[info]Sobre motores rotativos

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[info]Sobre motores rotativos

Mensaje por Domin el 20/10/2010, 11:52

El motor rotativo fue uno de los primeros tipos de motores de combustión interna en el cual el cigüeñal permanece fijo y gira el motor entero a su alrededor. El diseño fue muy usado en los años anteriores a la Primera Guerra Mundial y durante ésta para propulsar aviones, y también en algunos de los primeros autos y motocicletas.

A principios de los años 20 del siglo XX el motor rotativo comenzó a volverse obsoleto, principalmente debido a su bajo torque de salida, consecuencia de la forma en que trabaja el motor. También estaba limitado por su restricción inherente dada por la forma de aspirar la mezcla de aire/combustible a través del cigüeñal y cárter hueco, que afectan directamente a su rendimiento volumétrico. Sin embargo, en su tiempo fue una solución muy eficiente para los problemas de potencia, peso y confiabilidad



Descripción

Un motor rotativo es en esencia un motor de ciclo Otto, pero en lugar de tener un bloque de cilindros con un cigüeñal rotatorio como en el motor radial, éste permanece fijo y es el bloque de cilindros entero el que gira a su alrededor. En la mayoría de los casos, el cigüeñal está sólidamente fijado a la estructura del avión, y la hélice se encuentra atornillada al frente del cárter.

La rotación de la mayor parte de la masa del motor produce un poderoso volante con efecto giroscópico, que suavizan la entrega de potencia y reduce las vibraciones. Las vibraciones eran un serio problema en los motores de pistón convencionales, que obligaban a añadir pesadas hélices. Debido a que los cilindros funcionaban en sí mismos como un volante, los motores rotatorios tienen una relación peso-potencia más ventajosa que los motores convencionales. Otra ventaja es una refrigeración mejorada, dado que el bloque de cilindros al girar producen su propio flujo de aire, incluso cuando el avión se encuentra en tierra detenido.

La mayoría de los motores rotatorios tienen los cilindros en dispuestos alrededor del eje central, hacia afuera, como en el motor radial, pero hay también motores boxer[2] rotatorios, e incluso monocilíndricos.

Al igual que los motores radiales, los rotatorios se construyen con un número de cilindros impar (usualmente 7 o 9), para obtener un orden de encendido coherente, proporcionando un funcionamiento suave. Motores rotatorios con cilindros en número par, son comúnmente del tipo en "doble estrella".

Diferencia entre motores "Rotativos" y "Radiales"

Los motores rotatorios y radiales se ven muy parecidos cuando no están en marcha y pueden confundirse fácilmente, debido a que ambos tienen la configuración de cilindros dispuestos alrededor de un eje central. A diferencia del motor rotatorio, sin embargo, el motor radial utiliza un cigüeñal convencional girando en un bloque fijo.

Control del Motor Rotativo

A menudo se afirma que los motores rotatorios no tenían carburador y por lo tanto la potencia sólo podía reducirse cortando en forma intermitente el encendido usando un interruptor, el cual ponía en masa el magneto cuando era presionado, quitando la corriente a las bujías. Sin embargo, los motores rotatorios tenían un carburador simple que combinaba un chorro de combustible con una válvula del tipo solapa para regular la entrada de aire. Al contrario que en los carburadores modernos, no podían mantener la mezcla de aire/combustible constante a lo largo del rango de apertura de la válvula; para ello, el piloto colocaba el "acelerador" en la posición deseada (usualmente, todo abierto) y entonces ajustaba la mezcla utilizando un control de "ajuste fino" que manejaba la válvula de combustible.

Debido a la gran inercia de los motores rotatorios, es posible ajustar la mezcla aire/combustible por prueba y error sin perder velocidad. Después de arrancar el motor con una configuración conocida, que le permita funcionar en vacío, la válvula de paso de aire se abre hasta obtener la máxima velocidad del motor. Debido a que el proceso inverso es más difícil, a veces se realiza cortando temporalmente la ignición.

Para mediados de la Primera Guerra Mundial, se hizo necesaria alguna forma de controlar la aceleración para permitir a los pilotos volar en formación, introduciendo carburadores mejorados los cuales permitían reducir la potencia hasta en un 25%. El piloto podía colocar la válvula de aire en la posición deseada, entonces se re-ajustaba la mezcla aire/combustible. Pilotos experimentados periódicamente desaceleraban en forma suave para asegurarse que la mezcla no era muy rica: una mezcla pobre era preferible, ya que la recuperación de la potencia era inmediata cuando el suministro de combustible se incrementaba, mientras que una mezcla demasiado rica podía tardar hasta 7 segundos para recuperarse, y también podía causar carbonización de las bujías y los cilindros y ahogar el motor.

