Come funziona il motore rotativo Wankel

Scopri quali sono le funzionalità del motore rotativo Wankel, i suoi vantaggi e i suoi svantaggi.

Innanzitutto spieghiamo di che cosa si tratta: il motore rotativo Wankel è un motore a combustione interna, è rotativo e ciò significa che il pistone ruota intorno a un asse, ed ha un sistema di alimentazione con travasi nella cassa statorica trocoidale oppure nelle piastre laterali della camera statorica. Questa tipologia di motore emette gas di scarico attraverso un apposito impianto.

Come funziona il motore rotativo di Wankel

Il principio di funzionamento è semplice: un rotore a tre lobi ruota eccentricamente intorno all’albero motore, in questo modo genera camere di lavoro in cui avvengono ciclicamente le quattro classiche fasi di aspirazione, compressione, combustione e scarico. Il rotore che gira forma tre camere, il loro volume varia ciclicamente, si compiono contemporaneamente 3 cicli Otto a quattro tempi, sfasati tra loro di 120°. Un processo che avviene in modo sequenziale 3 volte a ogni giro del rotore e che porta vantaggi sulla potenza erogata e sulla regolarità di funzionamento.

La fase di aspirazione della miscela aria-benzina inizia quando il volume della camera in cui sbocca il condotto di aspirazione comincia a crescere; si forma una depressione che attira la miscela all’interno della camera statorica. Il rotore continua il suo movimento e causa così una diminuzione dello spazio che c’è tra la sua parete e quella dello statore, e la miscela aspirata viene compressa. Nel momento in cui la compressione raggiunge il valore ottimale, gli elettrodi della candela danno vita alla scintilla e così inizia ovviamente la famosa fase di combustione e la conseguente espansione dei gas. La pressione aumenta e così le forze agiscono sul rotore costringendolo a proseguire nel suo moto rotatorio.

La fase di espansione termina e si riduce nuovamente il volume, i gas combusti vengono espulsi attraverso il condotto di scarico. Le pressioni che i gas in espansione esercitano sul rotore vengono trasmesse tramite l’eccentrico sull’albero motore, che viene trascinato in rotazione. Il pignone statorico deve quindi costringere il rotore a seguire un’orbita eccentrica, in questo modo il contatto costante degli elementi di tenuta apicali contro le pareti interne dello statore è garantito. Il moto passa direttamente dall’albero motore al gruppo frizione e al cambio, e viene trasmesso alle ruote motrici.

I vantaggi del motore rotativo Wankel

Quali sono i vantaggi rispetto al motore alternativo a combustione interna:

  • le parti in movimento sono molte meno;
  • le dimensioni ridotte e l’elevato rapporto potenza/peso, quindi leggerezza;
  • poche vibrazioni e rumori ridotti;
  • temperature dei gas più basse e quindi minori emissioni inquinanti;
  • maggiore potenza a parità di cilindrata.

La semplicità di progettazione incredibile del motore rotativo Wankel deriva da un elemento molto importante, ovvero la presenza di solo due parti in movimento, il rotore e l’albero motore. Come abbiamo visto, il Wankel è molto più leggero e compatto dei normali motori a pistoni che tutti conosciamo, perché è dotato solo di due parti mobili.

I cicli di aspirazione e di scarico di questa tipologia di motore sono più vantaggiosi, i fluidi infatti hanno più tempo per entrare e uscire dalla camera di combustione e quindi le perdite di carico sono minori. A parità di cilindrata rispetto a un motore alternativo, il miglior sfruttamento della combustione durante l’espansione garantisce una maggiore potenza, perché durante l’espansione l’albero ruota di 270° anziché di 180°.

Gli svantaggi del motore rotativo Wankel

Ci sono ovviamente anche dei punti di debolezza per questo particolare motore:

  • maggior consumo di carburante rispetto al motore alternativo;
  • coppia contenuta;
  • elementi di tenuta del rotore con scarsa durata;
  • troppi idrocarburi incombusti;
  • lubrificazione dei segmenti apicali difficoltosa.

Il rotore è dotato inoltre di una particolare conformazione spigolosa, è sottoposto a strisciamento e micro-urti continui contro la parete dello statore, e questo porta danni alla pista di strisciamento. Si riduce la tenuta idraulica delle guarnizioni e anche il rendimento. Il consumo di carburante, come abbiamo detto, è chiaramente più alto, e questo dipende dalla conformazione della camera di combustione, stretta e lunga. Il basso rendimento del motore è dovuto anche al problema dell’incrocio tra fase di combustione-espansione e fase di scarico, che non è facilmente modificabile per ragioni geometriche e costruttive.

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