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Jul 01, 2023

Diez datos sobre el motor rotativo: cómo funciona y sus ventajas

La industria automotriz ha visto varios diseños de motores, pero ninguno conquistó más al mundo que el exclusivo motor rotativo. A lo largo de la historia, la industria automotriz ha generado diversos motores.

La industria automotriz ha visto varios diseños de motores, pero ninguno conquistó más al mundo que el exclusivo motor rotativo.

A lo largo de la historia, la industria automotriz ha generado diversos diseños y configuraciones de motores. El tipo de motor más común es el motor de pistón, donde los cilindros están dispuestos en línea recta, horizontalmente opuestos (boxer) o en una configuración en "v". Escondido entre estas joyas se encuentra el motor rotativo único y listo para usar que conquistó al mundo durante la segunda mitad del siglo XX.

A menos que haya tenido uno o haya interactuado con uno, es probable que solo tenga un conocimiento básico de en qué se diferencia el motor rotativo del motor de pistón tradicional. Altamente asociado conmazda , mucha gente no sabe que el motor rotativo impulsaba todo, desde aviones hasta tractores y motocicletas. Pero gracias a HotCars, esta es tu oportunidad de aprender todo sobre el revolucionario motor. Dedique los siguientes minutos a aprender por qué este bicho raro era una maravilla de la ingeniería. Dicho esto, aquí tienes 10 datos sobre el motor rotativo, cómo funciona y sus ventajas.

En pocas palabras, un motor rotativo (o motor Wankel) es un tipo de motor de ciclo Otto que, en lugar de utilizar pistones para la combustión interna, utiliza rotores de forma triangular para convertir la presión de combustión en movimiento giratorio. Un rotor central gira para producir energía, que luego se transfiere a las ruedas a través de un sistema de transmisión.

A diferencia del motor de pistón tradicional con un bloque de cilindros fijo y un cigüeñal giratorio, el motor rotativo presenta un cigüeñal estacionario y un bloque de cilindros completo (rotor triangular) que gira a su alrededor. El motor rotativo se convirtió en una alternativa al motor de pistón en la industria automovilística.

Aunque mucha gente cree que el motor rotativo apareció en el siglo XX, lo cierto es que su origen se remonta al siglo XVI. Sí es cierto. Agostino Ramelli, un ingeniero italiano, inventó la primera bomba de agua de pistón rotativo en 1588. Unos dos siglos después, en 1769, James Watt desarrolló la primera máquina de vapor rotativa.

Sin embargo, el Dr. Felix Wankel (1902-1988) fue el genio detrás de la popularización del motor rotativo en la industria automotriz. A la temprana edad de 22 años, Wankel, sin formación formal, instaló un laboratorio de investigación y comenzó a perseguir su sueño de infancia de inventar un motor mitad turbina y mitad alternativo. En 1951, se asoció con NSU (un fabricante de motocicletas y automóviles). Seis años más tarde, los dos completaron el primer prototipo funcional de motor rotativo, llamado DKM. Aunque tenía un rotor triangular y una carcasa de rotor giratoria en forma de capullo, el DKM de 1958 con carcasa de rotor estática se convirtió en el verdadero antepasado del revolucionario motor rotativo.

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En el corazón del Wankel o motor rotativo hay un rotor de forma trocoide/triangular que gira alrededor de un eje poco convencional dentro de una carcasa de rotor en forma de capullo. Este diseño interno crea tres espacios entre la carcasa del rotor y el rotor, creando cámaras para el proceso de combustión.

El rotor tiene una corona dentada fija con dientes interiores, mientras que el eje excéntrico tiene una corona dentada fija con dientes exteriores. Durante el proceso de rotación, la velocidad de giro entre el rotor y el eje es de 1:3. Hay sellos en el vértice del sello del rotor contra la carcasa del rotor. En un lado de la carcasa del rotor se encuentran los puertos de admisión y escape, mientras que las bujías se encuentran justo enfrente.

El principio de funcionamiento del motor rotativo es similar al típico principio Otto de un motor de pistón de cuatro tiempos. Eso significa que un lado del motor rotativo completa el ciclo de cuatro etapas (admisión, compresión, encendido y escape) en cada revolución del rotor.

Pero a diferencia de un motor de pistón, el motor rotativo tiene tres lados, lo que significa que todos los lados funcionan simultáneamente en una revolución completa del rotor. Esto significa que el motor rotativo tiene tres pulsos de potencia por revolución del rotor. Y como el eje de salida gira tres veces más rápido que el rotor, el motor Wankel produce un pulso de potencia en cada revolución del eje. Como referencia, un motor de pistón completa el ciclo de cuatro tiempos en dos revoluciones del eje (cigüeñal). Por lo tanto, el motor rotativo tiene el doble de impulsos de potencia por revolución del eje.

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El motor rotativo es una maravilla de la ingeniería y no podemos negar su diseño simple y eficiente. La mayor ventaja de este motor es que tiene una mejor relación potencia-peso sobre su adversario de pistón, lo que lo hace más adecuado para autos de alto rendimiento.

