Wankel Engine: ¿Cómo funciona y cuáles son sus ventajas?
Un motor Wankel, a veces llamado motor rotativo, es un tipo de motor de combustión interna con un pistón rotatorio que convierte la presión en movimiento rotatorio. Este tipo de motor trae muchas ventajas.
A diferencia de un motor de combustión clásico, todas las partes del motor Wankel giran en una dirección.
Tabla de contenido
¿Cómo funciona un motor Wankel?
El ciclo de cuatro tiempos (admisión, compresión, combustión, escape) tiene lugar entre la carcasa interior de forma ovalada y el pistón giratorio, que tiene forma triangular.
Este motor fue diseñado por el ingeniero alemán Felix Wankel, quien recibió una patente para este motor en 1929. Los motores Wankel son solo motores de gasolina. Los motores diesel de este tipo solo se probaron en condiciones de laboratorio.
Caballos de fuerza: ¿Qué es y por qué es importante?
La salida del motor Wankel en términos de potencia es de un caballo de fuerza por cada 0,45 kg de su peso. Es decir, dado que el motor pesa 100 kg, la potencia sería de unos 222 caballos. Estos números son bastante impresionantes.
La historia del motor Wankel en pocas palabras
En 1951, la empresa NSU Motorenwerke AG en Alemania inició el desarrollo de este motor, mientras que se construyeron dos modelos. El primer motor fue creado por Felix Wankel y el segundo motor por Hanns Dieter Paschke.
El motor Wankel moderno se basó en un motor creado por Hanns Dieter Paschke, por lo que este motor no debería llamarse motor Wankel sino motor Paschke.
El motor de Hanns Dieter Paschke:
En 1960, la empresa alemana NSU y la estadounidense Curtiss-Wright firmaron un acuerdo conjunto. NSU se concentró en el desarrollo de motores Wankel de baja y media potencia y Curtiss-Wright desarrolló motores de alta potencia, incluidos motores para aviones.
Muchos fabricantes firmaron acuerdos de licencia para desarrollar el motor Wankel, principalmente debido a su suavidad, funcionamiento silencioso, diseño simple y alto rendimiento. Alfa Romeo, American Motors, Ford, Citroen, General Motors, Mazda, Mercedes-Benz, Nissan, Porsche, Rolls-Royce, Suzuki y Toyota estaban entre ellos.
Curtiss-Wright mejoró el diseño básico de este motor en los Estados Unidos. En cambio, en el Reino Unido se estaba desarrollando una versión diésel de dos tiempos del motor Wankel y Deere & Company diseñó una versión que podía utilizar diferentes combustibles.
Construcción de motores Wankel
En el motor Wankel, se llevan a cabo cuatro ciclos del proceso de combustión en el espacio entre el rotor y el interior de la cubierta del motor. En los lugares donde el pistón giratorio se encuentra con la carcasa interior de la cubierta del motor, un sello asegura que se creen tres espacios aislados entre el rotor y la carcasa.
A medida que el pistón gira, estos espacios se mueven en la dirección de rotación y aumentan y disminuyen de volumen. Una carcasa ovalada rodea cada rotor del motor Wankel. El rotor tiene forma de triángulo con bordes redondeados con forma de arco.
Pistones del motor: ¿Cómo funcionan?
Los pistones giran alrededor del eje, denominado eje excéntrico o eje E, y pasan por el centro del rotor. Una gran rueda dentada proporciona el movimiento circular del pistón con dientes internos ubicados en el centro del rotor.
Un pequeño engranaje que engrana con el engranaje del rotor está unido rígidamente al eje. Una mezcla de aire y gasolina se aspira a través de un canal y, después de la compresión, se enciende con una chispa de una bujía. Después de la expansión y el trabajo, los gases de combustión se descargan en el tubo de escape. El interior del pistón se enfría con aceite y la carcasa y la cubierta del motor se enfrían con agua.
En las tres cámaras tiene lugar secuencialmente un ciclo de combustión de cuatro tiempos, a saber:
- Admisión de aire y combustible
- Compresión y encendido
- Expansión y escape
Tres revoluciones del eje excéntrico son iguales a una revolución del rotor. Las revoluciones se dan como las revoluciones del eje. Los motores Wankel, por lo tanto, tienen una velocidad máxima más alta (aprox. 9000 rpm) que los motores de pistón de rendimiento similar.
Prueba de compresión del motor: ¿Qué revela sobre el motor?
Dado que el motor Wankel utiliza un concepto completamente diferente al del motor de combustión de pistón clásico, no es posible una comparación directa. Las características de caudal, pérdida de calor y temperatura superficial son diferentes.
Ventajas del motor Wankel
- Relación potencia-peso mucho más alta que un motor de pistón
- Compacidad (alrededor de un tercio del tamaño de un motor de pistón)
- Sin piezas retornables
- Es capaz de alcanzar más revoluciones por minuto que un motor de pistón
- Casi no genera vibraciones
- El motor contiene menos piezas, por lo que su producción es más económica
- En algunos motores Wankel, el aceite del motor no se contamina por el proceso de combustión
- El motor Wankel es mucho más liviano y más simple porque contiene menos partes móviles
- El trabajo de las válvulas se realiza mediante simples cables incrustados en la pared del bloque del rotor
El motor Wankel tiene las ventajas mencionadas anteriormente que han permitido su uso en automóviles, motocicletas, coches de carreras, aviones, karts, motos de nieve y similares.
Vida útil del motor Wankel
Las carcasas de los rotores de Wankel se calientan constantemente por un lado y se enfrían por el otro, lo que genera temperaturas locales altas y una expansión térmica desigual. Aunque esto impone grandes exigencias a los materiales utilizados, la simplicidad de los motores facilita el uso de materiales alternativos como aleaciones exóticas y cerámicas.
Los primeros motores tenían una alta incidencia de fugas entre el rotor y la carcasa interior de la carcasa del motor. Estos motores a menudo necesitaban volver a sellarse después de 20,000 millas. Los motores Wankel de Mazda de hoy necesitan volver a sellarse después de 50,000 a 100,000 millas.
Si el propietario no volvía a sellar el motor después de cierto kilometraje, se producía una pérdida de compresión, manifestada por arranques en frío difíciles. Eventualmente, el motor no pudo arrancar en absoluto.
Mazda comenzó a usar el motor Wankel ya en 1957, es decir, hace ya 50 años, pero con el final de la producción del Mazda RX-8 en 2012, el motor rotativo Wankel en producción en serie tuvo su última hora, es decir, hasta recientemente, cuando Mazda anunció el regreso del motor Wankel.