Como funciona el motor Wankel de Mazda que utiliza en sus coches eléctricos.
El motor Wankel es un motor de combustión interna que, a diferencia de los motores convencionales, no utiliza pistones que suben y bajan, sino un rotor triangular que se desplaza dentro de una carcasa epitrocoidal. La arquitectura compacta y refinada ha permitido la creación de vehículos deportivos que exhiben una alta capacidad de giro a regímenes elevados. Sin embargo, debido a las dificultades inherentes al sellado, consumo y emisiones, el motor alternativo continúa siendo la opción predominante en el mercado.
Su funcionamiento se basa en las cuatro fases básicas de cualquier motor de combustión interna: admisión, compresión, combustión y escape. La diferencia reside en la formación de las cámaras, la transmisión de la fuerza y la simultaneidad de varias fases en distintas zonas de la carcasa.
Las piezas que sustituyen a pistones, bielas y válvulas.
- Rotor, carcasa y eje excéntrico.
El rotor está equipado con tres caras y vértices redondeados. Su desplazamiento se produce en el interior de una carcasa cuya pared interior sigue una curva epitrocoidal. Entre cada cara y la pared se genera una cámara que experimenta fluctuaciones en su volumen a medida que el rotor progresa. El movimiento del rotor no se limita a una rotación simple sobre su propio centro, sino que también involucra un componente de movimiento orbital, guiado por un engranaje fijo.
En el centro del eje, se encuentra un elemento excéntrico. Este elemento recibe el empuje del rotor y entrega el movimiento útil, por lo que cumple una función comparable a la del cigüeñal. El motor Wankel prescinde de componentes convencionales como bielas, árboles de levas y válvulas, manteniendo un diseño simplificado, pero no carece de un eje de salida ni convierte la combustión en giro sin intermediarios.
- Puertos, bujías y sellos.
La mezcla entra y los gases salen por lumbreras o puertos abiertos en la carcasa o en las tapas laterales. El paso del rotor, de manera automática y eficiente, sella y cierra esos conductos, evitando así la formación de un tren de válvulas. La cámara de combustión presenta una configuración alargada y estrecha; por ende, numerosos diseños incorporan dos bujías con el propósito de acelerar y estabilizar el frente de llama.
Los sellos apex, estratégicamente ubicados en los tres vértices, aseguran la separación entre las cámaras. Estos se complementan con sellos laterales y de esquina, garantizando así una protección integral. La estanqueidad de los mismos resulta de vital importancia, ya que, en caso de desgaste o daño, se produce un deterioro en la compresión, lo que puede ocasionar dificultades al arranque, pérdida de potencia o incluso combustión irregular.
Las cuatro fases del ciclo.
- Admisión y compresión.
Cuando un vértice deja al descubierto el puerto de admisión, se produce un aumento en el volumen de la cámara y se permite la entrada de aire con combustible. Al continuar el movimiento, el puerto queda cerrado y la cámara se desplaza hacia la zona de menor volumen. La mezcla se comprime contra la pared de la carcasa sin que exista un pistón que suba dentro de un cilindro.
- Combustión, expansión y escape.
Cerca del volumen mínimo, las bujías se activan para iniciar el proceso de combustión. El proceso de expansión ejerce presión sobre una cara del rotor, lo que resulta en la rotación del eje excéntrico. Posteriormente, se procede a la apertura del puerto de escape, permitiendo así la expulsión de los gases mediante la disminución de volumen. Cada cara repite el proceso; mientras una cámara se encarga de la compresión, otra se ocupa de la admisión y otra de la evacuación de trabajo o gases.
El rotor gira a una velocidad inferior al eje excéntrico. En la disposición Wankel estándar, una rotación completa del rotor corresponde a tres vueltas del eje. La presente relación, en concordancia con la superposición de fases entre caras y rotores, explica la entrega uniforme y la capacidad de alcanzar regímenes altos sin masas alternativas que cambien de dirección.
Motor Wankel frente a motor de pistones.
Por que es tan atractivo.
Su principal ventaja es la compacidad. Un conjunto de uno o dos rotores, debido a su versatilidad y capacidad de integración, puede ser instalado en espacios reducidos y en posiciones traseras, lo que resulta beneficioso para la distribución de masas. Al carecer de pistones que se detengan y cambien de sentido en cada carrera, el funcionamiento es suave y permite regímenes elevados con un menor número de piezas móviles en la distribución.
Durante décadas, Mazda ha consolidado estas cualidades como parte de su identidad corporativa. La transición desde el Cosmo Sport al Mazda RX-7 ilustra cómo un motor de menor tamaño puede contribuir a un frente ligero y a un desempeño ágil. Posteriormente, el Mazda RX-8 incorporó el concepto Renesis en un deportivo de cuatro puertas laterales de apertura opuesta.
Los problemas que impidieron su expansión.
- Sellado, lubricación y temperatura.
Los sellos Apex efectúan un recorrido continuo sobre la superficie interior, atravesando zonas con temperaturas notablemente variables. Es imperativo utilizar lubricantes y materiales que garanticen la estanqueidad. En muchos Wankel, el aceite es dosificado hacia la admisión o la cámara. Este consumo es parte del diseño del motor y, por lo tanto, es necesario realizar un monitoreo más frecuente del nivel de aceite en comparación con un motor convencional.