También tiene una entrega de potencia suave ya que no hay piezas alternativas, lo que elimina las vibraciones del motor. Un motor Wankel de dos rotores, por ejemplo, es dos veces más suave que un motor de pistones de cuatro cilindros. Menos piezas móviles hacen que el motor rotativo sea más liviano, más confiable y más barato de empaquetar y producir en masa. También puede alcanzar velocidades de motor (revoluciones por minuto) más altas que un motor de pistón.

El fabricante de aviones francés Gnome et Rhône comenzó a producir plantas de energía rotativas para aviones en 1910. Estos aviones desempeñaron un papel importante en la Primera Guerra Mundial y el motor rotativo se convirtió en un diseño de motor importante en la industria de la aviación.

Otra aplicación exitosa del motor rotativo fue en la motocicleta Norton F1 de 1989, que tenía una increíble velocidad máxima de 140 mph. En la industria del automóvil, varios fabricantes como NSU, American Motors, Daimler-Benz, General Motors, Ford y Citroën probaron el motor rotativo en sus coches, pero fue Mazda quien dio el paso final.

Sin Mazda, creemos que el motor rotativo no sería tan popular como lo es hoy. El fabricante de automóviles japonés es responsable de adoptar el concepto de diseño de Wankel y convertirlo en un motor de automóvil en toda regla. La historia de Mazda con el motor rotativo se remonta a 1961, cuando Tsuneji Matsuda (el entonces presidente de Mazda) negoció un acuerdo de licencia con NSU.

En 1967, Mazda lanzó el primer motor Wankel de dos rotores del mundo en el ahora popular y altamente coleccionable Cosmo Sport. Con una potencia de 110 hp, el motor rotativo 10A presentaba sellos de carbono en el ápice de nuevo desarrollo que no se desgastaban rápidamente. El motor no presentaba las marcas de vibración que afectaban a los motores rotativos anteriores. Las estrictas normas sobre emisiones y el gran consumo de gasolina del motor obligaron a Mazda a dejar de utilizar el motor en turismos. En cambio, lo implementaron en autos deportivos como el RX-3, el icónico RX-7, RX-8 y el 787B, ganador de Le Mans.

Quizás se pregunte por qué, a pesar de sus ventajas, el motor rotativo no es común en los automóviles modernos. Bueno, es por las emisiones del tubo de escape y la eficiencia del combustible. El motor rotativo tiende a quemar aceite destinado a lubricar los sellos superiores. Si se queda sin aceite, el motor se sobrecalienta y daña los sellos superiores, lo que requiere una reconstrucción completa del motor o un motor completamente nuevo.

Además, el motor rotativo es posiblemente el motor con menor consumo de combustible. El diseño del motor no comprime la mezcla de aire y combustible con tanta eficiencia como el motor de pistón tradicional. Mantiene una compresión deficiente a bajas revoluciones, lo que lo hace ineficiente para la conducción en ciudad.

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Tras su éxito en el icónico Mazda RX-7, el motor rotativo ganó popularidad entre los tuners y hot rodders debido a su enorme potencial de tuning. Su increíble relación potencia-peso y su naturaleza de altas revoluciones lo convierten en un intercambio común en los autos de deriva y otras armas de pista.

Un motor Wankel de cuatro rotores, por ejemplo, es más pequeño que un motor plano de seis pistones, pero no se equivoque, produce el tipo de gruñido que obtendría en un enorme motor V8. Un motor rotativo puede producir una potencia de aproximadamente 150 hp por rotor. Agregue un turbocompresor y la potencia del motor aumentará a aproximadamente 300 hp por rotor. El motor acelera con fuerza, produciendo pulsos de escape calientes que fácilmente pueden hacer girar enormes turbos. Top Gear presentó recientemente un RX-7 con motor rotativo de 2000 hp que quema neumáticos y produce una de las mejores bandas sonoras.

Mazda mantuvo vivo el motor rotativo durante décadas, pero lo abandonó en 2012, cuando el fabricante de automóviles japonés retiró el RX-8. Aunque Mazda prometió recuperar el motor rotativo por varias razones desde entonces, muchos lo declararon muerto. Aproximadamente una década después, Mazda reintrodujo el motor rotativo en el MX-30 R-EV 2023.

El MX-30 R-EV es un crossover híbrido enchufable y el motor rotativo funciona como un extensor de alcance y no como la principal fuente de energía del automóvil. Es un motor Wankel de aspiración natural de un solo rotor que produce 74 hp y se activa cuando la batería del automóvil se agota, extendiendo el alcance del MX-30 a 600 kilómetros. Si bien no es el legendario motor rotativo del pasado, el MX-30 R-EV demuestra que el motor rotativo está muy vivo.

Fuentes: Mazda, educación energética, cómo funciona un automóvil, revoluciones rotativas y cómo funcionan las cosas

Dennis Kariuki es un entusiasta de la tecnología que escribe para Hotcars.com. Anteriormente, escribió para.car. Le gusta cubrir el matrimonio entre tecnología y automóviles. Además de eso, es un gran fanático de la F1. Después de trabajar incansablemente durante la semana, puedes estar seguro de que los domingos lo más probable es que esté disfrutando y siguiendo los eventos de deportes de motor.