10 Dinge, die nur echte Mazda-Enthusiasten über den Wankel-Rotationsmotor wissen

Ein tiefer Einblick in den legendären Wankelmotor und wie er der Marke Mazda mehr als nur einen Namen gemacht hat

Die Mobilität hat seit den vielfältigen Antriebserfindungen des 19. Jahrhunderts große Fortschritte gemacht. Von Etienne Lenoirs benzinbetriebenem Hippomobil, das über den ersten Verbrennungsmotor verfügte, bis hin zu Carl Benz‘ praktischem Automobil, das mit einem Viertaktmotor lief. Dieses goldene Zeitalter war voller Erfindungen, die darauf abzielten, die Menschheit zu einer neuen Ära der Antriebstechnik zu führen, einer Revolution, die Dampfmaschinen, Pferde und Kutschen endgültig in den Hintergrund treten ließ. Inmitten all dieser kreativen Energie haben Gottlieb Daimler und Wilhelm Maybach den Verbrennungsmotor von Nikolaus Otto verbessert und einen Prototyp moderner Benzinmotoren geschaffen.

In den frühen Jahren des 20. Jahrhunderts geschah viel, von Kriegen bis hin zu geopolitischen Spannungen, gefolgt von einem globalen industriellen Wachstum, als sich der Staub der Kriege legte. In dieser Mitte wurde der Wankelmotor geboren. Und Mazda, der daran interessiert war, sich abzuheben und sich vor der Fusion mit riesigen japanischen Autoherstellern im Jahr 1962 zu schützen, übernahm den Wankel-Wankelmotor in seinen frühen Entwicklungsstadien. Die Anfänge des Wankel-Wankelmotors von Mazda waren nicht rosig, aber am Ende des Jahrhunderts kannte jeder Autoliebhaber den Motor unter seinem Namen. Er gilt als einer der kultigsten Motoren, die es gewagt haben, den Kolbenmotor herauszufordern. Hier sind zehn Dinge, die Sie über den Wankelmotor von Mazda wissen müssen.

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Die verblüffende Geschichte des Wankelmotors von Mazda begann als Traum des damals jungen Deutschen Felix Wankel. Im Jahr 1919 träumte der 17-jährige Wankel davon, einen neuen Benzinmotortyp zu erfinden. Ohne technische Vorkenntnisse über die Funktionsweise von Verbrennungsmotoren war Wankel auf dem Weg, seinen Traum zu verwirklichen. Das Ziel bestand darin, einen einfachen Motor zu schaffen, der alle Phasen der Verbrennung, des Einlasses, der Kompression, der Verbrennung und des Ausstoßes absolvieren würde.

Doch erst Jahrzehnte später verwirklichte Wankel seinen Traum, als er für die NSU Motorenwerke arbeitete. 1959 war ein funktionsfähiger Wankelmotor-Prototyp fertiggestellt und mehrere Automobilhersteller zeigten Interesse an der neuen Erfindung. Der damalige Präsident von Mazda, Tsuneji Matsuda, war einer der Vorreiter bei der Anschaffung dieser neuen Antriebstechnologie, damit Mazda bei der Einführung des Rotationsantriebs immer einen Schritt voraus und damit wettbewerbsfähig bleiben konnte. Mazda unterzeichnete später einen Vertrag mit NSU, um mit der Entwicklung eines Wankel-Rotationsmotors für die kommerzielle Produktion zu beginnen.

Der Wankel-Rotationsmotor von Mazda führt alle Phasen der Verbrennung wie ein Standard-Kolbenmotor durch, jedoch mit einem anderen Winkel. Um sein Funktionsprinzip zu verstehen, ist es wichtig, sich mit den Teilen eines Wankelmotors vertraut zu machen, die parallel zum Kolbenmotor arbeiten. Anstelle von Kolben verwendet der Wankelmotor dreieckige Rotoren, die auf einer Exzenterwelle montiert sind, und verfügt im Gegensatz zum Kolbenmotor, bei dem Luft in Zylindern komprimiert wird, stattdessen über ein Rotorgehäuse.

Zu Beginn des Zyklus erzeugt der Rotor einen Hohlraum, durch den ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in das Gehäuse eindringen kann. Dieses Gemisch wird dann komprimiert, bevor es in der Verbrennungsphase von zwei Zündkerzen gezündet wird. Durch die Explosion bewegt sich der Rotor aufgrund der Ausdehnung der Kammer und am Ende des Zyklus werden Abgase aus dem Gehäuse gedrückt und der Zyklus wiederholt sich.