El Gnôme Monosoupape fue una excepción a esta regla, ya que la entrada de aire se hacía a través de la válvula de escape, y no podía controlarse por la entrada del cárter. Por lo tanto el Monosoupapes tenía un sólo control que permitía regular la velocidad en un rango limitado. Los primeros modelos tenían una sincronización de válvulas variable para tener un mejor control, pero esto ocasionaba que las válvulas se quemaran, y fue abandonado.[3]

Los modelos posteriores continuaron usando el corte de la ignición para el aterrizaje. Más tarde fueron equipados con interruptores de ignición para el aterrizaje que cortaban algunos de los cilindros, no todos, para asegurarse que el motor continuara funcionando. Unos pocos rotatorios cortaban los 9 cilindros, por lo general, se mantenían funcionando 1, 3 o 6 cilindros.[4] Algunos Monosoupapes de 9 cilindros tenían un selector que cortaba seis cilindros, cortando un cilindro cada tres revoluciones del motor, manteniendo así el motor en pefecto balance.[5] Alguna documentación relacionada con el Fokker Eindecker muestra un interruptor selector rotatorio para cortar un número seleccionado de cilindros que sugiere que los motores rotativos alemanes también lo hacían.

En 1918 un manual de Clerget advertía que todo el control necesario del motor debía hacerse con el acelerador, y el apagado y encendido del motor debía hacerse abriendo y cerrando el paso del combustible. Los pilotos debían evitar usar el corte de la ingnición para evitar daños en el motor.[1]

El interruptor de encendido, sin embargo, aún se recomiendo hoy día para el aterrizaje de aviones con motor rotatorio, ya que ofrece, en los aeródromes actuales, un control de la potencia del motor más rápida y fiable.[4] El procedimiento de aterrizaje usando el corte de ignición se utiliza junto con el corte de combustible, dejando el interruptor encendido. El viento sobre la hélice permite al motor continuar girando sin entregar potencia, mientras el avión desciende. Es importante mantener la ignición encendida para que las bujías continúen emitiendo chispas, evitando que el motor se ahogue, y permitiendo arrancar el motor fácilmente abriendo el paso del combustible. Si el piloto apaga el motor cortando el encendido sin cerrar el paso del combustible, éste continuará pasando a través del motor y se acumulará gran cantidad de mezcla en la cubierta. Esto podía ocasionar un incendio, o que las bujías se empasten evitando que el motor arranque nuevamente.

Historia


Felix Millet expuso un motor rotatorio de 5 cilindros montado en la rueda de una bicicleta en la Exposición Universal de París en 1889. Millet patentó el motor en 1888, por lo que debe considerárselo como el pionero de los motores rotatorios de combustión interna. Un vehículo equipado con este motor tomó parte de la carrera Paris-Bordeaux-Paris de 1895 y el sistema entró en producción por Darracq en 1900.[1]

Hargrave

Lawrence Hargrave desarrolló su primer motor rotatorio en 1889 usando aire comprimido, con la intención de usarlo en vuelo propulsado. El peso de los materiales y la pobre calidad del mecanizado de las piezas impidieron usarlo en forma efectiva.[6]

Balzer

Stephen Balzer de Nueva York, un ex relojero, construyó motores rotatorios en la década de 1890. El estaba interesado en este sistema principalmente por dos razones:

* Para generar 75 kW (100 HP) a bajas rpm, lo cual era usual en esa época, el pulso resultante de cada explosión era muy grande. Para transmitir esa potencia al aire, era necesario usar hélices muy grandes, lo que agregaba peso. En los rotatorios el motor mismo funciona como volante de inercia, por lo que las hélices pueden ser más livianas con el mismo tamaño.
* Los cilindros tienen un buen flujo de aire para refrigeración, incluso cuando el motor está montado en la parte trasera del avión, lo cual era importante en una época en que la limitada velocidad obtenible en los aviones limitaban la circulación de aire a través del motor, y las aleaciones de la época no eran tan avanzadas como las de hoy. Los primeros diseños de Balzer no poseían aletas de refrigeración, lo cual se haría una característica común en los motores refrigerados por aire.

Balzer produjo un motor rotatorio de 3 cilindros para automóviles en 1894, y luego se involucró en el proyecto del Aerodrome de Langley, lo que lo llevó a la bancarrota al intentar realizar versiones mucho más grandes de sus motores. Posteriormente, los motores rotatorios de Balzer fueron convertidos a motores radiales convencionales por su asistente, Charles Manly.

