MOTORE WANKEL, pregi e difetti

non sò se ci sia già un 3ad riguardante questo motore,ma siccome mi ha sempre affascinato ho voluto girare un po per internet e scegliere parti di descrizioni da varie fonti per capire meglio il suo funzionamento...
spero sia gradito

Una scelta diversa
Una delle caratteristiche meno attraenti del tradizionale motore a combustione interna per automobili è costituita dal fatto che il moto dei pistoni è di tipo rettilineo alternato; per ottenere un moto di rotazione, cioè del tipo necessario per far girare le ruote e, quindi, consentire l'avanzamento del veicolo, bisogna ricorrere a un albero a gomiti. Ovviamente, se i pistoni potessero ruotare, anziché muoversi in linea retta e invertire continuamente il loro senso di spostamento come avviene in un motore tradizionale, ne deriverebbe una notevole semplificazione meccanica. Il moto dei pistoni, infatti, potrebbe essere trasmesso direttamente al cambio di velocità senza dover essere trasformato in rotativo mediante un complesso e delicato imbiellaggio. Inoltre, non va dimenticato che il pistone di un motore alternativo è soggetto a sollecitazioni elevatissime, perché deve a ogni inversione del moto decelerare fino a fermarsi per poi accelerare, il che, naturalmente, comporta una rilevante riduzione del rendimento complessivo a causa di vibrazioni, attriti e inerzia.

Lo sviluppo
Un motore rotativo dovrebbe essere in grado di offrire una notevole riduzione sia nelle dimensioni sia nel numero delle parti in movimento e dovrebbe costituire un'unità motrice leggera e affidabile, capace di funzionare senza dar luogo a vibrazioni di rilievo. Nonostante i potenziali vantaggi offerti dal motore rotativo, finora solo uno dei numerosi progettati e realizzati nel corso degli anni può vantare un'applicazione pratica di un certo rilievo, quello ideato e sviluppato dal progettista tedesco Felix Wankel nel 1954. In precedenza questo tecnico si era occupato dello sviluppo di compressori volumetrici rotativi per la Luffwaffe. Appena terminata la Seconda Guerra Mondiale, Felix Wankel entrò a far parte, come progettista, della NSU (una fabbrica tedesca di automobili assorbita in seguito dal gruppo Audi-Volkswagen) ed è qui che gli studi condotti sui compressori rotativi furono applicati alla progettazione di un efficiente motore a combustione interna. lì primo motore rotativo venne portato al banco nel 1957; sette anni dopo esso ha trovato la prima applicazione pratica in campo automobilistico sulla NSU Wankel Spider. Nonostante una cilindrata di soli 498 cm3 , questo motore sviluppava ben 37 kW (50 CV), una potenza sufficiente a spingere l'auto a una velocità massima di oltre 150 km/h. La Wankel Spider, però, non incontrò il favore del pubblico e per raggiungere la meritata fama il motore Wankel (comunemente chiamato anche motore "a pistone rotante") dovette aspettare sino al 1968, quando la NSU Ro80 fu eletta "vettura dell'anno". Grazzie al birotore Wankel di 995 cm3, la Ro8O si fece subito apprezzare dagli automobilisti per la sua dolcezza di funzionamento e per le notevoli prestazioni: la velocità massima superava i 175 km/h!

