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Volpe117.
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Da buon fanatico della tecnica motoristica,non potevo non essere appassionato in particolar modo a questo tipo di motore ... e quindi gli voglio dedicare un piccolo articoletto che oltretutto (spero) sia utile al forum. 
Quella del Motore Wankel è una storia travagliata che inizia nel 1924,quando un ventenne tedesco di Lahr di nome Felix,iniziò a pensare ad un motore senza pistoni,valvole e cilindri rotanti.Il primo brevetto risale al 1936,quando lavorava sui compressori volumetrici rotativi per gli aerei della Luftwaffe. Nel dopoguerra andò a lavorare per la NSU, e così nel 1951 iniziò lo sviluppo del motore rotativo.Il primo prototipo venne alla luce nel 1957,ma si vocifera che Wankel stesso ne costruì uno tempo prima partendo dal compressore di una moto (la NSU produceva moto,e poi in seguito auto).
Intanto un certo Tseuneji Matsuda,presidente della Madza,negoziò personalmente con la NSU un contratto di collaborazione.
Nel 1967 la Mazda presentò la Cosmo sport,con motore birotore da 110cv (!).In seguito usciranno moltissimi altri modelli della casa giapponese con motore rotativo,tra cui anche un pulmino e un pickup,destinati principalmente al mercato americano.
Nel 1978 nasce la Savanna RX-7 ... antenata della ora meglio conosciuta RX7,che ha da un po' lasciato il posto alla utlima creazione Madza con motore rotativo,la RX8,equipaggiata con un motore birotore da 1340cc denominato Renesis (ne esiste anche una versione alimentata ad idrogeno puro).
Le radici del wankel però sono molto più lontane.
James Watt,inventore del motore a vapore a movimento rotativo,intraprese anche ricerche riguardo motori rotativi a combustione interna,e già nel 1846 era nota la struttura geometrica della camera dello statore (trocoidale). Addirittura,il rapporto per la generazione della curva epicotroide a due lobi (detta anche nefroide per la sua somiglianza con il rene umano !),lo stesso rapporto che corre tra gli ingranaggi del rotore e dell'albero nel motore wankel,è stato per la prima volta intuito da galileo galilei,anche se poi ci ripensò perche,ironia della sorte,gli sembrava troppo semplice xD
Ma la cosa più bella è che Felix non era un tecnico,nè un ingegnere e nemmeno un matematico ... non sapeva nemmeno cosa fosse una epitrocoide; si limitò a costruire i pezzi che aveva pensato,e,facendo girare gli ingranaggi,tracciò con una penna la traiettoria percorsa da uno ei vertici del triangolo ... un genio !
A questo punto,dopo avervi storditi con una brevissima storia del Motore Wankel passerei volentieri agli aspetti più tecnici ... del tipo "come fa a funzionare se manco ha i pistoni ?" e altre curiosità del genere ... (o almeno negli articoli fanno tutti cosi 
)
Il wankel va contro tutti i principi del motore 4 tempi tradizionale (quello alternativo a pistoni) ... non è ingombrante nè complicato grazie all'assenza di manovellismo e distribuzione (che oltretutto rubano potenza al motore)... Il 2 tempi è già più vicino al wankel dal punto di vista strutturale : niente distribuzione a valvole,ci pensa in entrambi i motori il pistone (o il rotore,nel wankel),ha meno parti in movimento ed è più piccolo e leggero di un quattro tempi classico...ma è anche meno longevo. Tuttavia tutti questi vantaggi e la semplicità hanno fatto del motore due tempi un'arma letale sul mercato dei piccoli motori.
E allora il wankel,che gli somiglia tanto in queste caratteristiche dovrebbe essere da meno ?
Il wankel,negli anni 70,aveva iniziato a farsi vedere su alcune moto,ma la durata dei segmenti di tenuta,costretti a lavorare in condizioni estreme,ha da sempre pregiudicato la diffusione di questo motore,che è ancora più semplice di un due tempi ...con il rotore che sfrutta la spinta dell'espansione dei gas combusti e la trasmette all'albero invece che con biella e manovella ... assomigliando quasi più ad un motore elettrico che ad uno a scoppio.
Allora è follia investire nel Wankel ? A giudicare dal successo della mazda Rx8 pare di no.
Ok,ok non ho ancora detto come funziona ... chiedo venia
Allora,come in un motore a pistoni a benzina,anche il motore wankel sfrutta la pressione che si crea dalla combustione di un combustibile e un comburente ... e fin qui ci siamo xD
In un motore rotativo,la camera di scoppio è definita tra lo statore,ossia la camera al cui interno ruota il rotore,e una faccia del rotore stesso...che è proprio il corrispettivo dei pistoni in un motore alternativo. Il rotore segue un moto rotatorio e al contempo planetario,oscillando attorno all'albero motore e ruotando allo stesso tempo. Questo particolare movimento gli consente di mantenere i tre vertici in continuo contatto con lo statore,definendo tre camere separate (una per faccia).