De Dion-Bouton

La famosa compañía De Dion-Bouton produjo un motor rotatorio experimental de 4 cilindros en 1899. Estaba destinado al uso aeronáutico, pero nunca fue montado en un avión.[1]

Adams-Farwell

El Adams-Farwell fue otro de los primeros motores rotatorios estadounidense que empezó siendo fabricado para automóviles en 1901. Emil Berliner patrocinó su desarrollo como un motor liviano para sus helicópteros experimentales que nunca tuvieron éxito. Los motores Adams-Farwell posteriormente equiparon aviones de ala fija en Estados Unidos después de 1910. También se ha afirmado que el diseño de Gnôme se obtuvo a partir del de Adams-Farwell, debido a que un automóvil Adams-Farwell fue mostrado al Ejército francés en 1904. Al contrario que los motores Gnôme posteriores, el Adams-Farwell rotatorio tenía válvulas de admisión y escape convencionales montadas en la cabeza del cilindro.[1]

Gnôme

El motor Gnôme fue un trabajo de los tres hermanos Seguin, Louis, Laurent, y Augustin. Eran buenos ingenieros y nietos del famoso ingeniero francés Marc Seguin. En 1906 el hermano mayor, Louis, formó la Société des Moteurs Gnôme para construir motores estacionarios de uso industrial, adquiriendo a la Motorenfabrik Oberursel la licencia para producir el motor estacionario monocilíndrico.

Luis estuvo acompañado por su hermano Laurent, quien diseñó un motor rotatorio específicamente para uso en aviones, utilizando los cilindros del motor Gnom. El primer motor experimental de los hermanos tenía 5 cilindros el cual erogaba una potencia de 25 kW (34 HP), siendo radial en lugar de rotativo. Luego cambiaron por el diseño rotativo para conseguir una mejor refrigeración, y el primer motor de producción, el "Omega" de 7 cilindros y 37 kW (50 HP), fue mostrado en la exhibición de automóviles de París de 1908. El Gnôme Omega Nº 1 aun existe, siendo adquirido y preservado por el difunto Almirante retirado Lauren S. McCready, su último propietario privado, y ahora se encuentra en la colección del Museo Nacional del Aire y el Espacio del Instituto Smithsoniano. Los Seguin usaron la mejor aleación disponible entonces, acero al níquel, recientemente desarrollada, y mantuvieron el paso bajo maquinando los componentes desde desde piezas de metal sólidas; las paredes de los cilindros del Gnôme de 50 HP eran de sólo 1,5 mm de espesor y las bielas tenían profundos canales centrales para reducir peso. Mientras que la relación cilindrada-potencia era baja, la relación peso-potencia era extraordinaria, con 1 HP por kg.

El año siguiente, 1909, el inventor Roger Ravaud colocó uno en su Aéroscaphe, una combinación de hidroala/avión, el cual entró en el concurso de aviones y botes a motor de Mónaco. Sin embargo, el motor se hizo popular cuando Henry Farman lo usó en el famoso avión Rheims, ganando el Grand Prix con la mayor distancia cubierta en un vuelo sin detenerse (180 km), y creando también un récord por el vuelo de mayor duración.

El primer hidroavión exitoso, el Le Canard de Henri Fabre, fue realizado con un motor Gnôme Omega el 28 de marzo de 1910 cerca de Marsella.

La producción de los motores rotativos Gnôme creció rápidamente, con cerca de 4.000 unidades construidas antes de la Primera Guerra Mundial, incrementándose la potencia del Omega hasta 60 kW (80 HP), e incluso hasta 82 kW (110 HP). Para los estándares de otros motores de la época, el Gnôme era considerado confiable, acreditándose como el primer motor capaz de funcionar durante diez horas entre revisiones.

En 1913 los hermanos Seguin introdujeron la nueva serie Gnôme Monosoupape ("monoválvula"), la cual no tenía válvulas de admisión, contando con una sola válvula de escape en cada cabeza de cilindro, con una entrada de aire duplicada. Cada cilindro tenía lumbreras en el extremo inferior, del tipo de las usadas en los motores de dos tiempos, comunicadas con el cárter. La velocidad del motor se controlaba variando el tiempo de apertura de las válvulas de escape usando palancas que actuaban sobre los botadores, un sistema que luego fue abandonado debido a que se quemaban las válvulas. El peso del Monosoupape fue ligeramente menor al modelo anterior de dos válvulas y usaba menos aceite. El Monosoupape de 100 HP contaba con 9 cilindros, y desarrollaba su potencia nominal a las 1.200 rpm.[7]

Los motores rotativos producidos por las compañías Clerget y Le Rhône usaban botadores y válvulas convencionales en las cabezas de cilindro, pero con el mismo principio de conducir la mezcla a través del cárter, teniendo el Le Rhône unos conductos de cobre en cada uno, muy visibles, que llevaban la mezcla del cárter a la parte superior de los cilindros.

