerten Torsions- oder Biegeschwingungen ausgesetzt . Es wird im Allgemeinen durch Schmieden , erleichtert durch seine einfachen Formen , aus einem mit Chrom und / oder Molybdän legierten Stahl mit hoher mechanischer Festigkeit hergestellt . Drehzapfen und Exzenter werden spanabhebend und schleifend aufgenommen und die Schmierkanäle gebohrt.

Der Drehkolbenmotor weist konstruktionsbedingt eine "perfekte mechanische Balance" auf. Nichtsdestotrotz ist ein Ausgleich der Motorwelle durchgeführt wird, die Unregelmäßigkeiten des zu dämpfen , das Motordrehmoment , die charakteristisch für alle Verbrennungsmotoren. Der Ausgleich erfolgt durch Addition zweier Massen am Wellenende, die Form und das Trägheitsmoment hängen von der Triebwerksgeometrie ab (Abstand der Wuchtmassen zu den Rotoren, Anzahl der Rotoren, Rotormasse).

Operation

Präsentation

Dieser Verbrennungsmotor ist ein Rotationskolbenmotor oder ein Ausgleichsmotor mit Verdrängergetriebe. Es ist das einzige dieser Art, das eine industrielle Entwicklung erlebt hat. Wie jeder Viertaktmotor arbeitet er mit einem Gemisch aus Luft und Kraftstoff wie Ottomotoren .

Der Kolben, hier Rotor genannt, dreht sich in der Trochoide und begrenzt so drei Kammern, deren Volumina je nach Winkelstellung des Kolbens variieren. Jede der drei Seiten des Rotors bewegt sich weg und nähert sich dann dem Gehäuse an, wodurch nacheinander die Kompressions-, Explosions-, Expansions- und Auspuffzeiten erreicht werden können. "Die Kinematik (Führung) des Rotors wird durch einen Innenring ausgeführt Zahnrad verzahnt, das mit einem feststehenden Ritzel relativ zum Rahmen kämmt Die Motorwelle erhält das Motordrehmoment über einen Exzenter, der auf dem Rotor zentriert ist. Die Exzentrizität stellt das Verdichtungs- / Expansionsvolumenverhältnis ein.

Der Motor hat keine Ventile , sondern zwei Leuchten wie bei einem Zweitaktmotor, so dass er gegenüber 85 bei einem herkömmlichen Vierzylindermotor nur fünf bewegliche Teile hat. Diese Lichter, die durch den Durchgang des Rotors geschlossen und dann wieder geöffnet werden, ermöglichen zum einen den Einlass von frischen Gasen und zum anderen das Entweichen von verbrannten Gasen.

Eintritt

Das Ansauglumen kann entweder durch die Trochoide ("periphere Aufnahme") oder durch den Flansch ("seitliche Aufnahme") platziert werden. Bei einem peripheren Einlass werden die Lumen durch die Rippensegmente geöffnet oder geschlossen. Diese Art von Einlass bietet dem Gasfluss einen geringeren Widerstand, da die Richtung dieses Flusses der Umdrehung des Kolbens nicht entgegenwirkt . Bei einem seitlichen Einlass ist der Kolben dafür verantwortlich, ob sich der Einlasskanal öffnet oder nicht. Diese letztere Art des Einlasses unterliegt Beschränkungen, die von den Abmessungen des Kolbens und der Positionierung der Flankensegmente abhängig sind - es ist notwendig, die Überlappung der Flankensegmente mit dem Schlitz für eine gute Schmierung der Segmente zu vermeiden - die Richtung der Gasfluss usw. Andererseits maximiert dieser Eintritt die Öffnungszeit und Fläche.

Zündung

Bei einem Wankelmotor neigen die Zündkerzen im Allgemeinen bei niedriger Motorlast zum Verstopfen. Im Gegensatz zu einem Viertaktmotor, bei dem der geschwungene OT eine Reinigung der Zündkerze ermöglicht, hat der Wankelmotor wie der Zweitaktmotor keine "Reinigungszeit".

In der Regel werden zwei Zündkerzen pro Rotor verwendet, um die Verbrennung des Luft-Benzin-Gemisches auszulösen, um die Zündrate des Gemisches zu erhöhen. Da der Brennraum sehr abgeflacht ist, trägt das Hinzufügen einer zusätzlichen Zündkerze dazu bei, die Verbrennung und die Ausbreitung der Flammenfront zu verbessern. Darüber hinaus reduziert eine bessere Verbrennung den Schadstoffausstoß und insbesondere die Produktion von Kohlenwasserstoffen .