Ein einfacher Viertakt-Kolbenmotor besteht aus mindestens 40 beweglichen Teilen, von Kolben, Pleueln und Ventilen bis hin zu Steuerrädern und der Kurbelwelle. Im Gegensatz zum Kolbenmotor reduziert der Rotationsmotor die Anzahl der beweglichen Teile erheblich, da ein Einrotor-Rotationsmotor nur aus zwei beweglichen Teilen besteht, dem Rotor und der Exzenterwelle. Die Anzahl der beweglichen Teile erhöht sich nur mit der Hinzufügung von Rotoren. Beispielsweise würde ein Zwei-Rotor-Wankelmotor nur aus drei beweglichen Teilen bestehen, den beiden Rotoren und der Exzenterwelle.

Dieses einfache Design hat möglicherweise die meisten zu der Annahme geführt, dass der Wankelmotor von Anfang an eine revolutionäre Technologie war. Dieser Glaube ist der Grund, warum Wankel in seinen frühen Entwicklungsstadien Unterstützung von seiner Regierung erhielt, und auch der Grund, warum die japanische Regierung Mazda bei seinen Rotationsbemühungen unterstützte und ihnen ermöglichte, unabhängig zu arbeiten.

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Nachdem Mazda die erforderliche Lizenz für die Nutzung und Entwicklung eines kommerziellen Wankelmotors erhalten hatte, stellte er bald fest, dass der Motor einen großen Fehler bei den Apex-Dichtungen aufwies. Die Vibrationen der Dichtungen während der Bewegung des Rotors verursachten Ratterspuren im Gehäuse, was die Kommerzialisierung des Motors nur zunichte machte. Die RE-Forschungsabteilung von Mazda arbeitete jedoch unermüdlich daran, dieses und weitere Probleme zu lösen, was zur erfolgreichen Entwicklung des 10A-Motors führte.

Der Erfolg von Mazdas Entwicklung des Wankelmotors führte zur Produktion des Mazda Cosmo Sport im Jahr 1967. Es war das weltweit erste Serienauto, das mit einem Doppelrotor-Wankelmotor lief. Sein Motor vom Typ 10A leistete anmutige 110 PS und so war der Cosmo der Wegbereiter für den kommerziellen Erfolg des Wankelmotors.

Abgesehen davon, dass es nur wenige bewegliche Motorkomponenten gibt, gibt es noch weitere Vorteile des Wankelmotors, die ihn zu einem ernstzunehmenden Gegner des Kolbenmotors machten. Einer davon ist das kompakte Design. Aufgrund der Tatsache, dass sie weniger Komponenten benötigen, sind Mazda-Wankelmotoren viel kleiner als ihre Kolbenmotoren und daher weniger sperrig. Durch ihr einfaches und kompaktes Design können sie in kleinere Fahrzeuge und sogar Motorräder eingebaut werden.

Der andere große Pluspunkt des Wankelmotors von Mazda ist sein leiser und reibungsloser Betrieb. Im Gegensatz zum Kolbenmotor, der den thermodynamischen Zyklus bei 720 Grad abschließt, schließt der Wankelmotor ihn doppelt so schnell ab, nämlich bei 360 Grad. Durch diese Beschaffenheit und die sanfte Bewegung des Rotors ist der Wankelmotor in der Lage, unglaublich hohe Drehzahlen zu erreichen, und das bei geringen Motorvibrationen.

Nachdem sich Mazda mit dem Cosmo Sport einen Namen gemacht hatte, wagte man sich bereits zuvor mutig in die Welt der Wankelmotoren, doch der Weg dorthin war mit Hürden verbunden. Zuerst kam es mit dem Muskie Act von 1970, der darauf abzielte, die Kohlenwasserstoffemissionen zu regulieren, gefolgt von einer Kraftstoffkrise. Mazda löste das Emissionsproblem mit einem thermischen Reaktorsystem, eine schnelle Lösung für das Problem der Kraftstoffeffizienz gab es jedoch nicht. Dies führte dazu, dass sie neben dem Kreiskolbenmotor auch einen Kolbenmotor einführten, aber das Phoenix-Projekt ins Leben riefen, um die Kraftstoffeffizienz ihres Kreiskolbenmotors zu verbessern.

Die Fahrzeuge mit Rotationsantrieb erhielten nun den Namen „RX“ und die Reise zu einer erfolgreichen Linie von Rotationssportwagen begann mit dem RX-2. Mit der Zeit löste das Phoenix-Projekt das Problem der Kraftstoffeffizienz erheblich, und 1978 brachte Mazda den RX-7 auf den Markt. Es gab ihn in drei Generationen von 1978 bis 2002, dem FB, FC und dem Mazda RX-7 FD, und ist mit über 811.000 produzierten Einheiten das meistverkaufte Auto mit Wankelantrieb aller Zeiten.

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Selbst inmitten entwicklungstechnischer Herausforderungen war Mazda bestrebt, sich einen Namen zu machen. Auch auf Rennstrecken hatte sich der RX-7 als Erfolg erwiesen und zahlreiche Rennen gewonnen, darunter das 24-Stunden-Rennen von Daytona. Mazda nahm seit 1974 mit Prototypen an den 24 Stunden von Le Mans teil und hatte einen Sieg im Visier. Der RX-7 FB hatte es 1982 geschafft, das Rennen zu beenden, aber erst 1991 schaffte Mazda in Le Mans endlich den ersten Platz auf dem Podium.