El Gnôme Lambda de 60 kW (80 HP) era el estándar cuando comenzó la Primera Guerra Mundial, y rápidamente fue usado en numerosos diseños de aviones. Era tan bueno que fue licenciado a varios fabricantes, incluida la Motorenfabrik Oberursel alemana, firma que diseñó el motor Gnom original. Oberursel fue luego comprada por Fokker, cuyo copia del Gnôme Lambda de 80 HP fue conocida como el Oberursel U.0. No era extraño que desde la segunda mitad de 1915, los Gnômes franceses, como los que equipaban los primeros ejemplares del biplano Bristol Scout, entablaran combate con las versiones alemanas, instalados en los Fokker E.I Eindeckers.
[editar] Primera Guerra Mundial

La relación peso/potencia de los rotativos fue su mayor ventaja. Mientras que los aviones más pesados y grandes usaban casi exclusivamente motores en línea convencionales, muchos diseñadores de cazas prefirieron motores rotativos hasta el final de la guerra.

Los rotativos tenían muchas desventajas, siendo la más notable el alto consumo de combustible, en parte debido a que el motor se usaba normalmente totalmente acelerado, y también porque las válvulas estaban abiertas menos tiempo que el ideal. La masa rotatoria del motor hacía también un importante efecto giroscópico. En el vuelo recto el efecto no era aparente, pero al tomar virajes era muy pronunciado. Debido a la dirección de las fuerzas, los giros a la izquierda requerían algo más de esfuerzo y eran un poco más lentos, combinados con una tendencia a levantar la nariz, mientras que los giros a la derecha eran casi instantáneos, con tendencia a bajar la nariz.[8] En algunos aviones esto podía ser ventajoso en situaciones como el combate aéreo, mientras que el Sopwith Camel lo sufría hasta el punto que requería aplicar timón a la izquierda para hacer giros a la izquierda y derecha, y podía ser extremadamente peligroso si se hacía a plena potencia en la cima de un rizo a baja velocidad. Los pilotos de Camel eran entrenados para hacer sus primeros giros bruscos a la derecha sólo a alturas superiores a 300 m.[9]

Incluso antes de la Primera Guerra Mundial se intentó superar el problema de la inercia de los motores rotativos. Ya en 1906 Charles Benjamin Redrup presentó al Royal Flying Corps en Hendon un motor 'Sin Reacción' en el cual el cigüeñal giraba en un sentido y el bloque de cilindros en el opuesto, cada uno moviendo una hélice. Un posterior desarrollo de éste fue el motor 'Hart' de 1914 diseñado por Redrup, el cual tenía una sola hélice conectada al cigüeñal, pero rotaba en dirección opuesta al bloque de cilindros, cancelando así gran parte del par giroscópico. Resultó ser muy complicado para el Ministerio del Aire y Redrup cambió el diseño a un motor radial fijo el cual se usó más tarde en los aviones Vickers FB12b y FB16.[10]

A medida que la guerra progresaba, los diseñadores de aviones demandaban cada vez más potencia. Los motores en línea eran capaces de satisfacer esta demanda, aumentando el límite máximo de rpm lo que significaba más potencia. Mejoras en los tiempos de apertura de las válvulas, sistemas de encendido y materiales más livianos hicieron posible aumentar el número máximo de revoluciones de los motores, y para el fin de la guerra, el motor promedio había subido el límite de 1.200 rpm a 2.000. El rotativo no podía hacer esto debido al arrastre de los cilindros a través del aire. Por ejemplo, en un modelo de principios de la guerra de 1.200 rpm, se incrementó solo a 1.400 rpm con un incremento del arrastre de los cilindros del 36%, debido a que el arrastre del aire sube con el cuadrado de la velocidad. A bajas rpm, el arrastre puede ser simplemente ignorado, pero a medida que suben las rpm, el motor rotatorio destina más y más potencia a hacer girar el propio motor, dejando cada vez menos potencia para aplicar a la hélice.

Un ingenioso intento de rescatar el diseño fue realizado por Siemens AG. El cárter (con la hélice colocada directamente en el frente del mismo) y los cilindros giraban en sentido antihorario a 900 rpm, mientras que el cigüeñal y otros componentes internos giraban en sentido horario a la misma velocidad. Esto se logró mediante la utilización de engranajes cónicos en la parte posterior del cárter, lo que resultó en el Siemens-Halske Sh.III, funcionando a 1800 rpm con un par neto bajo. Aparentemente fue el único motor rotativo en usar un carburador normal, controlado por un acelerador convencional, del mismo tipo a los usados en los motores en línea. Utilizado en el caza Siemens-Schuckert D.IV, el nuevo motor creó lo que para muchos fue el mejor diseño de avión de caza de la guerra.

Un nuevo avión con motor rotativo, el D.VIII de Fokker, fue diseñado por lo menos en parte, para proporcionar algún uso a las reservas del motor Ur.II de 82 kW (119 HP) de la fábrica Oberursel, clon del Le Rhône 9J.