Un nivel bajo, el sobrecalentamiento o un encendido deficiente pueden acelerar el desgaste. En el caso de unidades de segunda mano, no es suficiente con limitarse a escuchar el ralentí; es imperativo realizar un análisis exhaustivo que incluya el historial del vehículo, el tipo de aceite utilizado, las pruebas de arranque en frío y en caliente, y una evaluación de la compresión realizada con el procedimiento y equipo adecuados para un rotativo.
- Consumo y emisiones.
La cámara alargada posee una superficie considerable en relación con su volumen. Se experimenta una mayor pérdida de calor a través de las paredes, lo que dificulta alcanzar la temperatura deseada con la misma rapidez que en el caso de una cámara compacta. Asimismo, es posible que se observe la presencia de combustible en las proximidades de los extremos. Estas características resultan desfavorables en lo que respecta a la eficiencia térmica y dificultan el control de emisiones, especialmente en condiciones de baja temperatura.
Por lo tanto, la reducción del número de piezas no implica necesariamente una disminución en el consumo ni un aumento en la fiabilidad. El motor Wankel exhibe una capacidad sobresaliente para gestionar la relación entre tamaño, suavidad y densidad de potencia. Sin embargo, presenta exigencias que los motores de pistones modernos, diseñados para turismos de gran volumen, pueden satisfacer con mayor eficacia.
Del deportivo al generador eléctrico.
Mazda ha recuperado el rotativo en el MX-30 e-Skyactiv R-EV, lo que supone un hito significativo en su estrategia de innovación y desarrollo de vehículos eléctricos. En este vehículo híbrido enchufable, el motor 8C no se encarga de mover las ruedas, sino que acciona un generador, mientras que la tracción es responsabilidad del motor eléctrico. Su formato compacto permite reunir motor térmico, generador y unidad eléctrica en el vano delantero.
La implementación de un generador permite una concentración óptima del funcionamiento en zonas de carga y régimen, sin embargo, no garantiza por sí sola la eficiencia del sistema Wankel. La autonomía eléctrica, la frecuencia de recarga y el uso del motor térmico determinan el consumo real. En 2024, Mazda reactivó un grupo de desarrollo dedicado al rotativo y continúa estudiándolo para sistemas electrificados, sin que esto confirme la producción de un nuevo deportivo.
Preguntas frecuentes sobre el motor Wankel.
- ¿Un motor Wankel no tiene cigüeñal?.
A diferencia de un cigüeñal convencional, unido a pistones mediante bielas, este cuenta con un eje excéntrico que recibe el empuje del rotor y entrega el giro útil a la transmisión o al generador. Este eje desempeña una función análoga al cigüeñal, si bien su geometría y su modo de funcionamiento difieren. Por lo tanto, afirmar que el Wankel carece por completo de un elemento equivalente es una afirmación errónea. El mecanismo que transforma la combustión en rotación ha sido modificado, pero sigue siendo necesario un eje de salida.
- ¿Por qué suele llevar dos bujías por rotor?.
La cámara de combustión del Wankel presenta una forma alargada y una superficie elevada en relación con su volumen. Esto implica que el frente de llama debe recorrer una distancia mayor en comparación con muchas cámaras compactas de pistones. Dos bujías permiten iniciar la combustión en puntos estratégicos, acelerar la propagación y reducir las áreas donde la mezcla podría quemarse tarde o de forma incompleta. El número, la posición y la estrategia de encendido varían según cada generación, por lo que no todos los rotativos emplean idéntica solución.
- ¿Los sellos apex son siempre el punto débil?.
Los sellos Apex son componentes críticos, puesto que su función es separar las cámaras en los vértices del rotor. Sin embargo, no explican por sí solos todas las averías de un Wankel. Además, es crucial considerar los factores como los sellos laterales y de esquina, la lubricación, la refrigeración, el encendido, la calidad del aceite, el sobrecalentamiento y el uso previo. No es posible determinar una causa única debido a la presencia de humo, el consumo de aceite o un arranque difícil. El diagnóstico debe incluir una prueba de compresión específica para rotativos y una revisión exhaustiva del historial, la temperatura y el sistema de encendido.
- ¿Volverá el Wankel como motor principal de un deportivo?.
Mazda mantiene líneas de desarrollo relacionadas con motores rotativos y electrificación. Sin embargo, la existencia de prototipos, patentes o equipos técnicos no confirma por sí sola la producción en serie de un nuevo deportivo. La aplicación comercial más reciente incluye un generador en el MX-30 e-Skyactiv R-EV, donde el rotativo no mueve directamente las ruedas. Para afirmar que volverá como motor principal, sería necesario aguardar a un anuncio oficial de producción, especificaciones y fecha de lanzamiento, no únicamente a rumores o vehículos conceptuales.
La comprobación clave en un Wankel usado.
Cualquier evaluación de un RX-7 o un RX-8 debe considerar la reserva de una parte del presupuesto para una medición de compresión específica del motor. Esta medición debe realizarse a una temperatura específica y con los resultados corregidos por régimen de giro. La prueba, que incluye el historial de aceite, refrigeración y encendido, proporciona más que una simple inspección superficial y permite distinguir el carácter singular del Wankel de una unidad que requiere una reconstrucción costosa.
Escrito por José Miguel Fernández Gómez.
