Die meisten Autos, die Sie auf der Straße sehen, haben einen traditionellen Kolbenmotor unter der Haube. Eine kleine Menge hat jedoch einen deutlichen Unterschied: Sie verwenden einen kolbenlosen Rotationsmotor oder Rotormotor. Anstelle der zylindrischen Kolben, die in den meisten Motoren zu finden sind, verwenden sie dreiseitige Rotoren in einem länglichen Gehäuse, um eine Verbrennung zu erzeugen.
Was ist eine Rotary Engine?
Der Kreiskolbenmotor, den die meisten amerikanischen Konsumenten kennen, wird auch Wankelmotor genannt, benannt nach dem deutschen Ingenieur Felix Wankel, der diese Konfiguration in den 1960er Jahren entworfen hat. Einige Marken haben sich der Rotationskonfiguration aufgrund des Rufs des Designs, beeindruckende Leistung aus kleinen Hubraum zu erzeugen, verschrieben. Aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer kompakten Größe gehört das Leistungsgewicht zu den besten Verbrennungsmotoren.
Obwohl es sich um einen Verbrennungsmotor handelt, funktioniert es anders als herkömmliche Kolbenmotoren. In einem typischen Kolbenmotor führt jeder Hub vier verschiedene Aufgaben aus: Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausstoßen. Rotary-Motoren erfüllen die gleichen vier Aufgaben, sind jedoch in einem einzelnen Bereich des Motorgehäuses abgeschlossen. Im Wesentlichen ist es eine effizientere Art, den Viertaktprozess zu vervollständigen; ähnlich einem dedizierten Zylinder in einer Kammer.
Weniger Teile, die sich bewegen
Ein Rotormotor hat nicht annähernd so viele bewegliche Komponenten wie ein Kolbenmotor. In einem typischen Verbrennungsmotor müssen mehr als 40 Einzelkomponenten - wie Pleuelstangen, Nockenwelle, Ventile, Wippen, Zahnriemen, Steuerräder, Kurbelwelle und natürlich die Kolben - für den Viertakt zusammenarbeiten um eine Umdrehung abzuschließen.
Auf der anderen Seite gibt es in einem typischen Zweirotor-Rotationsmotor nur drei bewegliche Teile. Zwei von ihnen sind die Rotoren, wobei der dritte die Ausgangswelle ist. Es gibt keinen Ventiltrieb wie bei einem Kolbenmotor. Ein Rotor fängt das Luft / Kraftstoff-Gemisch ein, wenn es an der Einlassöffnung vorbeifliegt, komprimiert es dann, wenn es an dem Verbrennungsbereich vorbeirollt, und lässt die verbrannte Mischung austreten, wenn sie an der Auslassöffnung vorbeifliegt, bevor der Zyklus erneut gestartet wird. Ein Vorteil von weniger beweglichen Teilen besteht darin, dass weniger Verschleißteile, ein geringeres Gewicht und keine Ölwechsel erforderlich sind.
Glattere Bewegung
Teile in einem herkömmlichen Kolbenmotor ändern die Richtungen, während sie sich drehen, während diejenigen in einem Rotationsmotor sich kontinuierlich in die gleiche Richtung bewegen. Sie verfügen auch über Gegengewichte, die Vibrationen in Kolbenmotoren vermeiden.
Dies hilft, einen Rotormotor glatter zu machen als einen Kolbenmotor. Es hat drei Umdrehungen auf der Ausgangswelle für eine Umdrehung des Rotors. Bei einem Kolbenmotor erfolgt die Verbrennung alle zwei Umdrehungen und ein Viertel jeder Kurbelwellenumdrehung. Die Rotoren am Kreiskolbenmotor bewegen sich langsamer als bei einem Kolbenmotor, ein weiterer Faktor, der die Langlebigkeit verbessert.
Bekannte Probleme
Eine der negativen Nebenwirkungen des Rotationsmotors ist der eigentliche Verbrennungsprozess. Während die Motoren in Bezug auf die Stromerzeugung effizienter arbeiten, ist die Kraftstoffeffizienz nicht so gut. Tatsächlich verbrennt der typische kolbenbetriebene Verbrennungsmotor ungefähr 80 Prozent des Luft / Kraftstoff-Gemischs in der Verbrennungskammer, während der Rotationsmotor typischerweise nur 70 Prozent verbrennt. Probleme mit der Dichtheit machen Rotationskolbenmotoren anfällig für Ölverbrauch. Diese Faktoren machen sie weniger kraftstoffeffizient und umweltschädlicher.
Drehkolbenmotoren erzeugen zwar viel Leistung bei hohen Drehzahlen, produzieren aber weniger Drehmoment als Kolbenmotoren, besonders bei niedrigen Drehzahlen. Dies macht sie zu einer guten Option für eine Rennstrecke, aber weniger ideal für das tägliche Fahren in der Stadt.
Rotary-Motoren sind in vielen Fahrzeugen, insbesondere in den USA, aufgrund von Emissionsvorschriften und Zuverlässigkeitsproblemen nicht zu finden. Allerdings hat der japanische Autohersteller Mazda einige Erfolge mit dem Wankelmotor gefunden. Der Vierzylinder-Rennwagen 787 gewann 1991 das prestigeträchtige 24-Stunden-Rennen von Le Mans, und Sportwagen wie der RX-7 und der RX-8 haben unter Autoliebhabern Kultstatus erreicht. Trotzdem hat Mazda seit 2012 keinen Wankelmotor produziert. Während das Unternehmen behauptet, dass es sich weiterhin mit der Erforschung und Verbesserung von Rotationsmotoren beschäftigt, ist es angesichts der immer strengeren Emissionsvorschriften unwahrscheinlich, dass sie zurückkehren werden. Autofans können nur hoffen, eines Tages in einem neuen drehangetriebenen Auto die sanft drehende, hochdrehende Kraft zu spüren.