Japanische Mazda-Autos waren lange Zeit die einzigen, die Wankel-Rotationsmotoren in ihren Autos verwendeten. Ende 2023 brachte der Automobilhersteller erstmals seit mehr als einem Jahrzehnt ein neues Fahrzeug auf den Markt, das diese Technologie nutzt. Warum dann im Elektrozeitalter den Wankelmotor neu starten?
Der Wankelmotor feiert sein Hybrid-Debüt
Mazda hat kürzlich ein neues Fahrzeug mit Wankelmotor auf den Markt gebracht, das erste seit dem Produktionsende des RX-8 im Jahr 2012.
Der MX-30 e-Skyactiv R-EV wurde im November 2023 auf den Markt gebracht. (© Mazda)
Anstatt den Wankelmotor zum direkten Antrieb des Fahrzeugs zu nutzen, treibt der MX-30 R-EV damit einen Generator an. Der erzeugte Strom wird dann zum Antrieb eines Elektromotors verwendet, in einer Konfiguration, die üblicherweise als „Serienhybrid“ oder „Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite“ bezeichnet wird. Einige Fahrzeuge werden bereits in diesem Stil produziert, insbesondere in den Baureihen Nissan e-Power und Honda e:HEV (bei denen dieses System auch die Räder motorisieren kann).
Was den MX-30 RE jedoch auszeichnet, ist, dass er im Gegensatz zum e-Power und dem e:HEV nicht mit einem Hubkolbenmotor ausgestattet ist (der auf der Bewegung hin- und hergehender Kolben zur Stromerzeugung beruht), sondern mit einem ein Wankel-Rotationsmotor (der Strom erzeugt, indem er einen dreieckigen Rotor dreht). Und mit seinem Plug-in-Hybrid-Aggregat mit großkapazitiver Batterie ist der MX-30 R-EV auch als reines Elektroauto einsetzbar.
Es gibt einen Grund, warum Mazda sich dafür entschieden hat, diese Technologie in den MX-30 R-EV einzubauen: Während Umweltbedenken bei den Herstellern zunehmend an Bedeutung gewinnen, sind Wankelmotoren durch ihren Kraftstoffverbrauch und ihre hohen Kohlenwasserstoffemissionen benachteiligt. Diese Nachteile besiegelten das Schicksal der Technologie und 2011 musste Mazda die Produktion von Wankelmotorfahrzeugen einstellen.
Im Jahr 2013 stellte Mazda die Produktion des RX-8 ein und war damit der letzte Sportwagen mit Wankelmotor. (©Mazda)
Jetzt ist es Mazda gelungen, die Kraftstoffeffizienz und den Kohlendioxidausstoß des Motors durch die Kombination mit einem Plug-in-Hybrid zu verbessern, und das Auto ist nun zum Verkauf bereit. Doch warum will Mazda die Rotationstechnologie an dieser Stelle wieder in Umlauf bringen?
Einige Kinderkrankheiten
Im Jahr 1967 begann Mazda erstmals mit der Massenproduktion von Wankelmotoren (damals als „Motoren der Zukunft“ bezeichnet) mit dem Cosmo Sport, dem zweiten Fahrzeug dieser Art, das nach dem NSU Spider (der 1964 von der Marke auf den Markt gebracht wurde) in Massenproduktion hergestellt wurde Deutscher Hersteller NSU).
Durch eine 1961 geschlossene Vereinbarung erwarb Mazda die von NSU entwickelten Basistechnologien, die damals ein Pionier dieses Motorentyps waren. Und im Gegensatz zum deutschen Hersteller, der die Massenproduktion der Motoren nach mehreren Problemen schnell einstellte, überwand Mazda viele Hindernisse, um Autos mit dieser Technologie zu produzieren und sie fast ein halbes Jahrhundert lang auf der ganzen Welt zu vertreiben. Darüber hinaus sind NSU und Mazda die einzigen Hersteller, die diese Art von Fahrzeugen in Serie produziert haben, und damit ist der japanische Automobilhersteller tatsächlich der einzige weltweit, dem es gelungen ist, Wankelmotoren erfolgreich zu vermarkten.
Bei NSU wurden sie allgemein als „Wankelmotoren“ bezeichnet (nach dem Namen ihres Erfinders), in diesem Artikel verwende ich jedoch den von Mazda bevorzugten Begriff „Wankelmotor“.
Das futuristische Design des Cosmo Sport von 1967 wurde im Film Return of Ultraman vorgestellt. (©Mazda)
Werfen wir einen Blick auf die Herausforderungen, denen sich Mazda bei der Markteinführung seines Wankelmotors gegenübersah. Das gravierendste Problem waren zunächst Vibrationsspuren: Wellen oder Abnutzung, die im Laufe der Zeit im Rotorgehäuse (das Äquivalent zu Zylindern in einem Wankelmotor) entstehen. Um dieses Problem zu lösen, kam Mazda auf die Idee, die Dichtungen oben im Brennraum aus selbstschmierenden Kohlenstoffmaterialien herzustellen, in Zusammenarbeit mit Herstellern neue Schmiertechniken zu entwickeln und den Innenraum mit einer Hartchrombeschichtung zu versehen. Mazda war außerdem einer der ersten Hersteller, der 1963 eine computergestützte Analyse einführte, um die Ursachen der für Marken verantwortlichen internen Schwingungen zu ermitteln.