Posguerra

Para cuando terminó la guerra, el motor rotativo se había vuelto obsoleto, y dejo de usarse rápidamente. La Royal Air Force británica fue probablemente quien los usó más tiempo; el caza estándar de la RAF de posguerra era el Sopwith Snipe, que utilizaba el motor rotativo Bentley BR2, y el entrenador estándar, el Avro 504K, tenía un montaje universal que le permitía usar varios tipos diferentes de rotativos de baja potencia, de los cuales existían gran cantidad como excedentes de guerra. Sin embargo, el bajo costo de los motores de rezago tenía que equilibrarse con la pobre eficiencia en el consumo de combustible y los gastos de funcionamiento del sistema de lubricación.

Para mediados de los años '20, los rotativos fueron más o menos desplazados completamente por la nueva generación de motores radiales enfriados por aire.

Uso en autos y motos

Aunque los motores rotativos se utilizaron sobre todo en aviones, unos pocos autos y motos fueron construidos con este motor. La más famosa motocicleta (probablemente porque ganó muchas carreras) es la Megola, la cual tenía un motor rotatorio dentro de la rueda delantera. Otra moto con motor rotatorio fue la Redrup Radial de 1912 de Charles Redrup, la cual tenía un motor rotativo de 303cc que equipó a varias de las motos de Redrup.

En 1904 el motor Barry, también diseñado por Redrup, fue fabricado en Gales: un motor rotativo boxer de 2 cilindros de 6,5 kg de peso[2] fue montado dentro del marco de la motocicleta.

En los '40, Cyril Pullin desarrolló el Powerwheel, una rueda con un rotativo monocilíndirco, con embrague y freno de tambor en el cubo, pero nunca entró en producción.

Autos con motores rotativos fueron construidos por compañías estadounidenses como Adams-Farwell, Bailey, Balzer e Intrepid, entre otros.

Otros motores rotativos

Además de la configuración descrita en este artículo con los cilindros en movimiento alrededor de un eje fijo, muchos otros diseños diferentes son también llamados motores rotativos. El más notable, el motor sin pistones Wankel ha sido usado en automóviles (por NSU en el Ro80 y por Mazda en varios autos como la serie RX, la cual incluye los populares RX-7 y RX-Cool, así como también algunas aplicaciones experimentales aeronáuticas.

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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por Domin el 20/10/2010, 11:57

El motor Wankel es un tipo de motor de combustión interna, inventado por Felix Wankel, que utiliza rotores en vez de los pistones de los motores alternativos.

Wankel concibió su motor rotativo en 1924 y recibió su patente en 1929. Durante los años 1940 se dedicó a mejorar el diseño. Se hizo un considerable esfuerzo en el desarrollo de motores rotativos en los 1950 y los 1960. Eran particularmente interesantes por funcionar de un modo suave, silencioso y fiable, gracias a la simplicidad de su diseño.

Funcionamiento
Animación de un motor Wankel.

Un motor rotativo o Wankel, en honor a su creador el Dr. Felix Wankel, es un motor de combustión interna que funciona de una manera completamente diferente de los motores alternativos.

En un motor alternativo; en el mismo volumen (mililitros) se efectúan sucesivamente 4 diferentes trabajos —admisión, compresión, combustión y escape. En un motor Wankel se desarrollan los mismos 4 tiempos pero en lugares distintos de la carcasa o bloque; con el pistón moviéndose continuamente de uno a otro. Más concretamente, el cilindro es una cavidad con forma de 8, dentro de la cual se encuentra un rotor triangular que realiza un giro de centro variable. Este pistón comunica su movimiento rotatorio a un cigüeñal que se encuentra en su interior, y que gira ya con un centro único.

Al igual que un motor de pistones, el rotativo emplea la presión creada por la combustión de la mezcla aire-combustible. La diferencia radica en que esta presión está contenida en la cámara formada por una parte del recinto y sellada por uno de los lados del rotor triangular, que en este tipo de motores reemplaza a los pistones.

El rotor sigue un recorrido en el que mantiene sus 3 vértices en contacto con el "freno", delimitando así tres compartimentos separados de mezcla. A medida que el rotor gira dentro de la cámara, cada uno de los 3 volúmenes se expanden y contraen alternativamente; es esta expansión-contracción la que succiona el aire y el combustible hacia el motor, comprime la mezcla, extrae su energía expansiva y la expele hacia el escape.


