Motor rotativo y motor reciprocante

El origen del motor rotativo o motor Wankel (por Félix Wankel, su inventor) se remonta a los años veinte, años en los cuales el ingeniero alemán invento y obtuvo la patente de su diseño. Se llama motor rotativo, porque a diferencia del motor reciprocante donde se tienen pistones con movimiento lineal, el motor Wankel, está diseñado para funcionar con movimientos de rotación únicamente, ya que este consta de un rotor triangular simétrico con lados ligeramente curvos y un estator o bloque en forma de óvalo para realizar los ciclos de cuatro etapas presentes igualmente en los motores reciprocantes, que son: admisión, compresión, combustión y escape. Estos cuatro ciclos ocurren dentro de una cámara de combustión generada por el rotor y el estator, por lo que se obtiene una cámara de combustión en movimiento, es decir de volumen variable.

Este diseño genera una potencia mayor, ya que, mientras en los motores reciprocantes se necesitan dos giros del cigüeñal para lograr un ciclo de combustión, en los motores rotativos se logra el mismo ciclo con un solo giro del eje conductor.

Por otra parte, los motores Wankel tienen mucho menos partes en movimiento en comparación con los motores reciprocantes. Mientras el primero tiene 3 partes principales en movimiento: los dos rotores y el eje, incluso el más simple de los reciprocantes tendrá 40 partes en movimiento incluyendo pistones, cigüeñal, válvulas, entre otras. Esta diferencia se traduce en una mayor confiabilidad del motor rotativo.

Además, todas las partes en movimiento en un motor Wankel giran continuamente en una misma dirección, contrastando claramente con los movimientos bruscos y con cambios violentos de dirección que se presentan en los motores de pistones. Por otro lado, los motores rotativos están balanceados internamente con contrapesos giratorios, que permiten eliminar vibraciones. Esto hace que los motores rotativos funcionen con mayor suavidad y menor generación de ruido, lo que es ampliamente considerado una ventaja, aunque los amantes del rugir de los motores no estén de acuerdo.

Como puede verse, los motores Wankel presentan grandes ventajas sobre los motores reciprocantes. Sin embargo, existe una serie de retos a superar para los diseñadores y constructores de autos que quieran utilizar este tipo de motores en sus modelos, entre los que podemos mencionar:

  • Generalmente, es más difícil cumplir con las regulaciones que existen respecto a las emisiones cuando se usa un motor rotativo.
  • Los costos de fabricación pueden llegar a ser mayores, principalmente debido a que la cantidad de motores rotativos producidos es mucho menor que la de motores reciprocantes producidos.
  • Normalmente, los motores Wankel consumen más combustible que los motores de pistones debido a que la eficiencia termodinámica de los primeros es reducida por tener una cámara de combustión alargada y una razón de compresión más baja.

Finalmente, existen otros inconvenientes que han evitado que el motor rotativo reemplace al motor reciprocante, entre los cuales podemos mencionar la poca existencia de personal capacitado para el mantenimiento de dichos motores, problemas de sellado que aunque se han disminuido aún representan una gran deficiencia y la necesidad de frenos de mayores dimensiones debido a lo que se conoce como bajo freno motor.

¿Qué es un motor reciprocante?

Un motor de pistones es un motor que utiliza uno o varios pistones para convertir la presión en movimiento giratorio. Utilizan el movimiento alternativo -el movimiento ascendente y descendente de los pistones- para convertirlo en energía. Existen varios tipos, incluido el motor de combustión interna que se utiliza en la mayoría de los automóviles actuales.

En estos motores de combustión interna, los gases creados por la reacción exotérmica del proceso de combustión impulsan el pistón, que se mueve en el cilindro y hace girar el cigüeñal.

El funcionamiento de este tipo de motor es cíclico y requiere la sustitución de los gases del cilindro por una nueva mezcla de aire y combustible, un proceso conocido como intercambio de carga.

También se conocen como motores de combustión interna alternativos, que pasan por cuatro etapas para completar el ciclo: admisión, compresión, explosión y escape.

Ventajas y desventajas de un motor de pistones o reciprocante

Entre las ventajas tenemos:

Los motores de pistón presentan una serie de ventajas notables, como la fiabilidad, una amplia gama de aplicaciones en diferentes segmentos de vehículos, bajos costes de funcionamiento, un consumo mínimo de aceite o un bajo nivel de emisiones y desgaste debido a su pequeña cilindrada y a la eficacia de su ciclo de combustión.

Respecto a las desventajas de este tipo de motores encontramos que:

Tienen más piezas móviles, lo que aumenta la probabilidad de averías y desgaste, con el consiguiente aumento de costes, aunque los componentes son más baratos que los de un motor rotativo.

Suelen ser bastante pesados, sobre todo en el caso de los motores alargados de seis cilindros como los de BMW. Requieren tracción trasera y una gran cavidad en el coche, lo que limita su uso en modelos de gama baja.

Para un mismo desplazamiento, produce mucha menos potencia que un motor rotativo.

Ventajas y desventajas de un motor rotativo o Wankel

Estas son las ventajas principales de los motores Wankel, o rotativos:

El motor Wankel tiene menos piezas móviles que un motor convencional, es decir, sólo 4 partes: bloque, rotor, cigüeñal y sistema de refrigeración y lubricación. En principio, por tanto, deberían ser menos propensos a los problemas de desgaste y más fiables.

Todas las piezas están equilibradas internamente con contrapesos giratorios para amortiguar las vibraciones y garantizar un funcionamiento suave. También contribuyen a una transmisión de potencia más suave.

Las vibraciones generales son mínimas porque el momento de inercia del motor es muy bajo y, como ya se ha mencionado, el cigüeñal también tiene un único centro.

Otra ventaja es el menor peso total en comparación con los motores convencionales, ya que el motor consta de menos piezas.

En cuanto a las desventajas tenemos lo siguiente:

Puede decirse que los motores rotativos tienen los mismos problemas que los motores de dos tiempos en cuanto a emisiones. Además, consumen aire, combustible y aceite.

Menos motores rotativos en el mundo significa un mantenimiento más caro. Además, el número de personas cualificadas que trabajan en motores rotativos es menor que en motores de pistón.

En general, estos motores consumen más combustible porque su par reducido debe ser compensado por la caja de cambios, que obliga al motor a funcionar a regímenes ligeramente más altos.

Estos motores son complejos, lo que se refleja en los requisitos de estanqueidad entre las distintas partes del rotor.

La complejidad también es evidente en el encendido, ya que todas las piezas y componentes deben estar perfectamente alineados para evitar una combustión prematura que podría dañar el motor.

No hay un freno motor real, o al menos podría decirse que es más un motor de dos tiempos que uno de cuatro, lo que le obliga a compensar con más sistemas de frenado de lo que parece necesario.

Como puede verse, las desventajas del motor rotativo no son insignificantes, hasta el punto de que fabricantes como Mazda se preguntan si el motor rotativo tiene cabida en sus planes de futuro.

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Una opinión
  1. SANTANDER Dice:

    quedo claro lo de reciprocante y rotativo

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