Techniklexikon

Rotationskolbenmotor

Verbrennungsmotor, bei dem mechanische Energie durch rotierende Bewegung des Kolbens oder des Zylinders gewonnen wird. Die bekannteste R. konstruktion arbeitet mit feststehendem Zylinder und kreisendem Kolben; sie wird deshalb auch als Kreiskolbenmotor oder Drehkolbenmotor bezeichnet. Diese Form des R. wurde erstmalig von Felix WANKEL bis zur Produktionsreife entwickelt, so daß er auch unter dem Namen Wankelmotor bekannt wurde. Heute werden bereits R. als Modellmotoren bis 10cm3 hergestellt. In der Leistung erreicht der Wankelmotor nicht die Werte der Hubkolbenmotoren; auf Grund der kreisenden Kolbenbewegung zeichnet er sich aber durch vollkommene Laufruhe und geringe Geräuschentwicklung aus. Das Motorgehäuse wird von einer 2bogigen Trochoide (8Form) gebildet, in dem sich der dreieckförmige Kolben (Läufer) mit konvexen Seiten bewegt. Die Planetenbewegung des Kolbens entsteht durch die Lagerung auf der Exzenterwelle im Zusammenwirken mit dem auf dem Kolben befindlichen Hohlzahnrad und dem Ritzel im Motorgehäuse. Gesteuert wird der Wankelmotor ähnlich wie der Zweitaktmotor über Spülkanäle, die vom Kolben geöffnet und geschlossen werden. Die Abdichtung des Kolbens gegenüber dem Motorgehäuse übernehmen die federnd in Nuten geführten Dichtleisten. Da die einzelnen Takte Ansaugen, Verdichtung/Kompression, Verbrennung/Expansion und Auslaß in einer Kammer getrennt und nacheinander verlaufen, wird er den Viertaktmotoren zugeordnet. Gezündet wird das KraftstoffLuftGemisch von einer Glühkerze. Durch den Drosselvergaser kann die Drehzahl über einen weiten Bereich kontinuierlich gestellt werden. Mit der Flanschbefestigung ist der Wankelmotor einfach und platzsparend im Flugmodell zu montieren. In der Fahrzeugtechnik: Motor, der unter Vermeidung hin- und hergehender Massen des Kurbeltriebs die Arbeitsweise eines Hubkolbenmotors aufweist. Der übliche R. hat ein Gehäuse, dessen Innenkontur im Querschnitt die Form einer mehrbogigen Epitrochoide hat. An der Mantelfläche der Innenkontur gleiten ständig die zahnartigen Vorsprünge des vom Gehäuse umschlossenen Läufers. Bei der Relativbewegung entstehen Räume veränderlicher Größe, in denen sich der Arbeitsprozeß abwickelt. Es werden zwei Ausführungen unterschieden. Beim Drehkolbenmotor (DKM) führen sowohl das Gehäuse als auch der Läufer eine reine Drehbewegung um ihre Achsen aus (man spricht vom Innen- und vom Außenläufer). Beim Kreiskolbenmotor (KKM) steht das Gehäuse fest, und der Läufer führt eine planetenartige kreisende Bewegung aus. Die Grundform eines R. wird von einer Trochoide und der dazugehörigen Hüllkurve dargestellt. Die Grundform eines (2:3-) Kreiskolbenmotors ist z.B. die Kombination einer zweibogigen Epitrochoide mit der inneren Hüllfigur. Die als Läufer bezeichnete Hüllfigur hat im Querschnitt die Kontur eines Dreiecks mit konvexen Seiten. Seine Kreisbewegung vollführt der Läufer im gekühlten Motorengehäuse. Bei seiner Drehbewegung berühren seine Ecken die Gehäusewand, so daß drei periodisch veränderliche, gegeneinander abgeschlossene und um 120° versetzte Arbeitsräume entstehen. Ini KKM läuft folgender Bewegungsvorgang ab: Die Leistungsabgabe erfolgt über die Exzenterwelle 1. Mit der Exzenterwelle 1 ist der Exzenter 2 fest verbunden. Der Läufer 5 ist auf 2 rollengelagert. Durch das im Trochoidengehäuse feststehende außenverzahnte Rad 3 und durch die mit diesem im Eingriff stehende Innenverzahnung 4 im Läufer wird ein Drehzahlverhältnis von 2: 3 erreicht. In bezug auf den Exzenter erfährt der Läufer eine gegensinnige Bewegung. Sie bewirkt, daß der Läufer bei einem vollen Umlauf des Exzenters gegenüber dem feststehenden Gehäuse nur eine Winkelbewegung von 120° im Drehsinn der Exzenterwelle ausführt. Zur Abdichtung der Arbeitsräume sind spezielle Dichtungen vorgesehen. Die Gaswechselvorgänge erfolgen durch Schlitze, die vom Läufer gesteuert werden. Höchstentwickelter Kreiskolbenmotor ist der Wankelmotor (nach Felix Wanket).