Motor Wankel

tipus de motor de combustió interna
(S'ha redirigit des de: Wankel)

El motor Wankel és un motor de combustió interna, inventat per Felix Wankel, que fa servir rotors en compte dels pistons dels motors convencionals.

Wankel va concebre el seu motor rotatiu en 1924 i va rebre la seva patent en 1929. Durant els anys 1940 es va dedicar a millorar el disseny. Es va fer un considerable esforç en el desenvolupament de motors rotatius en els 1950 i els 1960. Eren particularment interessants per funcionar d'una manera suau, silenciosa i fiable, gràcies a la simplicitat del seu disseny.

Funcionament modifica

 
Animació del funcionament del motor Wankel.

Un motor rotatiu o Wankel, en honor del seu creador, el Dr. Felix Wankel, és un motor de combustió interna que funciona d'una manera completament diferent als motors convencionals.

En un motor alternatiu, el mateix volum (cilindre) efectua successivament 4 diferents treballs - admissió, compressió, combustió i escapament. En un motor Wankel es desenvolupen els mateixos 4 temps però en llocs diferents de la carcassa o bloc; és a dir, és com tenir un cilindre dedicat a cada un dels temps, amb el pistó movent-se contínuament d'un a altre. Més concretament, el cilindre és una cavitat amb forma de 8, dintre del qual es troba un pistó triangular que realitza un gir de centre variable. Aquest pistó comunica el seu moviment rotatori a un cigonyal que es troba al seu interior, i que gira ja amb un centre únic.

De la mateixa manera que un motor de pistons, el rotatiu empra la pressió creada per la combustió de la barreja aire-combustible. La diferència està en el fet que aquesta pressió està continguda en la cambra formada d'una banda del recinte i segellada per un dels costats del rotor triangular (que en aquest tipus de motors reemplaça als pistons).

El rotor segueix un recorregut en el qual manté els seus 3 vèrtex en contacte amb l'allotjament, delimitant així tres compartiments separats de barreja. A mesura que el rotor gira dintre de la càmera, cadascun dels 3 volums s'expandeixen i contreuen alternativament; és aquesta expansió-contracció la qual succiona l'aire i el combustible cap al motor, comprimeix la barreja, extreu la seva energia expansiva i l'expel·leix cap a l'escapament.

Avantatges modifica

  • Menys peces mòbils: El motor Wankel té menys peces mòbils que un motor alternatiu de 4 temps. Això implica en una major fiabilitat.
  • Suavitat de marxa: Tots els components d'un motor rotatiu giren en el mateix sentit, en lloc de patir les constants variacions de sentit a les quals està sotmès un pistó. Estan equilibrats internament amb contrapesos giratoris per a suprimir qualsevol vibració. Fins i tot el lliurament de potència es desenvolupa de forma més progressiva, atès que cada etapa de combustió dura 90° de gir del rotor i al seu torn com cada volta del rotor representa 3 voltes de l'eix, cada combustió dura 270° de gir de l'eix, és a dir, 3/4 de cada volta; comparin-lo amb un motor mono-cilíndric, on cada combustió transcorre durant 180° de cada 2 revolucions, o sigui 1/4 de cada volta del cigonyal.
  • Menor velocitat de rotació: Atès que els rotors giren a 1/3 de la velocitat de l'eix, les peces principals del motor es mouen més lentament que les d'un motor convencional, augmentant la fiabilitat.
  • Menors vibracions: Atès que les inèrcies internes del motor són molt petites (no hi ha bieles, ni volant d'inèrcia, ni recorregut de pistons), només les petites vibracions en l'excèntrica es fan presents.

