Motor Rotativo O Motor Wankel. Cómo Funciona, Partes

En la historia automotriz han aparecido coches icónicos gracias al diseño de motores potentes y novedosos, logrando proporcionar prestaciones realmente impresionantes en su momento. Uno de ellos fue el motor rotativo o Wankel.

El motor rotativo o motor Wankel se presentó en sus inicios como una opción diferente a los motores de pistón, pero posteriormente se sacaron de producción. Aquí te describiremos todas sus características, desde que nació este propulsor hasta que finalizó su producción.

Motor Rotativo O Motor Wankel
Motor Rotativo O Motor Wankel

¿Qué Es Un Motor Rotativo?

Creado por Félix Wankel en 1957, el motor rotativo es un propulsor de combustión interna que dispone de un estator en cuyo interior hay una cámara de forma casi elíptica, dentro de la cual gira un rotor de forma triangular con lados iguales y ligeramente convexos.

Cuando gira, las puntas de este triángulo se mantienen permanentemente en contacto con las paredes del estator, haciendo que cada uno de los lados genere un espacio variable que cumple las funciones de cámara de combustión.

En el centro del rotor se localiza una rueda dentada, dentro de la cual engrana un piñón unido al eje del motor. En uno de los extremos del estator están ubicados los puertos de admisión y de escape, mientras que en el otro están las bujías encargadas de generar la chispa.

Los diseños de motores convencionales presentan el problema de que sus pistones solo se mueven en línea recta, hacia arriba y hacia abajo dentro de sus cilindros, para generar lo que se denomina como movimiento alternativo.

Sin embargo, las ruedas del coche necesitan del movimiento rotatorio para poder girar sobre el suelo. La conversión de este movimiento lineal alternativo en movimiento rotatorio se realiza por medio del cigüeñal. El motor rotativo no necesita cigüeñal, simplificando la transmisión de movimiento y logrando una mayor eficiencia.

Aquí la función del pistón la cumple el rotor triangular que gira mientras funciona el motor, moviéndose circularmente y aprovechando totalmente la potencia del motor. De esta manera, la potencia no se desperdicia en detenciones de los pistones cuando alternan sus bajadas y subidas.

Partes Del Motor Rotativo

A diferencia de los propulsores de pistón, los motores rotativos poseen pocas partes móviles y su estructura se basa principalmente en los siguientes componentes.

  • Rotor. Este tiene tres lados convexos que cumplen la función de compresión de un pistón. Sus tres vértices forman un sello de las cámaras de combustión formadas por el giro del rotor. En su centro, como te mencionamos anteriormente, posee una rueda dentada que admite el movimiento de giro alrededor de un eje fijo.
  • Carcasa. Posee una forma epitrocoidal, es decir, casi ovalada. Está diseñada de manera tal que los vértices del rotor están constantemente en contacto.
  • Puertos de admisión y escape. Ubicados en la carcasa, el puerto o abertura de admisión permite el ingreso de la mezcla  de aire y combustible a la carcasa, mientras que el de escape está destinado a desalojar los gases de combustión.
  • Bujía. Esta transfiere corriente eléctrica, proveniente del alternador, a sus puntas, donde se genera la chispa que encenderá la mezcla ya comprimida en la cámara formada por el rotor y la carcasa, provocando una expansión abrupta de gas.
  • Eje de salida. Este posee lóbulos excéntricos montados en él, lo que implica que estén desplazados respecto a la línea central del eje, y cuya función es mantener la rotación pura del mismo.

¿Cómo Funciona Un Motor Wankel?

A pesar de su particular construcción, este tipo de propulsor guarda cierta similitud con los motores a pistón en cuanto al ciclo de combustión que los impulsa, es decir, los cuatro tiempos de combustión.

Pero primero, hay que explicar ciertas características físicas que hacen que este motor funcione. El corazón de un motor Wankel es su rotor, y como dijimos anteriormente, hace las veces de un pistón de tres lados al girar dentro de la carcasa del rotor.

Los lados del rotor están curvados hacia afuera y la carcasa del rotor tiene la forma de un ocho grueso, lo que hace que, al girar el rotor, el espacio generado entre cada lado del rotor y la carcasa se hace más grande y más pequeño de manera alterna.