Schmierung

Wie bei herkömmlichen Ottomotoren wird das Öl in einem Sumpf unterhalb des Motors gespeichert. Eine vom Motor angetriebene Pumpe saugt das Öl an und fördert es dann zur Motorwelle, wo es die Lager, Exzenter und Kolben, Zahnkränze und Festritzel schmiert.

Die Flankensegmente und die Firstsegmente des Rotors werden auf besondere Weise geschmiert. Eine Dosiereinheit spritzt Öl in einer abhängig von der Motordrehzahl und der Öffnung der Vergaserklappen definierten Menge vor den Frischgasen in den Einlass ein . Um mögliche Schmierlücken zu vermeiden, wird dem Benzin ein Ölanteil von weniger als 1 % beigemischt, was sich auf verbrannte Gase und Verschmutzung auswirkt.

Dichtungssysteme

In einem Wankelmotor werden mehrere separate Vorrichtungen zum Abdichten verwendet . Die beiden dreieckigen Seiten des Kolbens weisen zwei zusammengefügte Segmente auf , eines zwischen Exzenter und Flansch einerseits und eines zwischen Exzenter und Rotor andererseits. Weiterhin sind in geringem Abstand krummlinige Kanten, Flankensegmente ( „  Seitendichtung  “ ) eingesetzt, um das Gas zurückzuhalten und deren Eindringen an der Kurbelwelle zu verhindern. Diese letzteren Segmente werden durch gewellte Stahlbänder in ihrer Position an den Wänden der Nut gehalten .

Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Wankelmotor und herkömmlichen 4-Takt-Motoren ist der Abstand der verschiedenen Kolbenringe – im ersten Fall weit auseinander, im zweiten eng. Dieses wichtige "Zwischensegment" des Wankelmotors ermöglicht es, über einen Ventilentlüftungskanal einen niedrigen Druck - in der Größenordnung von 200 Millibar - für alle Gase aufrechtzuerhalten, die die ersten Segmente passiert haben. Durch dieses Verfahren wird dem Durchgang zwischen den Verbrennungsrückständen und dem Öl ein "natürlicher" Widerstand verliehen.

Die drei Oberseiten des Rotors sind außerdem mit einem Randsegment ( „  Apex Seal  “ ) versehen, um die Abdichtung zwischen den verschiedenen Kammern zu gewährleisten und den Durchgang von Gasen zwischen ihnen zu verhindern. Da sie hohen Drücken und erheblichen Belastungen durch Reibung mit dem Rotor ausgesetzt sind, wurden die Firstsegmente eingehend untersucht, um ihre Effizienz und insbesondere ihre Lebensdauer zu verbessern. Diese Art von Segment besteht im Allgemeinen aus drei Teilen: einem in einer Nut untergebrachten Querstab, der von einer gebogenen Stahlklinge gegen den Stator gedrückt wird und an seinen Enden jeweils mit einem Ecksegment ( "  Eckdichtung  " ) versehen ist. Letztere befinden sich in Fässern, die durch eine Feder in Kontakt mit dem Flansch gehalten werden . Firstsegmente bestehen typischerweise aus einem selbstschmierenden Kohlenstoffmaterial.

Kühlung

Die Temperatur der Innenfläche der Trochoide ist wichtig, da sie die Bildung einer dünnen Ölschicht, die für die Schmierung erforderlich ist, sowie das ordnungsgemäße Funktionieren der Kammsegmente bedingt. Da die Kontaktfläche mit den verbrannten Gasen beim Wankelmotor größer ist als beim herkömmlichen 4-Takt-Motor, ist eine spezielle Kühlung nicht nur für die Trochoide, sondern auch für den Kolben erforderlich .

Die Trochoide und die Flansche sind daher auf beiden Seiten durchbohrt, um die Zirkulation von Flüssigkeiten (Wasser oder Luft im Allgemeinen) zu ermöglichen. Der Umfang der Trochoide ist ebenfalls durchbohrt, während die Flansche ausgehöhlt sind.

