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So funktioniert der Kreiskolbenmotor

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50 Jahre Wankelmotor  

So funktioniert der Kreiskolbenmotor

23.01.2007, 13:37 Uhr | t-online.de

Wankelmotor in Aktion (Fotos: Mazda)Wankelmotor in Aktion (Fotos: Mazda)Der Kreiskolbenmotor unterscheidet sich in seiner Funktionsweise grundlegend von allen konventionellen Verbrennungsmotoren. Bei herkömmlichen Hubkolbenmotoren wird eine Auf-Ab-Bewegung in eine Drehbewegung an der Kurbelwelle umgesetzt. An dem einen Ende befindet sich die Brennkammer, am anderen die Kurbelwelle. Die Vibrationen, die durch die Auf- und Ab-Bewegungen und die Drehungen der Kurbelwelle entstehen, müssen durch ein Massenschwungrad ausgeglichen werden.

Der Kolben hat drei Ecken
Der Kolben des Wankelmotors, auch Rotor oder Läufer genannt, ist dreieckförmig und rotiert im Gegensatz zum Hubkolbenmotor in einem ovalen, in der Mitte leicht eingeschnürten Gehäuse, dem Stator. Bei der Drehung des Kolbens liegen die drei Ecken ständig an der Gehäusewand an. Der Rotor ist so gegen das Gehäuse abgedichtet, dass kein Gas von einer Arbeitskammer in die nächste strömen kann.

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Exzentrische Bewegung
Der Rotor bewegt sich im Stator exzentrisch, und zwar so, dass die drei Ecken des Rotors bei jeder Drehung stets der Wand des Gehäuses folgen. Auf diese Weise entstehen zwischen den drei konkav gewölbten Flanken des Rotors und der Innenfläche des Stators drei Arbeitsräume, deren Rauminhalt sich während einer Rotorumdrehung ständig ändert. Diese Funktionsweise macht Kurbelwelle und Ventile überflüssig, die einzigen bewegten Teile sind der Drehkolben und das angeschlossene Planetengetriebe. Diese Charakteristika führen zu dem geringen Gewicht und der geringen Baugröße des Kreiskolbenmotors.

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Hier geht es zum großen Archiv (Foto: Werk)Hier geht es zum großen Archiv (Foto: Werk)Drei Kammern, vier Takte
Die Arbeitsweise des Kreiskolbenmotors entspricht der des Viertakt-Ottomotors. Dadurch, dass die drei Ecken des Rotors stets Kontakt zu den Statorwänden haben, entstehen Hohlräume. Beim Umlauf des Kolbens bilden dessen drei Kanten mit der Gehäusewand drei Kammern mit variablem Volumen, in denen jeweils während einer Kolbendrehung ein vollständiger Viertaktprozess mit Ansaugen, Verdichten, Zünden und Ausstoßen abläuft. Die Einlass- und Auslassöffnungen in Form von Schlitzen werden während der Rotation vom Kolben selbst geöffnet und geschlossen.

1. Takt (Ansaugen)
Eine Rotorecke gibt beim Vorbeistreichen den Einlassschlitz frei. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch strömt in die nachfolgende Kammer, und durch die Bewegung des Rotors vergrößert sich das Kammervolumen.

2. Takt (Verdichten)
Bei der weiteren Drehung des Rotors verringert sich das Volumen der Kammer, in der sich das Gemisch befindet: Das Kraftstoff-Luft-Gemisch in ihr wird verdichtet.

3. Takt (Zünden)
Das verdichtete Gemisch wird gezündet. Durch die Verbrennung dehnt sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch aus und dreht den Kolben, der wiederum die Exzenterwelle antreibt.

4. Takt (Ausstoßen)
Die erste Dichtleiste des Läufers streicht am Auslassschlitz vorbei und gibt ihn frei.

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