Angetrieben von einem Vierscheiben-Wankelmotor, der satte 700 PS leistete, rasten drei Mazda 787B über die Ziellinie auf der Rennstrecke von Le Mans und holten Mazda den dreifachen Titel. Nach mehreren Jahren des Versuchs und Irrtums hatte Mazda schließlich eines der beliebtesten Langstreckenrennen gewonnen. Es ging in die Geschichtsbücher ein, weil es der erste japanische Automobilhersteller war, dem dieses Fest gelang. Aufgrund einiger Regeln war der Wankelmotor in den Vorjahren leider vom Rennen ausgeschlossen.

Von Anfang an stellten die Automobilhersteller fest, dass der Wankelmotor verschiedene Betriebsprobleme hatte. Von den Ratterspuren, auch Teufelsnagelspuren genannt, die die Lebensdauer des Motors verkürzen würden, bis hin zum Verbrennen von Öl im Gehäuse. Obwohl die 47 Ingenieure der RE-Forschungsabteilung von Mazda erstaunliche Arbeit geleistet hatten, um den Verschleiß im Gehäuse zu reduzieren, mussten die Apex-Dichtungen ständig geschmiert werden, was manchmal dazu führte, dass verbranntes Öl vorhanden war.

Der größte Nachteil ist jedoch die Kraftstoffeffizienz, was einer der Gründe dafür ist, dass Mazda während der Energiekrise Anfang der 70er Jahre einen Kolbenmotor anbieten musste. Der Wankelmotor verfügt über eine lange Brennkammer und hat aufgrund des niedrigen Verdichtungsverhältnisses einen geringeren thermischen Wirkungsgrad. Dies wiederum führt zu einem hohen Kraftstoffverbrauch, da das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der letzten Phase des Zyklus nicht vollständig verbrannt ist, was auch zu ständigen Fehlzündungen führt.

Seit Mazda den Wankel-Kreiskolbenmotor eingeführt hat, haben viele Autohersteller es versucht und die Technologie ganz aufgegeben. Mazda machte jedoch mit einem Team engagierter Ingenieure, die daran arbeiteten, Tsuneji Matsudas ursprüngliches Ziel für den Kreiselmotor am Leben zu erhalten, weiter. Selbst bei Mazda galt das gesamte Projekt als Geldverschwendung, aber dank der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Lösungen überlebte der Motor.

Mazda blieb bei der Technologie hartnäckig, aber aufgrund strengerer Emissionsvorschriften in den USA und anderen wichtigen Märkten wurde die Produktion des RX-8 mit Rotationsantrieb im Jahr 2012 eingestellt. Obwohl der Mazda RX-8 mit einem neuen RENESIS 13B-Motor lief, war dies nicht der Fall So erfolgreich wie der RX-7, von 2003 bis 2012 wurden nur etwa 200.000 Einheiten produziert. Das Projekt wurde eingestellt, da Mazda wahrscheinlich nach Möglichkeiten suchte, die Technologie zu nutzen oder zu verbessern.

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Im Laufe der Jahre hat sich der Wankelmotor eine treue Anhängerschaft aufgebaut und Mazda weigert sich, seinen Traum sterben zu lassen. Und obwohl die Produktion von Wankelfahrzeugen eingestellt wurde, produzierte Mazda weiterhin 13B-Wankelmotoren und gab die Kunst an die nächste Generation von Takumi-Ingenieuren weiter. Im Januar 2023 stellte Mazda den MX-30 e-Skyactiv R-EV vor, der über einen Wankelmotor verfügt. Allerdings fungiert der Wankelmotor nur als Range Extender für den vollelektrischen MX-30.

Und während der MX-30 nicht direkt vom Wankelmotor angetrieben wird, können wir das Gleiche nicht vom Konzept-Mazda RX-9 sagen. Durchgesickerte Patente deuten darauf hin, dass der RX-9 möglicherweise über einen Dreirotor-Wankelmotor und einen Elektromotor verfügt. Man geht also davon aus, dass es als Hybrid auf den Markt kommen könnte, aber vorerst wird das nur die Zeit zeigen.

Kennedy ist nicht nur ein weiterer Schriftsteller. Seit Anfang der 2000er Jahre, bevor Fernseher in jedem Haushalt zu finden waren, genoss er die Geschichten seines Vaters über die Safari-Rallye-Autos. Im Jahr 2002 bekam er schließlich die Gelegenheit, an der Veranstaltung teilzunehmen, und dies war der Beginn seiner Liebe zu Geschwindigkeit, Abenteuer und Automobilen. Alles in allem ist er nicht nur ein Autoliebhaber, sondern auch von Beruf Schriftsteller und in gewisser Weise ein Hodophiler.