Eigenschaften

Motoren werden manchmal durch ihre Konstante charakterisiert , die als "Trochoidkonstante" bezeichnet wird und durch definiert wird . Diese Konstante gibt einen guten Hinweis auf die Motorparameter wie den maximalen Drehwinkel, das theoretisch optimale Verdichtungsverhältnis , die Außenabmessungen des Gehäuses usw. Diese Konstante liegt normalerweise zwischen 6 und 8. Je höher die Konstante , desto höher natürlich .

Der Hubraum ist, analog zu einem herkömmlichen Hubkolbenmotor, die Differenz zwischen dem maximalen Volumen und dem minimalen Volumen, das zwischen Rotor und Trochoide gebildet wird. Mit den Gleichungen der Trochoide kann gezeigt werden, dass das Volumen der Arbeitskammer ( "  Arbeitskammer  " ) durch die folgende Formel gegeben ist:

wo ist der maximale Oszillationswinkel. Dies gibt dem Motor den Motor und das Verdichtungsverhältnis  :

Dieser Hubraum ist jedoch nicht direkt mit dem anderer Motoren vergleichbar, da ein Hubkolbenmotor beim Wankelmotor einen thermodynamischen Zyklus in zwei gegen drei Umdrehungen durchführt. Um einen Vergleich zu ermöglichen, wird ein äquivalenter Hubraum im Allgemeinen definiert, indem man zwei Drittel des Produkts der Hubraumeinheit des Wankelmotors multipliziert mit der Anzahl der Kammern und der Anzahl der Rotoren nimmt.

Vorteile und Nachteile

Leistungen

Die Betriebsvorteile des Kreiskolbenmotors sind vielfältig. Da keine hin- und hergehenden Teile vorhanden sind, ist der Motor nahezu perfekt ausbalanciert, was zu einer geringeren Vibration und damit zu einer Reduzierung des Geräuschpegels bis zu den höchsten Drehzahlen führt. Vibrationen sind jedoch nicht, wie einige Quellen vermuten lassen, vollständig abwesend. Der Kolben verbindet , eine Bewegung aus Rotation und Umdrehung , ein verursacht Unwucht Phänomen und damit Vibrationen. Diese Schwingungen bleiben jedoch geringer als bei Hubkolbenmotoren.

Der 4-Takt-Zyklus erfolgt aus den Verteilerkomponenten des 4-Takt-Hubkolbenmotors ( Nockenwelle , Ventil usw.). Das Entfernen all dieser Elemente führt zu einem einfacheren, leichteren und weniger sperrigen Motor. Der Motor erreicht auch eine viel höhere Motordrehzahl, da die durch die Beschleunigungen und Verzögerungen der Kolben eines Hubkolbenmotors induzierten Schwingungen reduziert werden. Der Gasstrom erfolgt in einer kontinuierlichen Bewegung, ohne sich umzudrehen oder die Richtung zu ändern. Da die Verbrennung bei niedrigem Druck und über einen langen Zeitraum erfolgt, ermöglicht die Verbrennung einen wirklich reibungslosen Betrieb, indem die bei einem herkömmlichen Motor vorhandenen Stöße beseitigt werden. Bei letzterem werden die Gase vom absinkenden Kolben mitgerissen, was die vollständige Verbrennung des Gemisches erschwert.

Beim Rotationsmotor treibt der Kolben das Gas mit einer Geschwindigkeit an, die mit der Motordrehzahl ansteigt. Diese Eigenschaft bewirkt eine schnelle Reaktion des Motors bei einer Anforderung (Beschleunigung). Es ist in der Lage, vor allem bei hohen Drehzahlen schnell eine Leistungssteigerung zu erzielen, was ihm Flexibilität im Einsatz verleiht. Dieser Unterschied ist gegenüber 4-Zylinder-Hubkolbenmotoren ausgeprägter als gegenüber Motoren mit einer höheren Zylinderzahl.

Nachteile

Die „  Achillesferse  “ des Wankelmotors war lange Zeit die Abdichtung der oben am Rotor befindlichen Firstsegmente, was die Motorenkonstruktion und Serienfertigung problematisch machte. Früher ein echtes Handicap, heutige Siegel ermöglichen es, dieses Problem zu "umgehen". Aber die Konstruktion des Motors - Aluminiumkolben und -kammer , die eine starke Expansion bewirken - blieb ein Hindernis für eine gute Abdichtung.

