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Techniklexikon |
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Die Exzenterwelle des Wankelmotors dreht sich dreimal so schnell wie der
Läufer. Pro Umdrehung der Exzenterwelle erfolgt eine Zündung.
© www.der-wankelmotor.de |
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Mathematische Benennung der Kenngrößen eines Wankelmotors
a = Radius des erzeugenden Kreises
b = Radius des Grundkreises
c = Abstand der Äquidistante zur Trochoide
e = Exzentrizität
f = Abstand der Kolbenspitze zum Momentenzentrum
h = Abstand der Kolbenmitte zum Momentenzentrum
r = Radius bis zur Kolbenspitze
u,v = Ausschnitt aus der Hüllkurve
v = Geschwindigkeit entlang der Trochoide, Lauffläche.
A,Ar
= Absolute, Radial- und Querbeschleunigung
C = Fläche zwischen zwei Kolbenspitzen und der Sehne zwischen ihnen
O, O’ = Abstand der Kolbenmitte vom Nullpunkt
R = Erzeugender Radius
Sr,t
= Beschleunigungskomponente längs und quer zum erzeugenden Radius des Kolben
U,V = Geschwindigkeiten, radial bzw. quer
Z = Anzahl der Kolbenspitzen
alpha = Kolbenwinkel
gama = Winkel zwischen dem erzeugenden Radius und dem polaren Radius |
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Man kann eine Trochoide auf folgende Art erzeugen.Für geschlossene Trochoiden muss a:b aber immer ganzzahlig sein. Der
erzeugende Radius kann auf der Innenseite oder auf der Außenseite des Grundkreises abrollen. Hypotrochoiden erhält man, wenn der erzeugende Kreis innerhalb des Grundkreises liegt und wenn a<b
ist. Epitrochoiden erhält man, wenn der erzeugende Kreis außerhalb des Grundkreises liegt oder a>b ist.
© Grafik Wankelstiftung |
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In dieser Grafik von Mazda ist sehr schön zu sehen wie die Trochoide entsteht. Hier fehlt noch die Äquidistante, man erhält sie mit
ausreichender Genauigkeit in dem man den Zeiger um den Wert c verlängert. Die Äquidistante liegt parallel zur errechneten Trochoide. Maßgeblich für die maximale Verdichtung ist das Verhältnis K=R/e
Ein
kleiner K-Faktor ergibt einen kompakten Brennraum. Ein großer K-Faktor ermöglicht eine hohe Verdichtung.
Si = 2/3, die erste Zahl gibt die Anzahl der Bögen, die zweite die Anzahl der Läuferspitzen an.
© Grafik Mazda |
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Der geometrische Zusammenhang der einzelnen Kenngrößen der Laufbahn.
Wobei e dem Hebelarm der Exzenterwelle entspricht.
© Grafik Archiv Dieter Korp |
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Aus Gründen des Verschleiß verlegt man die Lauffläche um den Betrag c nach außen, es ergibt sich daraus die Äquidistante. Die Dichtleiste
sollte deshalb den gleichen Kuppen-Radius wie Äquidistante haben, dann ruht sie in der Nut. Ohne Äquidistante müssten die Dichtleistenkuppe spitz sein und die Dichtleiste würde innerhalb kürzester Zeit
versagen. Mathematisch genau erhält man die Äquidistante wenn man lauter Kreise mit dem Radius c zeichnet, der Mittelpunkt ist jeweils die Trochoide und die Tangente die Äquidistante.
© Grafik Wankelstiftung |
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Der Wankelmotor, wie wir ihn heute kennen, stammte eigentlich von dem NSU Dipl.-Ing. H.-D. Paschke. Unter strenger Geheimhaltung
verwirklicht er die kinematische Umkehrung, vom DKM zum KKM. Als Felix Wankel davon erfährt mault er: Ihr habt aus meinem Rennpferd einen Ackergaul gemacht!
Dr. W. Froede setzt dagegen: Hätten wir nur schon den Ackergaul!
Wie visionär H.-D. Paschke war, kann man schon alleine an dem Seitenauslass erkennen. Leider harmonierte dieser nicht mit der
Dichtrandplatte, die durch diesen thermisch überbelastet wurde. Die späteren Versuchs- und Serienmotoren von NSU hatten einen Umfangsauslass. Außerdem verzichtete man auf die Dichtrandplatte und ging auf das
heute gebräuchliche Dichtsystem über.
© Grafik Audi NSU |
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