El motor Wankel por dentro

PASO A PASO

Del rotor al eje

1. 01

   Wankel, NSU y Mazda

   Felix Wankel firmó en 1951 un contrato con NSU para desarrollarlo juntos. El primer prototipo, el DKM 54, arrancó en el banco de Neckarsulm el 1 de febrero de 1957; en él giraban rotor y carcasa. En 1959 llegó el KKM, con la carcasa fija, que es la base de todos los Wankel de serie. Mazda firmó con NSU y Wankel en julio de 1961, sacó el Cosmo Sport en 1967, el RX-7 en 1978 y el RX-8 de 2003 a 2012, los dos con motor de dos rotores.

2. 02

   La epitrocoide y los sellos

   La carcasa tiene la forma de la curva que dibujan los vértices del rotor al girar: una epitrocoide de dos lóbulos, un ocho muy achatado. En cada vértice va un sello que roza siempre la pared y separa una cámara de la siguiente. Son el punto delicado del motor: los primeros de NSU se gastaban y daban problemas.

3. 03

   La excéntrica y el 3:2

   El rotor gira sobre su propio centro, pero ese centro no está fijo: va montado en una excéntrica del eje y da vueltas a su alrededor. Lo guía un engranaje interior, dentado por dentro y fijo al rotor, que rueda sobre un piñón fijo a la tapa de la carcasa. El interior tiene una vez y media los dientes del piñón: relación 3:2.

4. 04

   Tres vueltas del eje

   Un engranaje interior que rueda sobre uno fijo gira más despacio que la excéntrica que lo lleva: ω rotor = ω eje × (1 − 2/3) = ω eje / 3. El signo positivo quiere decir que van en el mismo sentido. Así que el eje da tres vueltas por cada vuelta del rotor.

5. 05

   Cámaras que crecen y menguan

   Cada cara del rotor encierra con la carcasa una cámara cuyo volumen sube y baja al girar. Al pasar por la lumbrera de admisión entra la mezcla, la cámara se cierra y se comprime, la chispa la enciende, los gases empujan la cara y al final salen por la lumbrera de escape. Son los cuatro tiempos, sin válvulas: el propio rotor abre y cierra las lumbreras. Mazda pone dos bujías por rotor.

6. 06

   La respuesta

   Las tres caras trabajan a la vez, cada una en un tiempo distinto. Cada vuelta del rotor da tres combustiones, una por cara, y como el eje da tres vueltas, sale una combustión por vuelta del eje y por rotor. Un motor de pistones de cuatro tiempos da una por cilindro cada dos vueltas.

CÓMO FUNCIONA

Un triángulo que hace los cuatro tiempos

La curva de la carcasa se escribe x = e·cos 3t + R·cos t, y = e·sen 3t + R·sen t, donde e es la excentricidad (lo que se aparta el centro del rotor del eje) y R, el radio generador (del centro del rotor a sus vértices). Si el centro del rotor da vueltas a radio e y el rotor gira a un tercio de esa velocidad, sus tres vértices caen siempre sobre la curva.

Eso es lo que obliga el engranaje: el piñón fijo tiene un radio de 2e y el interior del rotor, de 3e; la diferencia, e, es justo lo que separa sus centros. Con 20 y 30 dientes, por ejemplo, la cuenta da el tercio: 1 − 20/30 = 1/3.

La cilindrada de cada cámara sale de V = 3·√3·e·R·B, con B la anchura del rotor. Con las medidas del 13B de Mazda que da Wikipedia (e = 15 mm, R = 103 mm más un desplazamiento paralelo de 2 mm, es decir, 105 mm; B = 80 mm): 3 × 1,732 × 15 × 105 × 80 ≈ 654.600 mm³, unos 654 cm³, la cifra que da Mazda por rotor para el RENESIS del RX-8. Con dos rotores, 1308 cm³.

Lo bueno: ninguna pieza en vaivén. Lo malo, según la misma bibliografía: una cámara alargada, con mucha superficie, que rinde peor y gasta más; tiende a llevar mucho aceite, que se quema, y depende de sus sellos. Mazda lo volvió a fabricar en 2023 como generador eléctrico del MX-30 e-SKYACTIV R-EV, que en Europa dejó de venderse en enero de 2026.

EN CIFRAS

LO QUE SE OYE EN EL TALLER

Errores típicos

• SE OYEEl rotor gira a las mismas vueltas que el motor.

  EN REALIDADGira a un tercio. Las vueltas del motor son las del eje excéntrico, el que sale hacia el cambio, que da tres por cada una del rotor.

• SE OYEEl rotor gira sobre un centro fijo, como una rueda.

  EN REALIDADGira sobre su propio centro, pero ese centro va en la excéntrica y da vueltas alrededor del eje. Sin ese movimiento, los vértices no podrían seguir la epitrocoide.

• SE OYESin pistones ni válvulas, no tiene nada que se gaste.

  EN REALIDADLos sellos de vértice rozan siempre la pared y fueron el gran problema de los primeros motores. Además, la bibliografía le achaca más consumo de gasolina y de aceite.