Ventajas

* Menos piezas móviles: el motor Wankel tiene menos piezas móviles que un motor convencional, tan solo 4 piezas; bloque, rotor (que a su vez está formado por segmentos y regletas), árbol motriz y sistema de refrigeración/engrase (similar a los que montan los motores de pistón). Esto redunda en una mayor fiabilidad.
* Suavidad de marcha: todos los componentes de un motor rotativo giran en el mismo sentido (apuntando al sol), en lugar de sufrir las constantes variaciones de sentido a las que está sometido un pistón. Están equilibrados internamente con contrapesos giratorios para suprimir cualquier vibración. Incluso la entrega de potencia se desarrolla en forma más progresiva, dado que cada etapa de combustión dura 90° de giro del rotor y a su vez como cada vuelta del rotor representa 3 vueltas del eje, cada combustión dura 270° de giro del eje, es decir, 3/4 de cada vuelta; compárenlo con un motor monocilíndrico, donde cada combustión transcurre durante 180° de cada 2 revoluciones, o sea 1/4 de cada vuelta del cigüeñal. Se produce una combustión cada 120º del rotor y 360º del eje.
* Menor velocidad de rotación: dado que los rotores giran a 1/3 de la velocidad del eje y al tocar el freno, las piezas principales del motor se mueven más lentamente que las de un motor convencional, aumentando la fiabilidad.
* Menores vibraciones: dado que las inercias internas del motor son muy pequeñas (no hay bielas, ni volante de inercia, ni recorrido de pistones, ni movimiento), solo se producen pequeñas vibraciones en la excéntrica.
* Menor peso: debido al menor número de piezas que forman el motor en comparación con los de pistones y dado que generalmente se construyen motores de dos o tres rotores de 600 cc o 700 cc cada uno, ayuda a conseguir un menor peso final del mismo.



Desventajas

* Emisiones: es más complicado (aunque no imposible) ajustarse a las normas de emisiones contaminantes, ya que trabaja igual que un motor de 2 tiempos, consumiendo aire, combustible y aceite.
* Costos de mantenimiento: al no estar tan difundido, su mantenimiento resulta costoso.
* Consumo: la eficiencia termodinámica (relación consumo-potencia) se ve reducida por la forma alargada de las cámaras de combustión y la baja relación de compresión.
* Difícil estanqueidad: resulta muy difícil aislar cada una de las 3 secciones del cilindro en rotación, que deben ser impermeables unas de otras para un buen funcionamiento. Además se hace necesario cambiar el sistema de estanqueidad cada 6 años aproximadamente, por su fuerte desgaste.
* Sincronización: la sincronización de los distintos componentes del motor debe ser muy buena para evitar que la explosión de la mezcla se inicie antes de que el pistón rotativo se encuentre en la posición adecuada. Si esto no ocurre, la ignición empujará en sentido contrario al deseado, pudiendo dañar el motor.
* Encendido: Este motor necesita de tres "burro de arranque" para mover el motor.
* Mantenimiento: Las pastillas de freno deben ser reemplazadas regularmente debido al constante rozamiento de los vértices del rotor con el freno.


Historia

En Gran Bretaña, Norton Motorcycles desarrolló un motor Wankel para motocicletas, que fue incluido en la Norton Commander; Suzuki también fabricó una moto con motor Wankel, la RE-5. DKW Hercules puso en venta una motocicleta con motor Sachs refrigerado por aire y mezcla; John Deere Inc., en EEUU, invirtió un gran esfuerzo en la investigación de motores rotativos y diseñó una versión que era capaz de usar varios tipos de combustible sin tener que cambiar el motor. El diseño fue propuesto como sistema motriz para varios vehículos de combate de la Marina estadounidense en los últimos años de la década de 1980. Ingersoll-Rand tuvo en venta un motor para usos industriales que quemaba gas y tenía una cilindrada de 41 litros y un sólo rotor. Curtiss-Wright ha fabricado diversos prototipos de motor para aviación general, en donde tendría la ventaja del menor peso y mejor conducta frente a las averías. Rolls-Royce desarrolló un motor de encendido por compresión (Diésel), con etapas de compresión y combustión independientes. Graupner vendió un mini-motor para aeromodelos. La japonesa Yanmar Diésel fabricó varios motores pequeños, incluso una motosierra Wankel.

Tras un uso ocasional en automóviles, por ejemplo NSU con sus modelos Spider y Ro 80 o Citroën con el M 35 y GS Birrotor, e intentos fracasados llevados a cabo por General Motors que anunció haber resuelto el problema del consumo pero no poder con el de las emisiones en los gases de escape, o Mercedes-Benz (véase el prototipo Mercedes-Benz C111), la compañía japonesa Mazda ha sido la que ha hecho un mayor uso de motores Wankel en automóviles.