Die längliche und unregelmäßige Form der Brennkammern induziert ein Oberflächen/Volumen- Verhältnis, das der Ausbreitung und Aufrechterhaltung der Flammenfront nicht sehr zuträglich ist. ('Rotary Engine' Toyo Kogyo, 1969; SAE-Papier 720357, K. Yamamoto; SAE-Papier 830332, R. Sierens). Damit verbrauchte dieser Motortyp etwa 20 % mehr Kraftstoff als ein Hubkolbenmotor . Dieser Aspekt war sicherlich derjenige, der die meisten potentiellen Käufer des Citroën GS Birotor bremste, der inSeptember 1973inmitten einer Ölkrise . Hoher Konsum führt auch in den 1970er Jahren und noch mehr heute zu einer schwer zu akzeptierenden hohen Schadstoffbelastung .

Der Wankelmotor hat eine geringe Motorbremswirkung . Er verlangsamt weniger schnell als ein herkömmlicher Motor, wenn die Gaszufuhr unterbrochen wird. Dieser Nachteil zwingt die Hersteller, die Dimensionierung des Bremskreises nach oben zu überarbeiten, um diesen Mangel an Motorbremsung auszugleichen.

Trotz allem hat der japanische Hersteller Mazda den Wankel bei seinen RX7s und vor allem RX8s deutlich verbessert , so dass er im Vergleich zu einem herkömmlichen Kolbenmotor deutlich zuverlässiger und deutlich weniger kraftstoffsparend ist als bisher .

Wankel-Individuen

Wasserstoffmotor

Der klassische Klappenmotor ist für die Verbrennung von Wasserstoff schlecht geeignet . Die geringe Dichte des Gases erfordert Einlasskanäle und Ventile mit großem Durchmesser , während der sinusförmige Hub des Kolbens eine Druckspitze erzeugt, die am oberen Totpunkt zu lang ist, um einen Detonationsvorgang zu ermöglichen .

Da die Verteilung über Licht und nicht über Ventile erfolgt, ist der Wankelmotor besser geeignet: Die angesaugte Luftmenge kann größer sein und die durch die Ansaugung induzierten Turbulenzen ermöglichen eine Homogenisierung des Luft-Wasserstoff-Gemischs. Darüber hinaus wird durch die vom Brennraum getrennte Ansaugkammer der Einbau von zwei Wasserstoffinjektoren pro Rotor erleichtert. Dieser Aspekt führt auch zu einer niedrigeren Brennkammertemperatur, was die natürliche Neigung von Wasserstoff zur Selbstentzündung einschränkt .

So konstruiert der japanische Hersteller Mazda seit 1991 mehrere Prototypen mit Wankel-Wasserstoffmotoren. Anlässlich des 50-jährigen Jubiläums des Wankelmotors lieferte er 2007 sechs nach diesem Prinzip arbeitende Mazda RX-8 Hydrogen RE an die japanische Regierung . Diese Technologie ist ökologisch besonders vielversprechend, da bei der Verbrennung von Wasserstoff im Wesentlichen Wasser entsteht und die Herstellung aus erneuerbaren Energien erfolgen kann .

Wankel-Diesel

Der britische Hersteller von Luxusautomobilen und Flugzeugmotoren Rolls-Royce ist "allgemein bekannt für seinen Konservativismus, der bewährte Technologien der Innovation vorzieht". Trotzdem wurde das Unternehmen in den 1960er Jahren von Ingenieuren geleitet, die bestrebt waren, neue Technologien zu entwickeln. Dank ihrer beruflichen Beziehungen konnten diese Ingenieure ihre Forschungen von der britischen Armee finanzieren lassen . Aus diesem Grund interessierte sich Rolls-Royce bereits 1965 für den Wankel- Dieselmotor .

Die Konstruktion eines mit Diesel betriebenen Wankelmotors bietet theoretisch viele Vorteile. Er wäre leichter, leiser und laufruhiger als ein Ventilmotor und würde vor allem weniger Kraftstoff verbrauchen als die Benzinversion des Wankel . Das Ziel des Herstellers war nicht so sehr, einen Dieselmotor zu konstruieren, sondern eher einen Mehrstoffmotor . Für Militärfahrzeuge vorgesehen , bietet dieser Motortyp eine theoretisch beachtliche Flexibilität in Kriegszeiten.