Desavantatges modifica

  • Emissions: És més complicat (encara que no impossible) ajustar-se a les normes d'emissions contaminants actuals.
  • Costos de manteniment: Al no estar tan difós, el seu manteniment resulta costós.
  • Consum: L'eficiència termodinàmica (relació consum-potència) es veu reduïda per la forma allargada de la cambra de combustió i la baixa relació de compressió.
  • Difícil estanquitat: Resulta molt difícil aïllar cadascuna de les 3 seccions del cilindre en rotació, que han de ser estanques les unes de les altres per a un bon funcionament. A més es fa necessari canviar el sistema d'estanquitat cada 6 anys aproximadament, pel seu fort desgast.
  • Sincronització: La sincronització dels diferents components del motor ha de ser molt bona per tal d'evitar que l'explosió de la barreja s'iniciï abans que el pistó rotatiu es trobi a la posició adequada. Si això no passa, la ignició empentarà en sentit contrari al desitjat, podent danyar el motor.

Història modifica

 
Norton F1 Sport. Porta un motor rotatiu Wankel.

El primer fabricant de motocicletes a fer servir motors rotatius Wankel va ser Sachs.[1][2] El 1974, la firma va llançar la primera motocicleta equipada amb un d'aquests motors,[3] l'Hercules Wankel 2000 (comercialitzada també, especialment per al mercat britànic, com a DKW Wankel 2000).

A Gran Bretanya (1984), Norton Motorcycles va desenvolupar un motor Wankel per a motocicletes, que va ser inclòs a la Norton Commander (1988-1992); Suzuki també va fabricar una moto amb motor Wankel, la RE-5 (1974-76). John Deere Inc, als EUA, va invertir un gran esforç en la investigació de motors rotatius i va dissenyar una versió que era capaç d'usar diversos tipus de combustible sense haver de canviar el motor. El disseny va ser proposat com sistema motor per a diversos vehicles de combat de la Marina nord-americana en els últims anys de la dècada de 1980.

 
Cos del motor de dos cilindres rotatius wankel, equipant el Citroën GS bi-rotor, model de 1973 amb una vida molt curta per causes com ara el consum elevat.

Després d'un ús ocasional en automòbils, com la join venture Comotor (1967-77) compartida per NSU amb el seu Ro 80 i Citroën amb el GS Birotor, i intents fracassats portats a terme per Audi, General Motors o Mercedes-Benz, la companyia japonesa Mazda ha estat la que ha fet un major ús de motors Wankel en automòbils.

Després de molts anys de desenvolupament, Mazda va llançar els seus primers cotxes amb motors Wankel als inicis de la dècada dels anys 1970. Encara que la majoria dels clients adoraven aquests cotxes, especialment per la seva suavitat, van tenir la mala sort de ser posats a la venda en una època de grans esforços per a reduir les emissions i augmentar l'estalvi de combustible (crisis del petroli, 2a crisi del petroli). Mazda va abandonar el Wankel gairebé totalment en el disseny dels seus cotxes generalistes, però va continuar usant una versió biturbo de dos rotors en el seu mític esportiu RX-7 fins al final de la seva producció a l'agost de 2002. En 2003, la marca japonesa, va tornar a utilitzar el motor Wankel amb el RX-8 que comptava amb una nova versió atmosfèrica birrotor, teòricament més fiable i amb menors consums tant de combustible com de lubricant.

En el món de les carreres, Mazda ha obtingut un èxit substancial amb els seus motors de dos i quatre rotors, i corredors privats han aconseguit també un èxits considerables amb cotxes Mazda equipats amb motors Wankel, tant originals com modificats. Al 1991 el motor Wankel va arribar a un dels seus millors moments en competició, en aconseguir la victòria a les 24 hores de Le Mans amb el seu prototip Mazda - 787B que muntava un motor de quatre rotors i 2622cc de cilindrada.

Referències modifica

  1. d'Orléans, Paul. «A short history of Wankel motorcycles» (en anglès). The Vintagent, 03-11-2011. [Consulta: 3 juliol 2021].
  2. «Hercules» (en alemany). Der Wankelmotor, 2000–2015. [Consulta: 5 agost 2015].
  3. «History» (en anglès). autoevolution.com. [Consulta: 10 juliol 2021].

Enllaços externs modifica