Este espacio, que cambia constantemente, es la clave del proceso de combustión que te explicaremos a continuación:

1er Tiempo o Entrada

El ingreso de la mezcla está sincronizado para ocurrir justo en el momento cuando uno de los vértices pasa por el puerto de admisión y aumenta el volumen sellado entra la pared de la carcasa y uno de los lóbulos del rotor.

Este volumen al aumentar crea un vacío que succiona aire fresco hasta que el segundo vértice llega al puerto de admisión y lo cierra. Simultáneamente, la mezcla nueva está sellada en la primera cámara formada, lista para ser comprimida.

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2do Tiempo o Compresión

La cámara primaria, formada en el paso anterior, se mueve junto con el rotor y es comprimida por la forma de la carcasa hasta llegar a la bujía. Mientras, una nueva mezcla ingresa por el puerto de admisión.

3er Tiempo o Combustión

Al encenderse la bujía, la mezcla altamente comprimida se expande de manera explosiva, empujando el rotor hacia adelante. Simultáneamente, el primer vértice pasa por el puerto de escape.

4to Tiempo o Escape

Cuando el primer vértice supera el puerto de escape, los gases generados por la combustión a alta presión son expulsados a través de él. Como el rotor está girando aún, el espacio de la cámara disminuye expulsando el resto del gas.

En el instante que el segundo vértice cierra el puerto de escape, el primero pasa por el de admisión para reiniciar el ciclo.

Motor Rotativo
Motor Rotativo

En el centro del rotor hay un eje de salida que lo atraviesa, al cual está unido por medio de unos engranajes planetarios, parecido a una caja de cambios automática.

Estos hacen que el rotor realice un movimiento circular excéntrico, permitiendo que sus tres vértices permanezcan siempre en contacto con la carcasa. Al girar impulsa este eje, traslada este movimiento giratorio a la transmisión y a su vez, a las ruedas del coche.

Coches Con Motor Wankel

A pesar de que, por la combinación de factores mecánicos y económicos, este motor terminara siendo apartado de la fabricación de nuevos coches, en su tiempo fue empleado en varios modelos que resultaron icónicos. Los enumeraremos a continuación:

1. NSU Spider

Inicialmente producido en 1964, este fue el primer automóvil en emplear un motor rotativo, el cual tenía un solo rotor de 498 cc y generaba unos modestos 54 HP.

Sin embargo, la firma NSU dejó de fabricar los modelos Spider en 1967 tras una serie de cifras de ventas inferiores a las esperadas debido a su alto precio, reemplazándolo con el Ro80.

2. NSU Ro 80

Este coche era una berlina de lujo de cuatro puertas, siendo más popular que el Spider debido a las mejoras en su motor. Utilizaba un motor de doble rotor con 995 cc de cilindrada, que generaba cerca de 113 HP.

A pesar de ser mejor recibido que el NSU Spider anterior, el Ro 80 tuvo fallas de confiabilidad similares, ya que algunos modelos desarrollaron problemas de forma extensiva desde los 24.000 kilómetros.

Junto con la baja eficiencia de combustible del motor Wankel, estos problemas obligaron a NSU a parar la producción del Ro 80 en 1977, cuando se habían construido y vendido más de 10.000 unidades.

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3. Mazda Cosmo

El Cosmo fue el primer Mazda con un motor rotativo, sirviendo como insignia de la efímera marca de lujo Eunos, que pertenecía a dicha compañía. Este era el coche con motor rotativo Wankel más poderoso jamás creado.

El modelo básico usaba un motor con doble rotor turboalimentado, que Mazda posteriormente usó para el futuro RX-7. Sin embargo, el verdadero atractivo era el motor opcional de triple rotor con doble turbocompresor que producía nada más y nada menos que 300 HP.

Por esta razón el Eunos Cosmo consumía mucho combustible. Sin embargo, Mazda mejoró el modelo original, lo que hizo que este permaneciera en producción por 24 años.

Este coche estaba adelantado a su tiempo, ya que fue el primero en usar navegación GPS y un exclusivo sistema de control del automóvil mediante una pantalla táctil a color que manejaba la climatización, el teléfono móvil, la navegación GPS, la radio y el reproductor de CD.

