Mazda MX-30 R-EV: Der neue Wankelmotor im Detail

Zugegeben, man könnte einen seriellen Plug-in-Hybrid auch einfacher haben. Aber Mazda wäre nicht Mazda ohne den legendären Wankelmotor. Nur in Hiroshima hält man noch an den kreisenden Kolben fest und so gibt es nun wieder ein Wankel-Auto: den neuen MX-30 R-EV. Wir haben uns das Aggregat mit dem Namen 8C näher angesehen und sprachen mit den Machern.

Den Mazda MX-30 R-EV haben wir bereits ausführlich vorgestellt, uns soll es an dieser Stelle primär um den Wankelmotor gehen. Dieser treibt das Fahrzeug nicht direkt an und wirkt auch nicht auf die Räder. Vielmehr versorgt er den maximal 125 kW (170 PS) leistenden Elektromotor über einen Generator mit Strom und verlängert die Gesamtreichweite auf rund 600 Kilometer. Die Batterie ist mit 17,8 kWh Kapazität ungefähr halb so groß wie der Akku im rein elektrischen MX-30. Beide Modelle laufen übrigens vom gleichen Band.

Noch konnten wir den MX-30 R-EV nicht fahren, aber dank des laufruhigen Wankelmotors soll man kaum einen Unterschied zum rein elektrischen Betrieb hören. 8C heißt die Kreiskolben-Maschine mit 55 kW (75 PS) Leistung, die Ziffer bezieht sich auf das Kammervolumen von 830 ccm des Einscheiben-Wankel. Zum Vergleich: Jede der zwei Scheiben im 13B des Mazda RX-8 bot 654 ccm.

Mit einem Rotorradius von 120 mm (die trochoidale Kurve der Rotorbewegung) und einer Rotorbreite von 76 mm sorgt die kompakte Bauform dafür, dass sich der Kreiskolbenmotor im Motorraum in einer Reihe mit dem Elektromotor und dem Generator anordnen lässt. Mit einer Gesamtbreite von weniger als 840 mm passt diese Einheit in dieselbe Karosseriestruktur wie beim vollelektrischen Mazda MX-30.

Zugleich konnte das Gewicht des Kreiskolbenmotors um mehr als 15 kg reduziert werden: Für das seitliche Gehäuse der Motorstruktur wurde Aluminium anstelle des beim Renesis-Motor verwendeten Gusseisens verwendet.

Den größten Beitrag zur Senkung von Kraftstoffverbrauch und Emissionen leistet beim neuen Kreiskolbenmotor die Benzin-Direkteinspritzung. Wenn der Kraftstoff in die Ansaugkanäle eines herkömmlichen Kreiskolbenmotors eingespritzt wird, vermischt sich dieser schon beim Ansaugen mit der Verbrennungsluft.

So landet ein Teil des Kraftstoff-Luft-Gemischs in den seitlichen Bereichen des Brennraums, wo es nicht vollständig verbrennen kann und schließlich als unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) ausgestoßen wird. Dies beeinträchtigt sowohl den Kraftstoffverbrauch als auch die Rohemissionen.

Durch die Einspritzung direkt in den Brennraum in Kombination mit einer speziellen Strömung der Verbrennungsluft, die über zwei seitliche Einlasskanäle einströmt, resultiert eine bestmögliche Verteilung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum. Auch die beiden Auslasskanäle sind seitlich angeordnet. Hier gibt es Parallelen zum 13B-MSP Renesis des RX-8.

Zudem wird der Kraftstoff zum Zeitpunkt der Einspritzung laut Mazda durch eine spezielle Technologie sehr effizient zerstäubt, um so vollständig in der Verbrennungsluft zu verdampfen. Daher muss weniger Kraftstoff für dieselbe Leistung eingesetzt werden. Indes: Ein 50-Liter-Tank für gut 600 Kilometer Reichweite ergibt einen Mittelwert von 8,3 Liter auf 100 km. Hier muss die Praxis zeigen, wie stark der Elektromotor den Verbrauch senken kann.