In 1971 wurde ein erster Motor, entwickelt mit einem Gewicht von rund 410  kg . Es handelt sich um einen Doppelrotor mit 350  PS bei 4.500  U/min . Da Diesel ein Verdichtungsverhältnis von etwa 18:1 oder sogar 21:1 benötigt, entscheidet sich Rolls-Royce für die Aufladung per Kompressor. So nutzt das Unternehmen den Wankelmotor als Motor und als Kompressor: Der erste Rotor verdichtet die Gase, der zweite, kleinere, arbeitet als Motor und zündet den Dieselkraftstoff. Eine kommerzielle Nutzung dieses Motors ist nicht vorgesehen.

Anwendungen

Autos

Massenproduktion

Der Wankel-Kreiselkolbenmotor hat eine lange Automobilkarriere hinter sich, da sein erster Einsatz als Motor und nicht als Kompressor beim NSU Spider erfolgte . 1960 wurde der erste betriebsfähige Wankelmotor an Bord einer NSU Prinz getestet . Diese frühe Karriere war jedoch für Serienfahrzeuge aufgrund des übermäßigen Kraftstoff- und Ölverbrauchs des Motors nicht sehr rosig. Der Citroën GS Birotor und der NSU Ro 80 gehören zu den bekanntesten Automobilen, nicht unbedingt für ihren „  Comotor  “. Trotzdem gewann der NSU Ro 80 1967 den Titel „Auto des Jahres“, der Hersteller NSU erhielt damit als erster deutscher Hersteller diese Auszeichnung.

1961 kaufte der Autohersteller Mazda das Wankel-Patent und begann seine eigene Entwicklung mit Kenichi Yamamoto an der Spitze des Programms. Drei Jahre später, 1964, wurde der NSU Prinz als erstes Automobil mit einem solchen Motor in Serie gebaut. Ende 1967 wurde er durch den NSU Ro 80 ersetzt . Gleichzeitig startet Mazda die Produktion des Cosmo Sport .

Später vermarktete Citroën den M35 , dann den GS . Mercedes wiederum bot 1969 einen Wankelmotorwagen, den C111 Typ I an. Doch 1974 war die Ölkrise nicht günstig für den Wankelmotorenmarkt. Es verbrauchte eine beträchtliche Menge an Öl und Kraftstoff und wurde von einer Vielzahl von Herstellern aufgegeben. Mazda bleibt der einzige, der weiterhin Drehkolbenmotormodelle vermarktet: den R100 , RX-2 , RX-3 , RX-4 und dann RX-7 . In den 2000er Jahren brachte Mazda den RX-8 auf den Markt , der als das letzte große Serienauto mit Rotationskolbenmotor gilt; er erzielt mehr als korrekte Verkaufszahlen. Weniger bekannte Modelle werden von Mercedes-Benz , Rolls-Royce oder General Motors produziert , oder zumindest Prototypen, die von einem Kreiskolbenmotor angetrieben werden.

Erste Wettbewerbe

Der Wankelmotor hat sich im Rennsport profiliert , meist unter den Farben von Mazda . In den sechziger Jahren stand der Wankelmotor erst am Anfang seiner Entwicklung. Der vorzeitige Motorverschleiß der NSU Ro 80 trägt nicht dazu bei, den Ruf der Technologie zu verbessern.

Doch im Jahr 1968, entschied sich Mazda seine Eingabe Cosmo Sport 110S in der Straße Marathon , eine 84 Stunden - Rennen auf der Nordschleife des angefochtenen Nürburgring Spur . Ausgestattet mit einem Motor mit einer Leistung von 130  PS , das beste Auto, n o  19, Vierter im Fall mit den Fahrern Yves Deprez , Léon Dernier und Jean-Pierre Ackermans. Wie für die n o  18, von einer japanischen Besatzung angetrieben, darunter Nobuo Koga, verließ sie nach dem Verlust eines Rades.

Im folgenden Jahr stellte das Mazda Racing Team drei Mazda R100 bei den 24 Stunden von Spa ein , die der für die Straße vermarkteten Version sehr nahe kamen. Sein 982 ccm Doppelrotormotor leistet 190  PS . Das erste der drei Autos wird in der dritten Stunde des Rennens beschädigt und sein Fahrer, Leon Last, wird sofort getötet. Die beiden verbleibenden Chassis überqueren die Ziellinie als Fünfter (Yves Deprez und Yoshimi Katayama ) und Sechster (Masami Katakura und Toshinori Takechi). Im selben Jahr erreichte die Crew bestehend aus Hugues de Fierlant , Roger Enever und Pierre-Yves Bertinchamps den fünften Platz beim Marathon. Die beiden anderen eingefahrenen Autos gaben es auf, von der Strecke abzuweichen und den Kraftstofftank zu lecken.

