Transparenter Wankelmotor: Funktion im Video
Totgesagte drehen länger
Der Wankelmotor ist tot - lang lebe der Wankelmotor. Das Prinzip macht Sinn, auch wenn niemand mehr einen verbaut. Womöglich bringt ihn gerade die E-Mobilität zurück.
Chicago – Vom Wankelmotor hat jeder schon mal gehört. Nur nicht in Verbindung mit einem aktuellen Serienmodell. Dabei folgt der Kreiskolbenmotor theoretisch einem logischen Prinzip. Wo beim Hubkolbenmotor das Auf und Ab der Zylinder über die Kurbelwelle in eine Drehbewegung umgesetzt werden muss, erzeugt der Wankel von Beginn an eine Drehbewegung.
Der Wankelmotor folgt dem Prinzip des Viertaktmotors: Sprit und Luft werden angesaugt, komprimiert, zur Explosion gebracht und als Abgas wieder aus dem Brennraum befördert. Doch die Konstruktion ist grundlegend anders - im ovalen Brennraum rotiert ein bauchiges Dreieck. Ein Video des Youtubers "Warped Perception" verdeutlicht das Prinzip. Das Besondere: wir können in einen laufenden Wankel hineinschauen.
Der Kolben läuft an einem Einlass-Schlitz vorbei und zieht das Benzin-Luftgemisch mit (im Video links unten). Aufgrund der Form des Brennraumes wird es in der Folge zwischen Kolbenkante und der Wand des Brennraumes verdichtet. Bei einem herkömmlichen Verbrenner wäre der Kolben hier am oberen Totpunkt angelangt. In dieser Situation passiert beim Wankel, was auch beim Ottomotor geschieht: Das Gemisch wird per Zündkerze zur Explosion gebracht (Im Video rechts, mittig) – der Arbeitstakt, in dem der Kolben einen Schubs erhält. Das verbrannte Gemisch entweicht, sobald die Kolbenkante die Auslassöffnung (im Video links oben) passiert.
Wirft der E-Motor den Wankel wieder an?
Ein Wankelmotor ist technisch zwar höchst effizient - allerdings nicht nach aktuellem Verständnis des Begriffs. Beim Verhältnis von „Hubraum“ zu Leistung ist er dem Hubkolbenmotor weit überlegen. Doch der Verbrauch ist höher. Neben mehr Kraftstoff genehmigt sich ein Kreiskolbenmotor häufig auch mehr Öl. Der Kolben schleift permanent über die Brennraumwand, das zugeführte Schmiermittel wird mitunter mitverbrannt. Damit bekamen Hersteller die Abgaswerte schlechter in den Griff. Wobei: Zuletzt baute Mazda die Wankeltechnik in ein Serienauto, im bis 2012 gebauten Sportwagen RX8.
Nun hat der Wankel wieder eine Zukunft: als Range Extender für Elektrofahrzeuge. Ein solches Konzept will Mazda Ende 2019 in Serie bringen. Vorteile: der Wankelmotor ist kompakt und arbeitet vibrationsarm - sowie sehr leise, solange er bei niedrigen bis mittleren Drehzahlen läuft.
Quelle: Warped Perception via YouTube
Quelle: Warped Perception via YouTube
Quelle: Warped Perception via YouTube
Quelle: Warped Perception via YouTube
Quelle: Warped Perception via YouTube
Quelle: dpa / Picture Alliance
Vorschlag:
Wenn der Akku zu klein ist einfach einen weiteren Einbauen. Fertig!
oder statt des wankel einen wasserstoffmotor, der den akku wieder auflädt...😆
...doch der Verbrauch ist höher, trotz geringerer verrichteter Arbeit. Effizient ist dann doch was anderes.
Den Wankelmotor als Range-Extender zu nutzen, macht vor allem für einen Sinn: Mazda. Denn dort scheint es noch Know-How usw. zu geben. Andere Hersteller müssten entweder Know-How wieder aufbauen (rechnet sich langsfristig aber nicht) oder zukaufen (zu teuer).
Daher werden sich Firmen wie VAG usw. eher was aus dem eigenem Regal nehmen.
Das macht nicht immer Sinn.
Ein großer Akku (oder 2 kleine) ist/sind teuer und schwer. Wenn man die max. Reichweite nur ab und zu braucht (z.B am Wochenende) kann es mehr Sinn machen einen Range-Extender zu verbauen.
Den Wankel kann man auch mit Wasserstoff betreiben wenn man ihn darauf auslegt.
...oder den Wankelmotor mit Wasserstoff laufen lassen......Emission = 0/H²O.....😆
plus NOx. Gut, NOx kann man mit der Schadstoffreinigung in den Griff kriegen.
Aber H2 muss auch erst gewonnen werden, entweder CO2-neutral oder nicht CO2-neutral. CO2 neutrale Gewinnung ist natürlich das Mittel der Wahl. Aber dann könnten auch synthetische Brennstoffen generiert werden, die einfacher zu lagern und zu tanken wären.
Der Wankelmotor läuft vibrationsarm und benötigt sehr wenig Bauraum, außerdem kann er gut mit Wasserstoff betrieben werden, was bei dem Ottomotor zahlreiche Schwierigkeiten aufwirft. Sein Nachteil ist die ungünstige Brennraumform und der daraus resultierende geringere Wirkungsgrad.
