Motor Rotativo

Introducción

El motor rotativo nace de la idea del alemán Félix Wankel, a la edad de 17 años, cuando pretendía fabricar a mano un vehículo que incorporara un motor de combustión interna de cuatro tiempos en el que, según sus palabras, un rotor triangular gira dentro de una carcasa especialmente diseñada, y que realiza las mismas funciones que los pistones de un motor convencional, pero reduciendo peso y numero de partes móviles. (Gonzales David, 2012).

En 1924, Félix Wankel tenía 22 años y monto un pequeño laboratorio para desarrollar este motor, construye el primer prototipo con un solo rotor. (Gonzales David, 2012).

Wankel tuvo que esperar hasta 1960 para que la empresa Alemana N.S.U., consiguiera producir el motor rotativo. Este primer motor Wankel, llamado Drehkolbenmotor (DKM), tenía una cámara de volumen variable formada por dos cuerpos que giraban respecto a los ejes paralelos, en el mismo sentido pero a velocidades distintas. (Alvares Jesús, 2004).

Poco después, en 1963, la casa alemana N.S.U. probo el primer automóvil previsto de motor Wankel y lo presento en el 41° Salón Internacional del Automóvil de Francfort. Un año más tarde empezó la comercialización del NSU Spider: un biplaza descapotable animado por un motor rotativo de 1500 cc de cilindra y una potencia de 55 CV a 500 rpm. (Alvares Jesús, 2004).

Desde la aparición del primer motor Wankel, numerosas empresas del sector adquirieron licencias de aplicación: Curtiss-Wright (para motores de aviación), en Estados Unidos; Mercedes-Benz (para automóviles y motores diésel), M.A.N.; en Alemania; y Toyo Kogyo (Actualmente Mazda) en Japón. (Alvares Jesús, 2004).

Figura 1. Félix Wankel y su Motor Rotativo.

Biografía

Dr. Ing. Félix Heinrich Wankel (Lahr, Alemania, 13 de agosto de 1902 – Heidelberg, 9 de octubre de 1988).

Hijo de un guardabosque de la Selva Negra, Alemania, Félix Wankel nació el 13 de agosto de 1902 en Lahr, Hijo único de Martha Gertrud Heidlauff (1879-?) y Rudolf Wankel (1867 -?), funcionario de la selvicultura (Grossh. Bad. Oberfoerster) muerto posteriormente por el schrapnel en Dornach en la primera guerra mundial. Wankel nunca recibió una educación superior. No obstante, mostró grandes aptitudes para la ingeniería y las matemáticas, así como gran interés por los sistemas de propulsión de vehículos. Empezó a desarrollar su motor en torno a 1927, teniendo en mente un nuevo diseño para los motores de combustión interna alimentados por gasolina. Recibió su primera patente en 1929, por los planos de un motor rotativo.

Fue un ingeniero alemán, inventor del motor rotativo Wankel, un diseño de motor a explosión sin cilindros que constituye una significativa mejora sobre los diseños tradicionales, aunque apenas ha sido empleado en la industria automotriz.

Wankel fue un completo autodidacta, y nunca dominó las matemáticas; la idea del motor rotativo la concibió a temprana edad, en el curso de experimentos domésticos para fabricar un motor de combustión interna. Su ingenio le granjeó alguna fama, y durante la década del ’40 diseñó válvulas y portezuelas para los submarinos de la marina alemana. Su trabajo para el ejército lo llevó a prisión tras el fin de la guerra.

Desde 1936 a 1945 trabajó como especialista en el diseño de motores de explosión en el Centro Alemán de investigación Aeronáutico ( DVL).

En 1951 se incorporó al departamento de desarrollo de NSU, en Lindau. Uno de sus primeros desarrollos en esta compañía fue el de un compresor rotatorio para sobrealimentar las motocicletas que fabricaba NSU. Aplicando la experiencia de este desarrollo completó el diseño del primer motor rotatorio en 1954, que en colaboración con el Dr. Froede se probó por primera vez en 1957, aunque las primeras patentes corresponden a 1960. En 1963 NSU presentó un vehículo dotado con los primeros motores Wankel.

En colaboración con NSU, Wankel fundó, en la misma Lindau, su propio centro de investigación donde continuó el desarrollo de aplicaciones de motores rotatorios. Obtuvo una patente para el mismo; el diseño recibió mejoras por el ingeniero estadounidense Curtiss Wright, en el año 1964 la automotriz japonesa Mazda adquirió una licencia para emplearlo. La serie RX de deportivos de

Mazda es la única línea comercial de automóviles que emplea actualmente el motor Wankel, con considerable éxito en rendimiento. En 1969 sus inventos le granjearon a Wankel un doctorado honoris causa de la Universidad Técnica de Múnich.

En 1970 Wankel estableció la fundación que lleva su nombre, a través de la cual se dedicó a promover los derechos animales. Wankel nunca obtuvo una licencia de conducir, ya que sufría de miopía. Murió en Heidelberg en 1988.

Principios de Funcionamiento

El Wankel es motor térmico de combustión interna, rotativo y volumétrico. (Alvares Jesús, 2004).

Motor térmico: dispositivo que, operando entre dos focos a distinta temperatura, cede trabajo (maquina térmica directa) o absorbe trabajo (maquina interna inversa). (Alvares Jesús, 2004).

De Combustión Interna: el foco caliente, que se consigue mediante la combustión de una mescla aire-combustible, está en el interior del motor. (Alvares Jesús, 2004).

Rotativo: todas las piezas móviles realizan un movimiento circular. (Alvares Jesús, 2004).

Volumétrico: se utilizan cantidades discretas del fluido de trabajo para realizar el ciclo termodinámico. (Alvares Jesús, 2004).

Componentes

El motor rotativo no tiene necesidad de un mecanismo de válvulas para abrir y cerrar los puertos de admisión y escape y, en comparación con el motor de pistón, se compone de menos piezas.

(A) carcasa posterior, (B) alojamiento del rotor, (C) carcasa intermedia, (D) carcasa frontal, (E) múltiple de admisión 1, (F) múltiple de admisión 2, (G) válvula de aceleración - electrónica, (H) engrane estacionario, (I) rotor, (J) eje excéntrico, (k) múltiple de escape (Figura 2) . (Ferrer Julián, 2010).

Figura 2. Piezas que conforman el Motor Wankel

A continuación se describen las más importantes:

BLOQUE O CARCASA.

Aleación ligera, en su interior se encuentra una camisa, superficie de rozamiento, Capa de material de cromo molibdeno recubrimiento de grafito por su cualidad de auto lubricación. Sobre la carcasa van ubicadas las lumbreras de admisión y escape. (Ferrer Julián, 2010).

Figura 3. Bloque o Carcasa del Motor Wankel

ROTOR

Tiene forma de prisma Triangular Con los tres lados ligeramente convexos, en cada uno de los lados se practica una cámara de combustión.

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