Motor rotativo Wankel

La principal característica de este tipo de motor frente a uno habitual como puede ser un motor de gasolina de cuatro tiempos o uno diésel es el movimiento con el que realizan el trabajo. Mientras estos lo hacen mediante un movimiento lineal alternativo que es trasformado a uno de rotación con un sistema de biela-manivela, el motor Wankel genera un movimiento de rotación directamente sobre su pistón triangular, que gira dentro de una carcasa sin que exista ninguno alternativo.

Este tipo de motores dentro del mundo del automóvil es utilizado por ejemplo por la marca Mazda con su modelo RX-8 .Sus principales ventajas son la suavidad de funcionamiento (sin apenas vibraciones y par muy uniforme), peso reducido, una alta potencia específica, un gran número de revoluciones y su simpleza mecánica debido a que utiliza muy pocas piezas en movimiento.

A la vez es difícil de recomendar debido a que posee un gran consumo a cargas parciales y sus segmentos presentan dificultades para conseguir una buena estanqueidad (consumo de aceite) y duración.

Constitución

El motor rotativo, tiene una constitución sencilla:

  • Bloque o carcasa: Se fabrica de aleación ligera y en su interior se encuentra la camisa, que constituye la superficie de rozamiento con el rotor.
  • Lumbreras de admisión y escape: Se encuentran sobre la carcasa, y en sentido radial a través de las cuales se realiza el intercambio de gases. Las bujías se sitúan en el lado opuesto a las lumbreras.
  • Rotor: Tiene forma triangular y en cada uno de sus lados se practica la cámara de combustión cuya función es la misma que cualquier motor de movimiento alternativo.

En el centro del rotor hay un orificio con un dentado interno en uno de sus lados que engrana con un piñón que permanece fijo en un lateral de la carcasa. Este engranaje sirve de apoyo al rotor para mantener su giro excéntrico dentro de la camisa. (Dentro de este orificio se sitúa el árbol motriz).

Los sistemas de refrigeración y engrase, son similares a cualquier motor normal. Únicamente hay que tener en cuenta que dadas las dificultades que presenta el rotor para evacuar el calor del líquido refrigerante, este es enfriando mediante el aceite. Además para evitar que el aceite se caliente en exceso el circuito de engrase va provisto de un intercambiador de calor con un termostato que regula su paso. La lubricación de los segmentos se realiza añadiendo aceite al combustible. (Cantidad que regula un dispositivo dependiendo de las rpm y carga del motor)

Funcionamiento

Pertenece a los motores de combustión interna y funciona según el ciclo de cuatro tiempos. El movimiento de rotación se obtiene directamente en el pistón (también llamado rotor) que tiene forma triangular y gira impulsado por la combustión que se produce sucesivamente en sus tres cámaras radiales.

Los procesos de admisión y escape se realizan mediante lumbreras (como los motores de dos tiempos) que son controladas por el giro del motor (no se necesita por tanto distribución).

El rotor de forma triangular gira sobre una excéntrica situada en el árbol motriz. Durante su rotación, los tres vértices del rotor están en permanente contacto con la superficie interna de la camisa.

El dentado interno del motor engrana con un piñón describiendo órbitas alrededor de el. El giro del rotor es trasmitido al árbol motriz a través de la excéntrica, de manera que por cada revolución del rotor del árbol motriz gira tres vuelta (el dentado interno describe tres órbitas alrededor del piñón estacionario) o dicho de otro modo cuando el rotor avanza 120º, el árbol motriz o eje de salida a girado 360º. Por ejemplo cuando el motor alcanza un régimen de 3000 rpm el rotor gira solamente a 1000 rpm. (Par motor más uniforme y más tiempo para realizar el intercambio de los gases.)

Mazda RX-8

En cada una de las tres cámaras que se forman entre el rotor y la carcasa se llevan a cabo un ciclo de cuatro tiempos en una vuelta del rotor, es decir, tres ciclos completos por revolución, esto significa que le rotor recibe un impulso cada 120º (360º en el árbol motriz)

En el motor rotativo el árbol motriz gira 1080º (tres vueltas) para completar un ciclo en cada una de las tres cámaras, en este tiempo el rotor gira 360º (una vuelta). En cambio en el motor de pistón alternativo un ciclo completo se realiza cada 720º (dos vueltas) de rotación del cigüeñal.

1º Admisión: La admisión de la mezcla aire-combustible comienza cuando el vértice A descubre la lumbrera de admisión, el desplazamiento del rotor aumenta progresivamente el volumen de la cámara que va llenándose de aires frescos, hasta que el vértice C cierra al lumbrera.

2º Compresión: La mezcla admitida queda encerrada en la cámara de lado AC, que ahora disminuye su volumen produciéndose la compresión de los gases, Antes de llegar a la máxima compresión, con un cierto avance, se produce el encendido mediante el salto de la chispa en la o las bujías, iniciándose la combustión.

3º Explosión: El aumento de presión que produce la combustión, impulsa al rotor mientras se realiza la expansión de los gases, que se prolonga hasta que el vértice A abre la lumbrera de escape

4º Escape: Una vez descubierta la lumbrera de escape, los gases quemados son expulsados a gran velocidad debido a la presión residual de la expansión. El giro del rotor va disminuyendo el volumen de la cámara hasta completar el proceso cuando el vértice C rebasa la lumbrera de escape. La eficacia del intercambio de gases depende de la posición de las lumbreras.

Quizá la explicación de este tipo de motor sea algo difícil de entender, pero también es difícil de explicar, puesto que no hay mucha información y yo particularmente nunca he visto su funcionamiento.

A parte del motor con movimiento de pistón alternativo (el más utilizado ya sea longitudinal, transversal en “V” o “W”) y el rotativo (Wankel), existe otro llamado de pistones opuestos o Bóxer que utiliza mucho la marca Porche (el nombre de uno de sus modelos viene dado por el). De los tres es el menos utilizado.

Celso García.

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