Come funziona un Wankel



Il cuore del Wankel è il "pistone", un rotore prismatico a base triangolare equilatera con lati leggermente convessi; il rotore è contenuto all'interno di una carcassa, o statore, nella quale sono praticate le luci per l'aspirazione della miscela aria-carburante, preparata da un carburatore, e per lo scarico dei gas combusti. La cavità interna dello statore ha una sezione che ricorda un'ellisse schiacciata con due rientranze (lobi) agli estremi dell'asse minore o anche una specie di 8 (propriamente la sezione forma una curva chiamata epitrocoide a due lobi); le basi dello statore sono costituite da due pareti piane, che presentano centralmente un foro per il passaggio dell'albero motore. Girando all'interno della carcassa con un particolare movimento orbitante, il rotore forma tre camere, il cui volume varia ciclicamente: nelle tre camere si compiono contemporaneamente tre cicli Otto a quattro tempi, sfasati tra loro di 120°. La fase di aspirazione della miscela aria-benzina inizia quando il volume della camera in cui sbocca il condotto di aspirazione incomincia ad aumentare, creando così una depressione che richiama la miscela all'interno dello statore. Proseguendo nel suo movimento, il rotore provoca una riduzione dello spazio compreso tra la sua parete e quella dello statore, cosicché la miscela aspirata viene compressa. Quando la compressione ha raggiunto il valore ottimale, scocca la scintilla attraverso gli elettrodi della candela; ha così inizio la fase di combustione e, quindi, l'espansione dei gas; la conseguente pressione agisce sul rotore costringendolo a proseguire nel suo moto rotatorio. Terminata la fase di espansione, si ha un'altra riduzione di volume, questa volta in corrispondenza del condotto di scarico; in questa fase i gas combusti vengono così spinti fuori del motore. Come già accennato, il ciclo di funzionamento del motore Wankel è uguale a quello di un classico motore alternativo a pistoni, ma, avendo il rotore tre lati uguali, il processo avviene in modo sequenziale 3 volte a ogni giro del rotore stesso (corrispondente a 2 giri dell'albero motore), con un notevole vantaggio ai fini della potenza erogata e della regolarità di funzionamento. Al centro del rotore è calettata una ruota dentata a denti interni (corona rotorica) che ingrana con una ruota a denti esterni solidale alla piastra di chiusura dello statore (pignone statorico) e coassiale con i perni di banco dell'albero motore; la corona rotorica rotola sul pignone senza strisciare su di essa. Il rotore presenta un foro centrale di grande diametro dotato di una grossa bronzina anulare nel quale ruota un eccentrico cilindrico calettato sull'albero motore. Le pressioni che vengono esercitate sul rotore dai gas in espansione sono trasmesse tramite l'eccentrico sull'albero motore, che, perciò, viene anch'esso trascinato in rotazione. Al pignone statorico è demandato il compito di costringere il rotore a seguire un'orbita eccentrica, tale da garantire il contatto costante degli elementi di tenuta apicali contro le pareti interne dello statore. Come nelle auto con motore a pistoni, dall'albero motore il moto passa direttamente al gruppo frizione e, quindi, al cambio, da dove viene trasmesso alle ruote motrici.

Le diversità del Wankel
Ciclo di funzionamento del motore Wankel

Aspirazione

Appena lo spigolo del rotore oltrepassa la luce di aspirazione, lo spazio compreso tra il lato del rotore e la parete dello statore inizia a crescere, grazie al movimento rototraslatorio descritto dal rotore stesso. Si crea così una depressione che richiama la miscela aria - benzina all'interno del motore.


Compressione

Continuando nella sua corsa, il rotore descrive una traiettoria tale per cui il volume a disposizione della miscela aria-benzina si riduce sempre di più; raggiunta la pressione di compressione ottimale (non lo è, però, la forma della camera di combustione), si provvede all'accensione.

Combustione

Quando due elementi di tenuta apicali del rotore si trovano "a cavallo" delle candele, scocca la scintilla e ha così inizio la fase di combustione - espansione.Per una combustione più soddisfacente tutti i moderni motori rotativi sono dotati di due candele di accensione anziché di una.