Después de muchos años de desarrollo, Mazda lanzó sus primeros coches con motores Wankel en los primeros años 1970. Aunque la mayoría de los clientes adoraban estos coches, especialmente por su suavidad, tuvieron la mala suerte de ser puestos a la venta en una época de grandes esfuerzos para reducir las emisiones y aumentar el ahorro de combustible. Mazda abandonó el Wankel casi totalmente en el diseño de sus coches generalistas, pero continuó usando una versión biturbo de dos rotores en su mítico deportivo RX-7 hasta el final de su producción en agosto de 2002. En 2003, la marca japonesa, relanzó el motor Wankel con el RX-8 que contaba con una nueva versión atmosférica birrotor, teóricamente más fiable y con menores consumos tanto de combustible como de lubricante.

En el mundo de las carreras, Mazda ha tenido un éxito sustancial con sus coches de dos y cuatro rotores, y corredores privados han cosechado también un considerable éxito con coches Mazda propulsados por motores Wankel, tanto originales como modificados. En 1991 el motor Wankel llegó a uno de los mejores momentos en competición, al conseguir Mazda la victoria en las 24 horas de Le Mans con su prototipo 787B que montaba un motor de cuatro rotores y 2622 cc de cilindrada, con lumbrera de admisión periférica y conductos de admisión de geometría variable. Este automóvil fue el que menos consumo de combustible tuvo en la carrera de ese año.


Dificultades técnicas

Curtiss-Wright demostró que el factor que controla las emisiones de hidrocarburos no quemados (HC) era la temperatura de la superficie del rotor, a mayor temperatura, menos producción de HC, y demostró también que se podía ensanchar el rotor. Otros fabricantes proponen que la causa fundamental de la emisión de contaminantes a altas rpm es el laminado dentro de la cámara de combustión, y a bajas velocidades, las fugas de estanqueidad. El motor Wankel por sus propias características produce poca contaminación por NO; uno de los procedimientos clásicos de reducción de emisiones de NO ha sido la recirculación de los gases de escape, que en el motor Wankel era un rasgo intrínseco.

Yanmar Diésel ha publicado información referente a las características propias de diversas formas y posiciones del hueco de combustión en la superficie del rotor, (cosa que puede verse también en el libro de Kenichi Yamamoto "Rotary engine"); en sus motores de pequeño desplazamiento y refrigeración del rotor por mezcla aire/combustible, YD comprobaron que la colocación de una válvula de lengüetas (reed-valve) cerca de la lumbrera de admisión mejoraba las actuaciones bajo carga parcial y a bajas rpm.. Inicialmente, los motores Wankel tenían las lumbreras de admisión y escape en las caras laterales del rotor, lo que produjo algún problema de depósitos de carbonilla y distorsiones térmicas, que sólo llegó a resolverse en el motor Renesis de Mazda mediante la colocación de un segmento especial rascador en la cara lateral del rotor.

De las dos disposiciones posibles para las lumbreras de admisión, la periférica y la lateral, se sabe que la periférica produce la máxima presión media efectiva (PME) en el motor, pero en uso automovilista se ha preferido (Mazda) la lumbrera lateral que proporciona un mejor régimen de ralentí y bajo carga parcial. El motor Renesis del RX8 de Mazda, emplea lumbreras de admisión y escape laterales, con lo que elimina totalmente el cruce o solapamiento entre las fases de admisión y escape, suprimiendo la recirculación de gases de escape y la fuga de mezcla aire/combustible sin quemar por el escape, posibilitando unos consumos razonables y cumpliendo al mismo tiempo las normas anticontaminación más severas. Algún motor de los primeros tiempos producía un ruido que los mecánicos comparaban al que hace un motor convencional antes de fundir una biela; el ruido se debía a las tolerancias entre el engranaje del eje y el del rotor que era necesario establecer para no comprometer la duración del motor. Ya se ha solucionado.

Otro problema inicial fue la aparición de ralladuras y fisuras en la superficie de la epitrocoide, llamadas "arañazos del diablo" por los ingenieros. Se resolvió colocando la bujía en un casquillo incrustado en el bloque, en vez de directamente sobre el bloque mismo, y también a través de la mejora de materiales del epitrocoide y rotor, y la eliminación de vibraciones en los segmentos de vértice.

Los motores Wankel en producción actualmente son motores rápidos, que entregan su potencia a altas rpm, y con peor rendimiento en todos los sentidos en la zona de carga parcial y bajas rpm. David W. Garside, de Norton, declaró que habían conseguido solucionar el problema de la elasticidad, y construir un motor que daba toda su potencia a pocas rpm. Parece que una apertura más temprana en el ciclo de la lumbrera de admisión, y la existencia de unos conductos de admisión más largos, que favorecen la resonancia, con ondas de presión que mejoran el llenado, permiten conseguir motores con más par y potencia a bajo régimen de giro


Materiales

Para el estátor o bloque motor se utilizan aleaciones de aluminio, aluminio/silicio o Al/Si/Cu como por ejemplo la aleación Alcoa A-132, ya que el aluminio tiene una mayor conductividad térmica y un coeficiente de dilatación más adecuado. En el interior del bloque se coloca una lámina de acero con la forma de la epitrocoide, con rugosidades en su cara externa para asegurar el anclado al bloque, y sobre esta lámina se aplica una capa de revestimiento antifricción, como por ejemplo el Nickasil de Citroen.[1] Los rotores se fabrican en fundición de hierro. Suzuki resolvió el problema de la duración del motor, extendiéndola a más de 250.000 km, empleando segmentos de vértice hechos de la aleación ferrotic.