1970 war Mazda kurz davor, die 24 Stunden von Spa zu gewinnen. Die Crew Katayama / Takechi kämpft mit dem BMW der zukünftigen Sieger um den ersten Platz, doch bei 2  Stunden  30 Senken der Zielflagge macht der Motor des Mazda die Seele. Auch die Crew aus Katakura und Clive Baker gab nach einem Triebwerksschaden auf und beraubte sie damit um ein gewisses Podium. Das dritte Auto, das von Roger Enever und John Hine gefahren wurde , hatte viele Probleme mit seinem Motor. Das Team beschließt, das Auto in der Box anzuhalten und auf den erneuten Start der Zielzeit zu warten, es wird es schaffen, die Ziellinie als Fünfter zu überqueren.

Power up bei den 24 Stunden von Le Mans

1970 reichte Mazda drei Eintragungsdateien für die 24 Stunden von Le Mans ein . Schließlich gelten die drei R100 als zu langsam für die gerade Linie der Hunaudières und der 10A Doppelrotormotor ist auf einem Chevron B16 montiert . Von Yves Deprez und Julien Vernaeve gefahren , belegte der Chevron in Spa den 15. Platz und auf den 1.000 Kilometern des Nürburgrings den zehnten Platz . Im Juni kämpfte er in Le Mans diesmal gegen andere Chevrons mit konventionellen Motoren und erreichte im Training einen 41. Platz, fast zwanzig Sekunden hinter dem besten Chevron. Im Rennen liegt der Chevron am Ende der ersten Stunde auf Platz 30; dann verzögerte ein erster Vorfall aufgrund eines Treibstofflecks die Besatzung. Nach drei Rennstunden gab das Auto auf und hielt in der Tertre Rouge- Kurve an , die Zündung war die Ursache.

In 1973 machte Mazda einen bedeutendere Eindruck, als erster Hersteller ein japanisches Autos bei den 24 Stunden von Le Mans, die zur Eingabe Sigma MC73 . Es wird von Tetsu Ikuzawa (auch der erste japanische Fahrer, der an den Start ging) und Patrick Dal Bo gefahren . Der Sigma profitiert vom 12A-Motor mit 2,3  Liter Hubraum, der eine Leistung von rund 260  PS entwickelt . Mit dem 14. Platz im Qualifying wurde der Fortschritt seines Motors unterstrichen. Doch im Rennen wurde die Sigma durch Raketenprobleme schnell verzögert . Sie gab zur Hälfte des Rennens auf, verraten von ihrer Hinterradaufhängung. Im folgenden Jahr wird der neue MC74 von Sigma Automotive dezent von Mazdaspeed unterstützt . Angetrieben von Yushiro Okamoto , Harakuni Takahashi und Yojiro Terada , stieß der Sigma während seines Rennens auf viele Probleme; die Kupplung und die Segmentierung des Kreisels müssen geändert werden. Sie schafft es immer noch, die Ziellinie zu überqueren, nicht klassifiziert, weil die zurückgelegte Distanz zu gering ist.

In 1975 , zog nach einer Verbindung Toyota , Sigma nicht verlängert seine Partnerschaft mit Mazda.

Mazda profilierte sich zum zweiten Mal mit dem RX-7 1981, als Tom Walkinshaw und Pierre Dieudonné die 24 Stunden von Spa gewannen . Der Mazda 787B ist mit Abstand das bekannteste Automobil mit Wankelantrieb im Motorsport. Es war das erste japanische Auto, das mit einem Wankelmotor (Mazda R26B 2,6  Liter Quadri -Rotor) ausgestattet war, das 1991 mit Johnny Herbert , Bertrand Gachot und Volker Weidler die 24 Stunden von Le Mans gewann . Sein fulminanter Sieg wäre auch der Grund für das Verbot des Motors im Wettbewerb.

