Разнообразных роторных двигателей за почти два столетия было предложено немало, но до серийного производства «дорос» пока лишь один. В середине ХХ века, а точнее — в 1957 г., немецкие конструкторы Ванкель Феликс и Фрёде Вальтер, работавшие в фирме NSU, запатентовали двигатель, который ныне известен всему миру как двигатель Ванкеля, роторно-поршневой двигатель (rotary piston engine), роторный двигатель или просто — «ванкель».
Роторный двигатель в самом простом варианте состоит всего из трех основных деталей. В центре похожего на барабан корпуса на подшипниках установлен эксцентриковый вал, подобный коленчатому валу одноцилиндрового двигателя. На «шатунную» шейку вала (она большого диаметра, поэтому вал и называется эксцентриковым, а не коленчатым, хотя по сути это одно и то же) свободно надет ротор-поршень треугольной формы с выпуклыми гранями. К ротору внутри прикреплена шестерня c внутренними зубьями, зацепленная с пустотелой центральной шестерней, которая жестко зафиксирована в центре корпуса. Вал проходит сквозь центральную шестерню. Число зубьев шестерен соотносится как 2/3 (это обязательное условие).
При вращении эксцентрикового вала шестерня ротора обкатывается по неподвижной центральной шестерне, подобно тому, как обруч обкатывается по талии симпатичной гимнастки. В результате этого ротор совершает планетарное движение (то есть вращается, и одновременно его центр движется в ту же сторону по кругу). Каждая из трех вершин ротора описывает при этом траекторию, немного напоминающую силуэт классической гитары. По этой линии точно обработана (отшлифована) и внутренняя поверхность корпуса двигателя. В результате между гранями ротора и корпусом образуются три замкнутые рабочие камеры, в виде полумесяцев, объем которых меняется от максимума до минимума при взаимном вращении эксцентрикового вала и ротора на нем. Уплотняются рабочие камеры подпружиненными пластинами, установленными в прорезях вершин и на торцах ротора. Пластины скользят по внутренней поверхности (зеркалу) корпуса и плоским боковым крышкам.