Einen weiteren Beitrag zur verbesserten Effizienz liefert das auf 11,9:1 vergrößerte Verdichtungsverhältnis des neuen Kreiskolbenmotors. Ergänzend wurden zahlreiche Maßnahmen umgesetzt, um die innere Reibung des Kreiskolbenmotors zu reduzieren. Dazu zählen unter anderem ein verringerter Durchmesser der Exzenterwelle und neu entwickelte Dichtleisten an den drei Ecken des Rotors. Ihre Form greift Mazda übrigens beim Schlüssel des MX-30 R-EV auf.

Die Dichtleisten sind auf eine Breite von 2,5 mm vergrößert und in der Höhe verringert worden, was neben geringer Reibung auch die Lebensdauer verbessert.

Darüber hinaus wurden die Oberflächen der seitlichen Motorgehäuse mit einer speziellen Keramik-Beschichtung versehen, was ebenfalls zu einer Reibungsverringerung und zu einer verbesserten Dauerhaltbarkeit führen soll.

Zur weiteren Steigerung der Effizienz kommt zudem ein Abgasrückführungssystem (AGR) zum Einsatz. Es arbeitet hauptsächlich bei niedrigen Drehzahlen und geringen Lasten und verringert neben den Pumpverlusten auch Wärmeverluste, die durch die im Vergleich zu Hubkolbenmotoren größeren Oberflächen der Brennräume verursacht werden.

In Summe sollen diese Maßnahmen dazu beitragen, dass neben dem Kraftstoffverbrauch auch die Schadstoff-Rohemissionen deutlich niedriger als bei bisherigen Kreiskolbenmotoren ausfallen. Die über zwei seitlich angeordnete Auslasskanäle austretenden Abgase werden von einem geregelten Dreiwege-Katalysator und einem dahinter angeordneten Otto-Partikelfilter von gasförmigen und festen Schadstoffen nahezu vollständig befreit. So erfüllt der Mazda MX-30 e-Skyactiv R-EV laut Hersteller problemlos die derzeit strengste Abgasnorm Euro 6d-ISC-FCM inklusive Realemissionstest (RDE) auf der Straße.

Bleibt der Wankelmotor trotz seines einfachen Funktionsprinzip ein aufwendiger Motor mit Tücken im Detail? Überhaupt nicht, versichern uns die Mazda-Mitarbeiter. Ganz im Gegenteil sei der Wankel sogar recht simpel, die Werkstätten würden damit keine Probleme bekommen.

Läuft der Wankel bei konstanter Drehzahl? Das nicht, die Drehzahl ist schon variabel und lastabhängig. Aber nicht so absurd hoch wie einst beim RX-8, wo es bei 9.000 U/min "Pling" machte. Bei 8.200 Touren stand die maximale Leistung bereit, bei 5.500 U/min das maximale Drehmoment. Zum Vergleich benötigt der neue 8C-Wankel nur 4.700 respektive 4.000 U/min, maximal 116 Nm stehen bereit.

Beim Start des MX-30 R-EV tritt zunächst der Elektromotor in Aktion, das Zuschalten des Wankels möchte man solange wie möglich vermeiden. Im Normal-Modus fährt der Mazda bis zu einem Batterieladestand von etwas mehr als 40 Prozent ausschließlich mit Energie aus der Hochvolt-Batterie, bevor sich der Kreiskolbenmotor hinzuschaltet. Dann wird der Ladestand dort gehalten.

Was gibt es noch zu berichten? Skalierbar wäre der 8C-Wankel durchaus, theoretisch sind Aggregate mit zwei oder gar drei Scheiben möglich. Aber für einen reinen Wankel-Wagen ist die Zeit noch nicht reif, rechnen muss er sich außerdem. Das bringt uns zum Preis des MX-30 R-EV: Hier liegt er gleich zum rein elektrischen MX-30. Ab 35.990 Euro geht es los, eine staatliche Förderung gibt es beim R-EV jedoch nicht, lediglich eine geringere Dienstwagen-Besteuerung. Rund 3.000 Fahrzeuge will Mazda jährlich in Deutschland absetzen.