Scarico

Sotto la spinta dovuta all'espansione dei gas, il rotore è forzato a proseguire la rotazione; quando l'elemento di tenuta apicale anteriore della coppia in esame scopre la luce di scarico, i gas vengono espulsi all'esterno. Questo ciclo di funzionamento si attua in sequenza in ciascuna camera.
Nel motore rotativo Wankel non ci sono valvole di alcun tipo; l'entrata della miscela aria-benzina e la fuoruscita dei gas combusti sono controllate direttamente dal rotore, che scopre alternativamente le luci di aspirazione e di scarico secondo una sequenza ben precisa, così come avviene in un motore a 2 tempi. Viene così eliminata la necessità di un qualsiasi sistema di comando della distribuzione, e ciò si traduce in una maggiore semplicità meccanica: basti dire che, rispetto a un equivalente motore a quattro tempi a pistoni alternativi, il Wankel ha appena la metà dei componenti in movimento. Esso, inoltre, è più leggero e più compatto, anche se, ovviamente, il motore rotativo ha bisogno di quasi tutti gli accessori necessari per far funzionare un propulsore tradizionale: sistemi di avviamento, di raffreddamento, di accensione, di alimentazione, ecc. Una volta corredato con tutti questi accessori, il Wankel perde buona parte dei suoi vantaggi in termini di leggerezza e di minor ingombro, ma conserva comunque caratteristiche decisamente interessanti e, cioè, dolcezza di funzionamento e assenza pressoché totale di vibrazioni. Queste qualità vengono ancor più esaltate nelle versioni birotore, ossia con due rotori sfasati di 180°. Non essendoci componenti in moto alternato, le fonti di vibrazioni del Wankel sono già molto ridotte e l’impiego di due rotori contribuisce in maniera determinante a bilanciare le forze dinamiche generate dai rotori stessi.

Problemi iniziali
Come già detto prima, il Wankel avrebbe dovuto soppiantare il complicato e traballante motore alternativo. Se ciò non è accaduto, lo si deve anche a notevoli problemi di natura tecnica che emersero sin dalle origini. Tra questi, quello che ha dato più filo da torcere ai progettisti è senz'altro l'usura degli elementi di tenuta. Oltre che in corrispondenza degli apici, il pistone rotante deve essere dotato di elementi elastici, che assicurano anche la tenuta in corrispondenza delle facce anteriore e posteriore, cioè rispetto alle piastre di chiusura. Per far fronte a questa esigenza, sono state adottate "fasce elastiche" un po' particolari, cioè di tipo composito: agli effetti pratici si è dovuto ricorrere a elementi di giunzione piuttosto complicati che, grazie a lunghi anni di sviluppo, hanno consentito di raggiungere un sufficiente grado di affidabilità e funzionalità, pur manifestando ancor oggi qualche limite quanto a durata. Infatti, agli alti regimi di rotazione i segmenti apicali, per effetto della forza centrifuga, vengono spinti con una pressione molto elevata contro le corrispondenti pareti dello statore; di conseguenza, l'attrito aumenta notevolmente, come pure le sollecitazioni termiche e meccaniche. Parallelamente si ha un eccessivo assorbimento di potenza, nonché una rapida usura dei bordi di tenuta. Per contro, quando il rotore gira a bassa velocità, la pressione degli elementi di tenuta è addirittura insufficiente, tanto da rendere necessario l'impiego di speciali molle di spinta. Nei primi motori Wankel gli elementi di tenuta erano in grafite; ben presto si passò a fasce in ghisa, in quanto offrivano una durata maggiore. Contemporaneamente, le superfici di lavoro dello statore e delle piastre di chiusura delle due estremità furono sottoposte a trattamenti per aumentarne la resistenza all'usura. L’altro grosso problema a livello di tenuta derivava dal particolare profilo interno dello statore; all'altezza dei lobi gli elementi di tenuta erano soggetti a rimbalzi che, con il passare del tempo, scalfivano la superficie dello statore, con grave pregiudizio per l'efficienza e la durata dell'intero propulsore.