Im Jahr 2006 gewannen die japanischen Fahrer Tetsuya Yamano und Hiroyuki Iiri die Super-GT-Meisterschaft (Kategorie GT300) hinter dem Steuer eines Mazda RX-7 FD3S , der von einem Trirotor angetrieben wurde und zum RE Amemiya Racing-Team gehörte .

Range Extender für Elektrofahrzeuge

Aufgrund der Kompaktheit und des hohen Leistungsgewichts eines Wankelmotors wurde er als Reichweitenverlängerungslösung für Elektrofahrzeuge konzipiert , die in der Lage ist, bei niedrigem Batterieladestand zusätzliche Leistung zu liefern. Einige Concept Cars integrieren daher einen Wankelmotor in einen seriellen Hybridantriebsstrang. Ein Wankelmotor, der nur als Stromaggregat verwendet wird, hat beim Einsatz in einem Fahrzeug Vorteile in Bezug auf Größe, Geräusch, Vibration und Gewichtsverteilung und maximiert so den Innenraum für Passagiere und Gepäck. Der Motor/Generator kann an einem Ende des Fahrzeugs, die Elektromotoren am anderen Ende, nur durch Kabel verbunden sein.

Im Jahr 2010 stellte Audi einen Prototyp der Elektroauto -Hybridserie A1 e-tron vor, der einen kleinen Wankelmotor von 250  cm 3 bis 5000  U/min enthält , um die Batterien des Autos bedarfsgerecht aufzuladen und den Elektromotor direkt mit Strom zu versorgen . Im Jahr 2010 erklärte FEV, dass in seiner Prototyp-Elektroversion des Fiat 500 auch ein Wankelmotor als Range Extender verwendet werden soll. Im Jahr 2013 stellte das finnische Valmet Automotive einen Prototyp vor, den EVA, der einen serienmäßigen Hybridantrieb von Wankel mit einem Motor der deutschen Firma Wankel SuperTec enthält. Die britische Firma AIXRO Radial Engines bietet eine Reichweitenerweiterung mit einem Kartmotor 294  cm 3 pro Raum an.

In Japan stellte Mazda 2012 die Produktion von Wankel-Direktantriebsmotoren in seiner Modellpalette ein und ließ die globale Autoindustrie ohne ein Serienfahrzeug mit diesem Motortyp zurück. Das Unternehmen entwickelt seine nächste Generation von Wankelmotoren, den Skyactiv, weiter . Laut Hersteller löst der SkyActiv die drei Hauptprobleme bisheriger Wankelmotoren: Kraftstoffverbrauch, Emissionen und Zuverlässigkeit. Takashi Yamanouchi, globaler CEO von Mazda, erklärt: "Der Wankelmotor hat eine ausgezeichnete Dynamik, aber seine Effizienz ist beim Beschleunigen und Verzögern nicht so gut, er ist bei einer konstanten Geschwindigkeit von 2000  U / min viel besser  " .

Mazda hat Untersuchungen mit Kompressionszündung ( SPCCI ) an Rotationsmotoren durchgeführt, was darauf hindeutet, dass jeder neue Rotationsmotor die SPCCI-Technologie enthalten wird. Dies beinhaltet Funken- und Kompressionszündung, die die Vorteile von Benzin- und Dieselmotoren kombiniert, um neue Umwelt-, Leistungs- und Kraftstoffverbrauchsziele zu erreichen. ImNovember 2013, Mazda kündigt einen seriellen Hybridauto-Prototyp an, den Mazda2 EV, der einen Wankelmotor als Range Extender verwendet. Der Motorgenerator, der sich unter dem Heckboden befindet, ist ein winziger Motor mit 330  cm 3 Einzelrotor, der 30 PS (22  kW ) bei 4500  U / min erzeugt und eine kontinuierliche elektrische Leistung von 20 kW aufrechterhält  . ImOktober 2019, Mazda gibt bekannt , dass die Drehmaschine in der MX-30 verwendet wird, ein Hybrid - SUV geplant für 2020. Die MX-30 wird einen 105 kombiniert kW (140 PS) Elektromotor  mit einer 35,5  kWh - Batterie , so dass bis zu 200  km von Autonomie bei reinem Elektroantrieb.

Motorräder

Seine Leichtigkeit, geringe Vibrationen und Kompaktheit sind alles Eigenschaften, die den Einsatz des Wankelmotors in Motorrädern hätten rechtfertigen können. Da es jedoch konstruktionsbedingten Dichtungsproblemen unterliegt, sind nur wenige Modelle damit ausgestattet. So produzierte der Hersteller Hercules von 1974 bis 1977 eine limitierte Stückzahl von Hercules W 2000 .

