Análisis del Motor Wankel o Rotativo
El motor Wankel, también conocido como motor rotativo, es una variante de motor de combustión interna, ideado por el ingeniero alemán Félix Wankel. Este motor se caracteriza por no incorporar cilindros, pistones convencionales ni bielas, como se observa en los motores en V o lineales. En cambio, utiliza rotores para su funcionamiento.
La singularidad de este motor reside en su operación silenciosa y suave, además de su notable confiabilidad y sencillez mecánica. A continuación, desglosaremos su arquitectura y principio de funcionamiento.
¿Qué es un motor Wankel?
El motor Wankel se clasifica dentro de los motores de combustión interna que, a diferencia de los motores convencionales, ejecutan los cuatro tiempos del ciclo de Otto en distintas secciones de su estructura. Podría imaginarse como un cilindro dedicado a cada etapa del ciclo, con un pistón único que los recorre sucesivamente.
La estructura principal tiene la forma de un ocho, conocida técnicamente como epitrocoide. Dentro de ella, se mueve un pistón de geometría triangular, que realiza un giro excéntrico y transmite el movimiento rotativo al cigüeñal con un centro de giro único.
El rotor del motor Wankel describe una ruta en la cual sus tres vértices mantienen un contacto hermético con la carcasa, delimitando así tres cámaras separadas que realizan, sucesivamente, las fases del ciclo de trabajo: admisión, compresión, combustión/expansión y escape.
Félix Wankel concibió el primer motor rotativo en 1924, obteniendo la patente en 1929 y perfeccionando su diseño en la década de 1940. Las décadas de 1950 y 1960 vieron intensos esfuerzos destinados a su desarrollo y optimización.
Componentes del motor Wankel
- Epitrocoide: Es la carcasa elíptica que actúa como el cilindro del motor, alojando canales para el flujo de refrigerante y sellada herméticamente en sus extremos para soportar los cojinetes.
- Lumbreras de admisión y escape: Situadas lateralmente en la carcasa, regulan el flujo de gases hacia adentro y hacia fuera del motor.
- Bujías: Instaladas en el lado opuesto a las lumbreras, se encargan de provocar la ignición de la mezcla aire-combustible.
- Patines: Se encuentran en los vértices del rotor y mantienen la estanqueidad radial entre los compartimentos.
- Láminas en forma de vector: Colocadas en canaletas a lo largo de los lados del rotor, garantizan la estanqueidad axial.
- Piñón de árbol motriz: Engrana con una corona en el interior del rotor y transmite el movimiento.
- Cámara de combustión: Cada una actúa como un cilindro independiente, completando el ciclo en cada revolución del rotor.
Funcionamiento del motor Wankel
A pesar de ser un motor de combustión interna, el Wankel difiere significativamente en su funcionamiento de los motores alternativos. En él, los cuatro tiempos se realizan en áreas específicas dentro de la cavidad en forma de ocho, mientras un rotor triangular gira desplazando su centro. La combustión se produce dentro de una cámara conformada por una sección del estator y un lado del rotor triangular, que sustituye a los pistones convencionales.
Este diseño tiene múltiples ventajas, incluyendo menos piezas móviles, una entrega de potencia más suave, y un alto potencial de velocidad y revoluciones. Sin embargo, también presenta desafíos como el sellado efectivo de las puntas del rotor y la gestión térmica.
Los motores Wankel han sido utilizados en una variedad de aplicaciones, desde automóviles y motocicletas hasta generadores eléctricos y aeronaves pequeñas. Su característica firma de funcionamiento suave los hace distinguibles de otros tipos de motores.