Mecánica automotriz: ¿qué es el motor rotativo y cómo logra producir mucha potencia?

El motor rotativo de Mazda regresó y se presentó a inicios de año en el Salón del Automóvil de Bruselas bajo el capó del Mazda MX-30. Sin embargo, más allá del modelo en esta nota te explicamos cómo funciona el motor rotativo o Wankel, además te contamos sus ventajas y desventajas.

Su popularidad se debió por funcionar de forma suave y silenciosa, y con escasas averías, gracias a la simplicidad de su diseño.

LEE TAMBIÉN: Ford Bronco: próxima versión permitirá conducir estando de pie, según patente

El motor wankel o motor rotativo es un tipo de propulsor que fue ideado por Felix Wankel en 1957. Wankel era un ingeniero alemán que diseñó un motor a explosión sin cilindros que constituyó una significativa mejora sobre los diseños tradicionales, aunque apenas ha sido empleado en la industria del automóvil.

Inicialmente, algunas marcas europeas como Audi, Peugeot o Mercedes apostaron por este motor, pero finalmente la desecharon, quedando Mazda como el único fabricante que la usó. Años más tarde, Mercedes-Benz y Chevrolet crearon su propia versión del Wankel y la utilizaron en algunos de sus vehículos.

¿Cómo funciona el motor rotativo?

En el motor wankel, los cuatro tiempos de un motor típico de ciclo Otto están dispuestos secuencialmente alrededor de un óvalo, a diferencia del movimiento recíproco de un motor de pistón. En el motor básico de Wankel de un solo rotor, un único óvalo (técnicamente un epitrocoide) rodea un rotor de tres lados (un triángulo de Reuleaux) que gira y se mueve dentro de la carcasa. Los lados del rotor se sellan contra los lados de la carcasa, y las esquinas del rotor se sellan contra la periferia interior de la carcasa, dividiéndola en tres cámaras de combustión.

A medida que el rotor gira, su movimiento y la forma de la carcasa hacen que cada lado del rotor se acerque y se aleje de la pared de la carcasa, comprimiendo y expandiendo la cámara de combustión de manera similar a los “tiempos” de un motor recíproco.

Sin embargo, mientras que un motor normal de ciclo de cuatro tiempos produce una carrera de combustión por cilindro por cada dos revoluciones (es decir, una media carrera de potencia por revolución por cilindro), cada cámara de combustión de cada rotor en el Wankel genera una “carrera” de combustión por revolución (es decir, tres carreras de potencia por revolución del rotor).

Dado que el eje de salida de Wankel está engranado para girar a tres veces la velocidad del rotor, esto se convierte en un “ciclo” de combustión por revolución del eje de salida por rotor, el doble que el motor de pistón de cuatro tiempos, y similar a la salida de un motor de dos tiempos de ciclo. Por lo tanto, la potencia de un motor Wankel es generalmente mayor que la de un motor de pistón de cuatro tiempos de similar desplazamiento en un estado de afinación similar, y mayor que la de un motor de pistón de cuatro tiempos de similares dimensiones físicas y peso.

Ventajas

Los motores wankel tienen varias ventajas importantes sobre los diseños de pistones alternativos. Los motores wankel son considerablemente más simples y contienen muchas menos piezas móviles, lo que le hace más ligero (normalmente la mitad que un motor convencional de potencia equivalente), pero también eliminan completamente la masa oscilante de un motor de pistón con su tensión interna y la vibración inherente debida a la aceleración y desaceleración repetida, produciendo no solo un flujo más suave de potencia sino también la capacidad de producir más potencia al funcionar a mayores revoluciones.

LEE TAMBIÉN: Así luce el nuevo Mercedes-AMG GLC, con motor híbrido y de alto rendimiento

Además de una mayor fiabilidad, debida a la eliminación de esta tensión recíproca en las piezas internas, la construcción del motor garantiza que, incluso cuando se sobrecalienta mucho, el motor wankel no se agarrota, como es probable que ocurra con un motor de pistón sobrecalentado.

La simplicidad del diseño y el menor tamaño del motor Wankel también permiten un ahorro en los costes de construcción, en comparación con los motores de pistón de potencia comparable.

Otra ventaja es que la forma de la cámara de combustión de Wankel y la turbulencia inducida por el rotor móvil impiden que se formen puntos calientes localizados, lo que permite utilizar combustible de muy bajo octanaje sin preignición ni detonación, una ventaja particular para los automóviles de hidrógeno.

Desventajas

Las emisiones contaminantes de este tipo de motores son mayores, ya que durante su funcionamiento también se quema cierta cantidad de aceite. Al mismo tiempo, es un propulsor con un mantenimiento más complejo, pues sus componentes no están pensados para trabajar sobre ellos frecuentemente, algo que provoca que sus costes de mantenimiento sean superiores.

También el consumo de un motor wankel es superior a sus equivalentes convencionales de pistones. Igualmente, pueden entregar menos par, aunque puedan alcanzar más potencia por su mayor régimen máximo de giro.

Finalmente, la sincronización de los elementos debe de ser excelente para el correcto funcionamiento. De fallar, se puede llegar a empujar al rotor en sentido contrario, provocando daños serios al rotor y al engranaje central.