Alcuni dubbi sul Wankel
Per ciò che riguarda i tradizionali motori alternativi, i progettisti possono realizzare delle camere di combustione aventi la forma più adatta a garantire l’ottenimento di un'elevata turbolenza entro la massa gassosa; questa condizione, infatti, è essenziale ai fini della dolcezza di funzionamento e del rendimento di qualsiasi motore endotermico. Nel Wankel, invece, la particolare configurazione del pistone non consente grossi margini di libertà e le camere di combustione finiscono inevitabilmente con l'essere molto sviluppate in lunghezza e, quindi, quasi piatte. Questa configurazione non è certo ideale, soprattutto per la notevole distanza tra gli elettrodi della candela e i punti estremi della camera di combustione. Per ridurre questo inconveniente, si usano due candele di accensione per ogni rotore. Nel caso particolare della Mazda RX-7 i progettisti hanno ulteriormente perfezionato la tecnica della doppia accensione; infatti, la scintilla della seconda candela scocca qualche istante dopo rispetto alla prima. Questa raffinatezza implica, però, due sistemi di accensione completamente indipendenti.

Il punto di vista dell'ecologista
La ragione principale della mancata affermazione del motore Wankel risiede nell'elevato consumo di carburante, dovuto a una combustione incompleta della miscela aria-benzina. Come fenomeno collaterale, ma tutt'altro che trascurabile di una combustione imperfetta, si ha un elevato livello di emissione nocive, in particolare di idrocarburi incombusti. La Ro80 con motore Wankel fu messa sul mercato proprio quando la crisi petrolifera incominciava a ripercuotersi sul mondo intero, inducendo autorità e opinione pubblica e chiedere motori molto più parsimoniosi e meno inquinanti. Sfortunatamente per il Wankel, i costruttori di auto preferirono puntare sul perfezionamento del motore alternativo piuttosto che avventurarsi nello sviluppo del motore rotativo.

bello sto articolo red dot... quando torno dal lavoro me lo rileggo con calma xkè m interessa parekkio...

ho sempe sentito dire che gli orientali sono automi quando si apliccano, ma nn pensavo fossero così veloci
Bel video

ci vuole la laurea per postare un video da youtube ormai......



ottimo ottimo articolo cmq

boia ladra, che casino di motore! impressionante veramente

ma non credere alla fine se guardi bene è molto ma molto meno complesso di un motore 4t, qua non hai ne alberi a cammes ne bilancieri punterie valvole ecc ecc! in pratica il wankel non è nient'altro che un 2 tempi fatto diverso, infatti anche questo beve olio a manetta e fa na montagna di giri a zero coppia...

sinceramente lo trovo un progetto poco redditizio.... perchè i soldi che risparmi di assicurazione, visto che è una cilindrata piccola, li spendi in manutenzione.

come "alternativa" ai 4t è molto valida, ma nei tempi di crisi in cui viviamo non è certo un buon momento per questo progetto....

avere tanti cavalli e zero coppia non sempre è producente, e/o divertente... ma li è questione di gusti.

Ragazzi, sto motore avrà un rapporto cv/cc da paura, siamo a quasi 200cv/litro, roba da moto, ma i consumi per una rx8, leggevo su un forum tempo fa, sono sui 6 7 km/l di media
Speriamo faccia un salto il nuovo iscritto che così ci dice la sua

si la rx8 sta sui 7-8 di media, poi dipende chi guida e circa un litro di olio ogni 2-3000km (un 2 tempi insomma...) e sinceramente il renesis mi ha parecchio deluso come prestazioni, tanti giri per carita pero troppo lineare e la spinta non è niente di eccezionale! l'rx7 non l'ho mai provata ma dicono sia un altro pianeta, specie quelle sui 350-400cv...

quelle sui 350 400 cv son anche biturbo e non originali..

bonny è rimasto parecchio di merda provando un rx7 fatta dal turbo garage

e ti credo.. 350/400cv non son mica m@@@a

L'assicurazione non la paghi per un 1300cc ma per un 2600...W L'ITALIA