4. Camioneta Mazda Serie B

Anunciada como la primera camioneta rotativa del mundo, contaba con un propulsor Wankel que producía un promedio de 117 HP. Este modelo recibía energía de un motor carburador de cuatro cilindros 13B de 1.3 litros y cuatro puertos.

Mazda comenzó a producir la camioneta Serie B con motor rotativo en 1974 y vendió más de 17 mil unidades a lo largo de una producción de tres años, pero luego dejo de producirse el modelo debido a la notoria falta de confiabilidad de los motores Wankel.

5. Mazda RX-7

El RX-7 fue uno de los coches más exitosos de Mazda con un motor Wankel. Funcionaba con tracción trasera y utilizó varias versiones de los motores rotativos a lo largo de su historia de producción que cubrió tres generaciones del modelo.

A lo largo de los años los RX-7 montaron propulsores 12A, turbo 12A, 13B, turbo 13B y 13B secuencial con doble turbocompresor. En el 2002 Mazda aseguró que su motor producía una potencia máxima de 270 HP.

El RX-7 resultó más fácil de conducir por su excelente balance de peso debido a la disposición de su liviano motor en la parte central delantera, convirtiéndolo en uno de los coches deportivos con mejores prestaciones que ha salido de Japón.

El Mazda RX-7 tuvo cifras de ventas increíbles para ser un coche con motor Wankel, ya que, según los informes, Mazda vendió más de 810.000 unidades durante desde 1978 hasta 2002, recibiendo elogios de parte de la prensa especializada

6. Mazda 787B

Este el único auto de carreras con motor rotativo que ganó la carrera de las 24 Horas de Le Mans, algo realmente asombroso tomando en cuenta la baja eficiencia de combustible.

Este coche usaba el motor 26B de cuatro rotores con aspiración natural, el cual podía producir 900 HP, pero fue amortiguado a 700 HP para otorgarle mayor confiabilidad.

Se enfrentó a autos de carreras establecidos de Mercedes y Porsche, y nunca fue un favorito para ganar la carrera. Sin embargo, el impacto de su triunfo llegó a todo el mundo de las carreras cuando el piloto de Mazda, Johnny Herbert, cruzó la línea de meta.

La hazaña de Herbert convirtió al 787B en el único vehículo con motor rotativo fabricado en Japón que ganó la famosa carrera.

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7. Mazda RX-8

El RX-8 reemplazó al descontinuado RX-7 en 2002, operando un motor Renesis Wankel de 1.3 L, el cual producía unos 232 HP, siendo el motor rotativo no turboalimentado más potente jamás fabricado.

Este coche era un cupé de 4 puertas, cuyo diseño único que facilitaba el acceso a los asientos traseros. Al igual que el RX-7, el RX-8 ganó elogios por su innovadora ingeniería y su excelente conducción.

Particularmente, los entusiastas del rendimiento y los modificadores profesionales vieron a este coche como una máquina de carreras. Incluso ahora, automóviles se sigue pagando mucho por las versiones clásicas del RX-8 para ser modificadas.

A pesar de sus excelentes características, el RX-8 nunca obtuvo una aceptación generalizada como el RX-7. Además, las leyes de emisiones más estrictas hicieron que su consumo de combustible se volviera un problema real.

¿Por Qué Dejó De Producirse El Motor Rotativo Wankel?

Los fabricantes ya no producen coches con motores rotativos debido a los problemas asociados con aspectos de su funcionamiento que perjudicaban su economía de combustible y aumentaban los costos de producción.

Mazda construyó por última vez un coche de calle propulsado por un motor Wankel en 2012, pero dejó de hacerlo por los problemas anteriormente mencionados, ya que incumplía con las leyes de conservación ambiental tanto en Estados Unidos como en Europa.

A pesar de esto, ha seguido trabajando en la tecnología, puesto que es una de las características que distingue a la marca. De hecho, están desarrollando un motor llamado SkyActic X con miras a utilizarlo en nuevos coches deportivos en un futuro.

Este nuevo motor utiliza una relación de compresión realmente alta de 16:1, se ha demostrado que es posible alcanzar la misma potencia que en un Wankel con esta tecnología, significando menos emisiones y temperaturas más bajas.

Los diseñadores de Mazda han indicado que si logran hacer que funcione tan bien como un motor alternativo, lo traerán de vuelta, para impulsar un automóvil deportivo convencional.

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