Das Unternehmen verfügt somit über ein breit gefächertes Know-how in den Bereichen Materialien, Oberflächenbehandlungen sowie Schwingungs- und Verbrennungsanalyse und legt damit den Grundstein für seine erstklassige Technologie. Der Wankelmotor ermöglichte Mazda nicht nur die Weiterentwicklung seines technischen Know-hows, sondern trug auch maßgeblich dazu bei, dass der Hersteller florierte und sich Schritt für Schritt zu dem vielseitigen Fahrzeughersteller entwickelte, der er heute ist.
Der Wankelmotor des RX-7 von 1991 verfügt über ein Twin-Turbo-System, das es ihm ermöglicht, 250 PS in einem kompakten Paket zu erreichen. (©Mazda)
In den 1960er Jahren erwog Japan, seine Automobilindustrie in drei Hauptgruppen umzustrukturieren: Massenproduktion, Luxusfahrzeuge und leichte Autos. Mazda, damals Tôyô-kôgyô genannt, betrat diesen Markt 1960 mit einer Reihe leichter Modelle. Dadurch gezwungen, sich der dritten Gruppe anzuschließen, sah das Unternehmen dies nicht so. Seine Ingenieure, angetrieben von der Vision einer Marke mit vielfältigen Fähigkeiten, verließen sich auf die proprietären Technologien des Unternehmens, um ihr Know-how unter Beweis zu stellen, insbesondere auf den Wankelmotor.
Diese strategische Entscheidung war, abgesehen von ihrer technologischen Bedeutung, entscheidend für den Aufstieg von Mazda als Automobilhersteller, obwohl das Regierungsprojekt zur Umstrukturierung dieser Branche angesichts ihrer raschen Expansion in Japan später aufgegeben wurde.
Die Zukunft des Wankelmotors
Für sein MX-30 R-EV-Modell 2023 hat Mazda den Wankelmotor nicht nur mit einer seriellen Plug-in-Hybrid-Konfiguration gekoppelt, sondern ihn auch erheblich verändert, um seine Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit zu verbessern. Das Unternehmen hat daher ein Direkteinspritzsystem integriert, um die Präzision seiner Kraftstoffzufuhr zu verbessern und so den Verbrauch in Kaltstartphasen zu senken, aber auch das Innere des Brennraums neu gestaltet, um seinen Mechanismus zu beschleunigen und seine Effizienz zu steigern. Darüber hinaus hat der Motor durch die Verwendung eines Aluminium-Seitengehäuses 15 Kilogramm Gewicht eingebüßt und seine Haltbarkeit wurde durch die Anwendung einer thermisch gespritzten Keramikbeschichtung im Inneren verbessert.
Dieser neue Wankelmotor mit dem Spitznamen „8C“ stellt eine echte technische Meisterleistung dar. Er ist, um die Terminologie von Hubkolbenmotoren zu verwenden, mit einem völlig neu gestalteten Zylinderblock, Zylinderkopf und Kolben ausgestattet, so dass wir von einer völligen Neuerfindung dieser Technologie sprechen könnten.
Beim elektrischen Antriebssystem des MX-30 e-Skyactiv R-EV teilt sich der ohnehin schon besonders kompakte Antriebsmotor eine gemeinsame Achse mit dem Generator. (©Mazda)
Trotz seiner Fortschritte weist der MX-30 R-EV eine Kraftstoffeffizienz von 15,4 Kilometern pro Liter auf (gemessen im WLTC-Modus), was etwas unter den Erwartungen bleibt. Obwohl es für einen fairen Vergleich keinen direkten Konkurrenten auf dem Markt gibt, können wir dennoch feststellen, dass der Toyota RAV4 Plug-in-Hybrid 22,2 km/l erreicht, während der Prius Plug-in-Hybrid 26,0 km/l anzeigt. Damit liegt der MX-30 R-EV beim Kraftstoffverbrauch zurück.
Die Zukunft des Wankelmotors, auch verbunden mit einem Plug-in-Hybrid-Antrieb, ist daher noch nicht gesichert. Mazda ist jedoch bestrebt, sein Interesse am Markt aufrechtzuerhalten, indem es ihn attraktiver macht, nicht nur durch die Verbesserung seiner Kraftstoffeffizienz, sondern auch durch die Sicherstellung, dass seine Fahrzeuge die charakteristische Ästhetik und Leistung der Marke beibehalten. Der Wankelmotor ist in der Tat ein wesentlicher Teil der Identität von Mazda.
Bei der Präsentation seines Konzeptautos „Iconic SP“ auf der Japan Mobility Expo im Herbst 2023 unterstrich Mazda das Potenzial dieser Technologie, indem er einen stilvollen Sportwagen präsentierte, der mit einem Doppelrotormotor ausgestattet ist, der im Vergleich zum Single-Rotor-Motor eine echte Weiterentwicklung darstellt Rotormodell des MX-30 R-EV. Mit der Einführung des MX-30 R-EV hat Mazda seine Entschlossenheit gezeigt, den Wankelmotor nicht sterben zu lassen. Hoffen wir, dass dieses Engagement auch in Zukunft umgesetzt wird.
(Titelfoto: Der ikonische dreieckige Rotor des Wankelmotors des MX-30 e-Skyactiv R-EV dreht sich in einem kokonförmigen Rahmen. Er gibt seine Kraft durch schnelle Zyklen von Kompression, Start und Auspuff frei. © Mazda)
