Motor Rotativo de Combustión: Teoría y Diseño

El Rotor del MRC se mueve dentro de una Curva Epitrocoide

El Motor Rotativo de Combustión (MRC), tal y como lo inventó Felix Wankel y ayudó a su desarrollo Walter Froede, difiere del motor de cilindros en cuatro principales aspectos:

• El Rotor del MRC reemplaza al Pistón del motor de cilindros.
• El Eje Excéntrico del MRC reemplaza al cigüeñal y bielas del motor de cilindros.
• La Culata Periférica del MRC reemplaza al Cilindro del motor de cilindros.
• Los Puertos de Admisión y Escape del MRC en el alojamiento eliminan a las válvulas, árbol de levas y la correa de distribución.

La Culata forma una curva epitrocoide, siendo más exactos forma una curva peritrocoide. Esta característica forma o contorno es generado al hacer girar un círculo alrededor de otro. El círculo que gira es la mitad de tamaño del círculo generado. Drexel proporciona un completo discurso sobre las matemáticas de la curva epitrocoide y el contorno del rotor.

El MRC Wankel es un Motor de Ciclo de Otto (Cuatro Tiempos)

Existen dos principales tipos de MRC:

• DKM (DrehKolben Maschine) o Motor de Rotación Única, el primer MRC, posee una diferenciada característica que es la culata interna rotativa y rotor girando en un movimiento circular alrededor de un eje central fijo. Esto requiere el desmontaje del motor para cambiar las bujías, probablemente la principal razón por la que se descartó este tipo de MRC. A pesar de ello el DKM es más suave y es capaz de superar las 25.000 rpm. Las cargas del cojinete son más ligeras.
• KKM (KreisKolbenMotor) o Motor de Rotación Planetaria, caracterizado por su Culata Periférica estacionaria. El rotor se mueve en órbita y propulsa un eje excéntrico. Este es más fácil de fabricar, enfriar y mantener que el del tipo DKM. Los tiempos de Admisión y Escape son mejores. Se logra un mejor enfriamiento. Es más compacto. Los MRC modernos son de este tipo.

El Motor Rotativo de Combustión no debe ser confundido con los motores “rotativos” de algunos aviones, en los cuales los cilindros están dispuestos de tal manera que forman en círculo.

Ventajas

• Poco peso y tamaño compacto.
• Gran suavidad de funcionamiento.
• Menor número de piezas en movimiento: sin válvulas, bielas, levas, correa de distribución. Las fases de admisión y escape son realizadas directamente por el movimiento del rotor.
• Se obtiene un par muy plano y lineal porque no se usan válvulas.
• Una combustión más fría conlleva menos óxido de nitrógeno. Los catalizadores reducen esta ventaja.

Desventajas

• La elevada relación superficie/volumen de la cámara de combustión es menos eficaz termodinámicamente. La larga y estrecha cámara del Wankel produce un largo recorrido de la explosión, pero esto es contrarestado por las dos bujías de Mazda (tres en algunos motores de competición).
• Mayor consumo de combustible. Aún así Mazda tuvo un gran éxito con el modelo RX-7, dirigido a un mercado en el que el consumo es un tema de menor importancia. Desafortunadamente sólo 16 años después de que el primer motor viera la luz, la crisis petrolífera de 1973 destrozó el MRC antes de que hubiera podido desarrollarse hasta convertirse en un motor de menor consumo.

Historia de las Máquinas Rotativas

Diseños de motores rotativos fueron ya propuestos en 1588 por Ramelli, aunque hizo falta el desarrollo del Motor de Ciclo de Otto en 1876 y la llegada del automóvil en 1896 para establecer una etapa para un adecuado Motor Rotativo de Combustión.

Otros tempranos diseños fueron realizados por Huygens en 1673 y Kepler. James Watt hizo un Motor de Vapor de Pistón Rotativo en 1759.