Suzuki produziert in Serie ein mit einem Motor dieses Typs ausgestattetes Motorrad, den Suzuki RE5 , der zwischen 1974 und 1976 etwa 7000 Exemplare verkauft. Der Hersteller Van Veen produzierte zwischen 1978 und 1981 auch eine Kleinstserie und zwischen 1990 und 1994 den Norton Modell .

  • Verschiedene Wankel-Motorräder

  • Die Hercules W 2000 ist eines der wenigen Motorräder mit Wankelmotor.

  • Ein Suzuki RE5, der zwischen 1974 und 1976 rund 7.000 Exemplare in Umlauf brachte.

  • Ein Norton F1 , das sportlichste Modell des britischen Herstellers.

  • Ein Van Veen OCR 1000, Serienmodell.

Marine

Einige Wankelmotoren, die mit einem Zweitakt-Gemisch geliefert und von Sachs gebaut werden, werden „marinisiert“, indem sie an ein Propeller-Untersetzungsgetriebe gekoppelt und mit einem Dynastart ohne Werfer sowie einer Wasserpumpe zur Kühlung des Auspuffs ausgestattet werden. Die resultierende Leistung beträgt etwa 7  PS . Diese Motoren sind auf Segelbooten zu finden, die von den CNSOs in Lot-et-Garonne gebaut wurden, insbesondere auf der SAMOURAI .

Luftfahrt

Mehrere Flugzeuge sind mit einem Wankelmotor ausgestattet. Die erste davon wird vom amerikanischen Hersteller Lockheed produziert und heißt YO-3A Quiet Star . Es ist eine Version für Zivilisten, abgeleitet von dem QT-2 Aufklärungsflugzeug des US-Militärs in den 1970er Jahren.Der von Curtiss-Wright gebaute Motor leistet 185  PS .

Auch die Diamond DA20 bzw. einer ihrer Prototypen gehört zu den Flugzeugen, die von einem Wankelmotor angetrieben werden. Es ist ein zwei - Sitzer Ausbildung Flugzeug mit einem Dreirad Zuge.

Ein Großteil der Alexander Schleicher Motorsegler (die Modelle ASK 21 Mi , ASW 22BLE 50R , ASH 25 Mi , ASH 26 und ASH 31 ) sind für die autonom startenden Versionen mit Wankelmotoren ausgestattet.

In den 1970er Jahren befasste sich der Automobilhersteller Citroën mit der Konstruktion eines leichten Hubschraubers, der günstig verkauft werden sollte, dem Citroën RE-2 . Dafür entschied sich Citroën in Zusammenarbeit mit Charles Marchetti , dem Konstrukteur der Alouette II , für einen Doppelrotor-Wankelmotor mit einer Leistung von 190  PS . Die Vorteile von Wankel bei diesem Maschinentyp sind seine geringen Vibrationen und seine Leichtigkeit. Sein Verbrauch bei konstanter Leistung ist kaum größer als der eines herkömmlichen Kolbenmotors und deutlich geringer als der einer Turbine . Aber das Ende der Produktion von Wankelmotoren in Europa, das Verschwinden von Comotor und die finanziellen Schwierigkeiten von Citroën, unterzeichnen 1979 die Aufgabe des Projekts trotz vielversprechender Flugtests.

Flugzeugmodellbau

Die Firma OS baut für den Antrieb von ferngesteuerten Flugzeugen einen 4,97 cm 3 Wankelmotor  mit einer Leistung von 1,10  PS bei 17.000  U/min . Es wird von der deutschen Firma Graupner vertrieben .

Hinweise und Referenzen

Anmerkungen

  1. Europäisches Unternehmen für den Bau von Automobilmotoren.
  2. Die Engländer unterscheiden die beiden Körper durch unterschiedliche Begriffe: „  Crankshaft  “ für den 4-Takt-Motor und „  Outputshaft  “ für den Wankel-Motor.
  3. Die Abluftöffnung wird aufgrund thermomechanischer Beschränkungen systematisch durch die Trochoide geführt.
  4. 200 Testflüge werden durchgeführt.

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Anhänge

Literaturverzeichnis

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Externe Links