Die Tendenz - außer in D - scheint eher zum Brennstoffzellenauto zu gehen, der Wankel könnte da ergänzend eingreifen, da die Brennstoffzelle nur schlechte regelbar ist, allerdings wird auch hier trotzdem auf einen Pufferakku nicht verzichtet werden können. Nachteil einer solchen Dreierlösung ist zweifellos deren Komplexität.
Die für den Schnellladevorgang eines E-Autos benötigten Strommengen, die Aufladung eines einzigen PKW erfordert überschlägig die Leistung, welche 5000 Haushaltssteckdosen abgeben können, dazu die entsprechenden Leitungsquerschnitte, das ist abenteuerlich. Man stelle sich nur den Reiseverkehr vor, der an einer BAB-Tankstelle laden will, 30 oder 40 Autos und der dafür erforderliche Strom. Schon jetzt ist die Stromversorung in Europa gelegentlich kritisch, die Frequenz kann derzeit nicht gehalten werden, etwas was in den letzten 50 Jahren so nicht vorgekommen war. Alles Gründe, warum die asiatischen Hersteller derzeit viele Patente für Brennstoffzellenantriebe anmelden. Auch die begrenzten Lithiumquellen sind ein Grund, sich nicht allzu sehr auf den Akkuantrieb zu versteifen. Wankel und Wasserstoff - vielleicht eine Chance.
Der Wankelmotor findet wohl noch als Industrie-Motor - für was auch immer - verwendung. Einen solchen Industri-Wankel hatte Audi mal in einen elektrischen A1 als Rangeextender eingebaut. Man bräuchte also noch nicht mal was neues konstruiren...
A1e-tron/Wankelmotor
Kommt immer drauf an, was man denn so will.
Als "when shit hits the fan" Lösung - also im "Notfall" könnte ich mir so einen Wankel schon als RangeExtender vorstellen.
Sehr kompakt, leicht und eigentlich auch recht primitiv.
Wenn man ihn auf genau einen Lastzustand/Drehzahl festnagelt und optimiert, sind Verbrauch und Emissionen wahrscheinlich auch halbwegs tragbar.
15kW würd reichen - genug um mit 80 oder 100 nach hause zu kriechen.
Für den normalen Alltagsbetrieb wird das wahrscheinlich nix werden mit dem Wankel. Da wiegen die Nachteile in der heutigen Zeit zu schwer.
die dann aber beim verbrennen wieder co2/schadfstoffe erzeugen.
das ist ja das schöne am wasserstoffmotor, der erzeugt nur strom und wasser. braucht allerdings auch eine pufferbatterie zum starten.
klar, bei der herstellung sollte man möglichst noch versuchen, klimaneutrale energien zu verwenden.
der weitere große vorteil gegenüber batterieantrieb ist halt die schnelle betankung und das quasi schon vorhandene tankstellennetz. man bräuchte sich keinen kopp um blackout zur feierabenzeit und mangel an ladesäulen in den innenstadt-wohngebieten machen. dazu noch gute reichweite.
aber so wie damals im formatkrieg der videosysteme wird wohl auch hier das schlechtere system politisch bevorzugt und durchgedrückt.
H2-Verbrennung ist ebenfalls mit NOx-Erzeugung verbunden. Eine Wasserstoffflamme hat eine höhere Flammentemperatur, so dass die N2-Moleküle der Luft sich zu gerne auftrennen und teilweise mit O2 in Verbindung gehen.
Sehe jetzt auch keinen Unterschied, ob synthetischer Flüssigbrennstoff oder synthetischer Wasserstoff hergestellt wird. Beide Methoden können CO2-neutral und CO2-emittierend betrieben werden.
Wasserstoff-Produktion benötigt Energie. Unser heutiger Energiemix beinhaltet noch einen beträchtlichen Anteil an CO2-emittierenden Energieträgern.
Syn-Fuels benötigen ebenfalls bei der Produktion Energie. Auch hier kann CO2 neutral produziert werden, wenn die Ausgangsstoffe nachwachsend sind (Biomasse, Holz, Faulgase) und wenn die Energie CO2-neutral erzeugt wurde.
Ich bin auch ein riesen Fan vom Wasserstoff. Wasserstoff ist sauber, 1 kg H2 enthält mit ca. 120 MJ ungefähr die dreifache Energiemenge von Benzin /Diesel/Erdgas (ca. 40 MJ). Aber H2 ist technisch enorm anspruchsvoll. Neben der Gefahr von Knallgasbildung (Explosionsgefahr) benötigt man sehr druckfeste Behälter oder Tiefsttemperaturbedingungen. Da ist doch eine bei Umgebungsbedingungen schwappende Flüssigkeit viel umgänglicher.
Mein gefährliches Halbwissen! 😆
Wusste ich nicht, vielen Dank. Hatte vorhin rausgefunden, dass solche Kleinwankelmotore sehr dankbar sind, wenig Platz, viel Leistung. Vergleichbar mit 2-Takt-Motoren in Kettensägen oder Rasenmähern. Sogar ein Feldgeschütz der Bundeswehr soll mit so einem Aggregat ausgestattet sein.
Problem sind die Standzeiten (Betriebsstunden) und Emissionen. Als Demonstrator gerne verwendet, gibt es im Produkt später viele Schwierigkeiten, wenn das Teil mehrere Jahre zuverlässig im PKW laufen soll.
Vorschlag: Elektromotoren und Akkus raus und 500kg Gewicht sparen!
Kleine Korrektur für den Artikel - im Wankel- wie auch beim Ottomotor explodiert das Gemisch nicht, es verbrennt 😉. Für eine Explosion müsste die Verbrennung wesentlich schneller erfolgen.