Im Juli 1961 unterzeichnete Mazda einen Lizenzvertrag mit der NSU Motorenwerke AG. Das Abkommen ermöglichte dem japanischen Hersteller die Nutzung und Weiterentwicklung der Kreiskolben-Technologie. Bereits im November desselben Jahres testete das Unternehmen aus Hiroshima den ersten selbst konstruierten Kreiskolben-Motor. Die japanische Regierung hatte dem Vertrag zugestimmt und Mazda damit eine Perspektive gegeben, denn die nationale Automobilindustrie stand vor einer Neustrukturierung.
Der Weg zur Serienreife erwies sich als steinig. Der nach NSU-Lizenz entwickelte Einscheiben-Kreiskolben-Motor zeigte gravierende Schwächen. Kurzlebige Dichtleisten, Vibrationen im Motorgehäuse und ungewöhnlich hoher Verschleiß machten den Ingenieuren zu schaffen. Das geringe Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen stellte ein weiteres Problem dar. Am berüchtigtsten waren die sogenannten Rattermarken an den Innenseiten des Rotorgehäuses, die als „Kratzspuren des Teufels" in die Entwicklungsgeschichte eingingen.
1963 gründete Mazda die „Rotary Engine Research Division", um die technischen Herausforderungen systematisch anzugehen. Die Ingenieure entwickelten eine spezielle Hartchrom-Beschichtung gegen die Rattermarken. Neue Dichtleisten aus Aluminium und Karbon ersetzten die verschleißanfälligen Vorgänger. Der Wechsel von einem auf zwei Scheiben optimierte die Laufkultur und verbesserte die Drehmomententfaltung erheblich. Auf der Tokyo Motor Show 1963 präsentierte Mazda den ersten Zweischeiben-Kreiskolben-Motor. Ein Jahr später folgte mit dem Cosmo Sport ein seriennaher Prototyp.
Nach mehr als drei Millionen Testkilometern auf dem 1964 in Betrieb genommenen Testgelände Miyoshi feierte der Mazda Cosmo Sport 110 S im Mai 1967 seine Weltpremiere. Das Fahrzeug war das erste Serienmodell mit Zweischeiben-Kreiskolben-Motor weltweit und erschien drei Monate vor dem NSU Ro 80. Die futuristische Sportwagenlegende markierte den Durchbruch einer Technologie, an der viele andere Automobilhersteller gescheitert waren.
Der erste Motorsporteinsatz des Mazda Cosmo Sport 110 S beim Marathon de la Route 1968 auf dem Nürburgring endete mit einem vierten Platz. Das 84-Stunden-Rennen in der „Grünen Hölle" bewies die Zuverlässigkeit der neuen Antriebstechnik Extrembedingungen. Dieser Erfolg bildete den Auftakt für eine beeindruckende Motorsportkarriere der Kreiskolben-Modelle.
In der amerikanischen IMSA-Serie errangen Mazda Fahrzeuge mit Kreiskolben-Motor über 100 Siege. Im japanischen Tourenwagensport gelangen ebenfalls mehr als 100 Erfolge. Der absolute Höhepunkt folgte im Juni 1991: Der Mazda 787B mit Vierscheiben-Kreiskolben-Motor gewann das 24-Stunden-Rennen von Le Mans. Als erstes japanisches Team setzte sich Mazda gegen die versammelte Konkurrenz von Mercedes, Jaguar und Porsche durch.
Die Serienproduktion nahm parallel Fahrt auf. Dem Mazda Cosmo Sport 110 S folgten bis heute rund 35 weitere Modelle mit Kreiskolben-Motor. 1973 kam der RX-3 auf den deutschen Markt. Im selben Jahr startete die Produktion des Rotary Pickup. Der Parkway Rotary 26 wurde ab 1974 als weltweit erster Reisebus mit Kreiskolben-Motor gebaut. Die Repräsentationslimousine Roadpacer AP erschien 1975. Der Eunos Cosmo debütierte 1990 als weltweit erster Gran Turismo mit Dreischeiben-Kreiskolben-Motor.