Combustible

Dada la ausencia de puntos calientes en la cámara de combustión, se ha calculado que una gasolina con un octanaje de 87 es suficiente, lo que puede representar una ventaja práctica. Para la lubricación, que se hace como en los motor de dos tiempos mediante mezcla combustible/aceite, se han usado los sistemas de mezcla previa o una bomba dosificadora que añade una pequeña cantidad de aceite a la admisión, igual al empleado para lubricación y refrigeración del rotor. En los motores con refrigeración por la mezcla de aire/combustible, uno de los aceites que ha dado mejores resultados es el Shell Rotella 30. Los motores con refrigeración por líquido necesitan un lubricante multigrado para facilitar los arranques en frío, aceite que debe ser de naturaleza mineral y no sintético para evitar la producción de cenizas y gomas en la combustión.[2


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Última edición por Domin el 21/10/2010, 00:45, editado 1 vez

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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por sergi-s15 el 20/10/2010, 23:15

muy bueno domin, solo te falta poner unas fotos del motor
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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por Domin el 21/10/2010, 00:46

sergi-s15 escribió:muy bueno domin, solo te falta poner unas fotos del motor

Razz :cheers:

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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por Rober_6 el 21/10/2010, 03:57

Muy bueno, gracias!!!
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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por sergi-s15 el 21/10/2010, 06:58

ahora esta perfecto Very Happy
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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por GTO Dreams el 23/10/2010, 01:57

enorme post de buena calidad, gracias domin.
Sabeís cuanto consume el rx-8 el de 231cv?
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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por david_rx8 el 19/11/2010, 08:56

Muy buenas. A esta pregunta te puedo responder yo mismo... en autopista a velocidad normal ( 120- 130) el consumo puede estar en unos 9 o 10 litros. Y ya si te portas mal con el pedal el consumo puede ser una barbaridad, hablamos de unos 18 o 20 litros, vamos q se bebe la gasolina que da gusto. 1 saludo!
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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por AlexSport el 19/11/2010, 09:22

Ostias!! Si que traga el cabron no? jejeje
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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por alexcggti el 19/11/2010, 09:25

david_rx8 escribió:Muy buenas. A esta pregunta te puedo responder yo mismo... en autopista a velocidad normal ( 120- 130) el consumo puede estar en unos 9 o 10 litros. Y ya si te portas mal con el pedal el consumo puede ser una barbaridad, hablamos de unos 18 o 20 litros, vamos q se bebe la gasolina que da gusto. 1 saludo!

la verdad es que es un coche muy tragon, porque traga gasolina y aceite que da gusto y eso que la cilindrada es 1300cc. pero para mi gusto la conduccion de ese coche es muy divertida, porque te permite hacer un poco el loco, pudiendo mantener las riendas
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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por david_rx8 el 19/11/2010, 09:36

si el coche es un capricho la verdad! Respecto a la conduccion, si sabes llevarlo haces lo que quieres cn el....
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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por raul79 el 1/11/2011, 00:48

Añado una simulación de cómo trabaja un motor rotativo:




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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por Skarl el 2/11/2011, 11:28

pedazo de tocho! Gracias por el aporte.

yo he subido en uno y es una pasada de coche... ademas de bonito.

Saludos
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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por Villacreces el 2/11/2011, 20:07

Madremíaa!!! pero como bebe eso tanto??!! affraid
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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por z3st3r el 3/11/2011, 02:33

Muy buena info.Se agradece el tocho.
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Re: [info]Sobre motores rotativos

Mensaje por Skoop el 29/11/2011, 12:24

Tragar tiene que tragar! hay que entender que todo coche a 9000rpm traga muchisimo, aunque no todos llegan a ese régimen!!! yo personalmente soy una enamorada de este motor! lo llevo de fondo en el movil!!la gente me mira raro, xo es lo que hay! además es precioso ver los rotores! Llamarme loca, pero a mi me hubiese encantando poderle meter uno de esos al Tigra, lo pensé antes del C20XE, pero son caros y es un motor con el que nunca he trabajado y no conozco tan bien como para arriesgarme a hacer un swap, aunque es una idea que siempre tengo en la cabeza!

Un post genial!

Saludos
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Re: [info]Sobre motores rotativos

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