Besondere Bedeutung erlangten die Sportwagen-Baureihen RX-7 und RX-8. Der RX-7 wurde von 1978 bis 2003 produziert und erreichte Rekordverkaufszahlen. Der 2003 nachfolgende RX-8 erhielt den prestigeträchtigen Award „International Engine of the Year" für seinen RENESIS-Kreiskolben-Motor. Weltweit hat Mazda als einziger Hersteller bereits über zwei Millionen Fahrzeuge mit Kreiskolben-Motor produziert und verkauft.
1967 etablierte sich Mazda dank des Kreiskolben-Motors als visionärer Hersteller in Europa. 1970 folgte der Markteintritt in den USA. Auf manchen Märkten wurde zeitweise fast jeder zweite Mazda von einem Kreiskolben-Motor angetrieben. Der Kraftstoffverbrauch lag allerdings oft höher als bei konventionell motorisierten Modellen.
Die erste Ölpreiskrise erreichte 1974 ihren Höhepunkt. Die Verkaufszahlen der Modelle mit Kreiskolben-Motor brachen ein. Die Mazda Ingenieure reagierten mit dem Forschungsprogramm „Phoenix". Durch technische Modifikationen an den Zweischeiben-Kreiskolben-Aggregaten halbierten sie den Kraftstoffverbrauch nahezu. Diese Entwicklung ermöglichte die erfolgreiche Fortsetzung der Kreiskolben-Strategie.
Ab 2006 stellte Mazda in Feldversuchen mit dem RX-8 Hydrogen RE die Eignung des Kreiskolben-Motors für den Betrieb mit Wasserstoff Beweis. Eine völlig andere Aufgabenstellung erfüllte der Kreiskolben-Motor im ab 2023 angebotenen MX-30 e-Skyactiv R-EV. In diesem seriellen Plug-in-Hybrid dient das kompakte Aggregat als Range Extender.
Die Concept Cars RX-Vision von 2015 und Iconic SP von 2023 zeigen, welche Möglichkeiten ein kompakter Kreiskolben-Motor in der Kodo Designphilosophie eröffnet. Beide Sportwagen-Studien stellen gängige Sichtweisen in Frage und demonstrieren den bei Mazda verwurzelten Challenger-Spirit. Dieser Pioniergeist prägte bereits das 1960 eingeführte R360 Coupé, das im japanischen Kei-Car-Segment auf Anhieb 65 Prozent Marktanteil eroberte.
Das Mazda Classic – Automobil Museum Frey in Augsburg präsentiert sämtliche Ikonen der Kreiskolben-Geschichte. Vom Mazda Cosmo Sport 110 S über Raritäten wie den Parkway Rotary 26 bis zum RX-8 sind alle wichtigen Modelle zu sehen. Informationen über Öffnungszeiten und Exponate bietet das Museum www.mazda-classic-frey.de.
| Lizenzvertrag | Juli 1961 mit NSU Motorenwerke AG |
| Erster Testmotor | November 1961 |
| Gründung Forschungsabteilung | 1963 (Mazda Rotary Engine Research Division) |
| Testgelände Miyoshi | In Betrieb seit 1964 |
| Erstes Serienmodell | Mazda Cosmo Sport 110 S (Mai 1967) |
| Motortyp | Zweischeiben-Kreiskolben-Motor |
| Testkilometer vor Serienstart | Über drei Millionen |
| Erster Motorsporteinsatz | Marathon de la Route 1968, Nürburgring |
| Le-Mans-Sieg | Juni 1991 mit Mazda 787B |
| Motorvariante Le Mans | Vierscheiben-Kreiskolben-Motor |
| IMSA-Siege | Über 100 |
| Siege japanischer Tourenwagensport | Über 100 |
| Anzahl Modelle mit Kreiskolben | Rund 35 |
| Gesamtproduktion | Über zwei Millionen Fahrzeuge |
| Markteinführung Europa | 1967 |
| Markteinführung USA | 1970 |