Quando il rotore si muove,le camere cambiano di volume,ed è proprio questo cambiamento di volume a richiamare la miscela aria/benzina dal collettore di aspirazione,comprimerla,sfruttarne la spinta una volta combusta e poi espellerla dallo statore.
Detto così sembra una cosa terribile,ma è semplicissimo,in seguito vedrete meglio.
Il sistema di accensione e quello di iniezione sono gli stessi di un motore a pistoni,anche se le candele sono due e scoccano l'arco elettrico in tempi diversi.
Perché due candele ? Perché la camera di scoppio,nel momento di massima compressione,è molto lunga e stretta,e quindi con una candela sola la combustione sarebbe troppo lenta,la fiamma dovrebbe partire dalla canela e arrivare fino alle estremità della camera ... e a 10.000 giri non c'è molto tempo per farlo. con due candele,i frotni di fiamma sono due,e la combustione è molto più veloce e completa (più potenza,meno inquinamento,più giri motore e coppia.... meglio di così xD).
I Rotori invece sono triangolari,con i lati leggermente convessi e uno scavo in ogni faccia per velocizzare il fronte di fiamma nella fase di scoppio e aumentare la cilindrata.Al centro del rotore c'è un'ingranaggio,scavato direttamente nel corpo del blocco,che regola esattamente di quanto il rotore ruoti rispetto all'albero motore ... vi rigordate il cotnicino di galileo ? Eccolo ... questo ingranaggio è appunto 3 volte più grande di quello posto sull'albero motore. Ai vertici del rotore,così come sui lati,ci sono i segmenti di tenuta,le "fasce" che sigillano le tre camerre l'una dall'altra. I segmenti posti agli apici del triangolo strisciano sullo statore in maniera violenta,devono sopportare angoli di utilizzo compresi tra +60° e -60° rispetto alla perpendicolare dello statore,e devono soppostare escursioni termiche elevatissime (da una parte della fascia ci sono gas a 800°,dall'altra aria fresca che sta venendo aspirata ....). Sono il punto debole del wankel per eccellenza, durano poco. Nel motore renesis della madza si reiscono a utilizzare per circa 80.000km prima di doverli cambiare,e sono costosissimi,dato che i materiali metallici e i vari trattamenti chimici che subiscono per durare così "tanto" sono abbastanza dispensiosi. Addirittura,la NSU RO80,un'auto prodotta dalla NSU con motore birotore,aveva segmenti che duravano appena 20.000km ... un po' come un piccolo 50cc a due tempi ... dopo un po' che gira va aperto e cambiato per metà.
Posto una foto di un bel rotore di un motore monorotore da 250cc,con tanto di segmenti di tenuta e relative molle.
Cito testualmente la scritta in inglese della foto ... "Dentro al motore : chi mai se lo sarebbe immaginato che una forma così semplice possa produrre una così strordinaria potenza."
Parole sante xD
Ma ora veniamo allo statore,il "cilindro" dove il nostro rotore ruota e orbita qua e là. La forma ricorda un 8 schiacciato,chi crede che sia facile disegnare questa forma si sbaglia di grosso,non sono due cerchi molto vicini come può sembrare. Questa particolare curva,che vi ho già detto essere una epicicloide (e più precisamente una nefroide) è generata dal punto posto su una circoferenza che rotola su un'altra. Un vero macello.
Lo statore è rivestito di un riporto di materiale al nichel-silicio,il famoso "nikasil",che oltretutto è nato proprio grazie al wankel (era l'unico materiale che riusciva a ressitere in quelle condizioni estreme,la prima ad usarlo si dice fu proprio la madza). Lo spessore del riporto è diverso a seconda della zona dello statore,questo per evitare che con l'aumento delle temperature lo statore si deformi (demolendo il motore).
Anche i passaggi del liquido di raffredadmento sono più numerosi nella parte calda dello statore che in quella fredda,sempre per lo stesso motivo.
I condotti di aspirazione e scarico possono ssere frontali o laterali. Le luci frontali hanno il vantaggio di poter essere ben rotonde (conodotti più semplici),ma quando un vertice del rotore passa sulla luce,due camere si mettono in comunuicazione per un breve istante,abbattendo l'efficenza e aumentando inquinamento e consumi. La madza Rx7 aveva la luce di aspirazione laterale e la luce di scarico frontale. La Rx8 invece ha tutte luci laterali (sono ricavate sulla parete laterale dello statore),e pertanto le tre camere di lavoro del motore restano sempre separate ... ciò ha permesso appunto l'alimentazione ad idrogeno senza preoccuparsi degli esplosivi ritorni di fiamma dell'idrogeno che possono sorgere nei normali motori con valvole.
Una nota particolare va all’impianto di lubrificazione : nei motori tradizionali l’olio nel carter finisce per rivestire anche il cilindro con un leggerissimo velo che ne abbatte gli attriti con le fasce di tenuta … nel wankel non è possibile lubrificare le pareti dello statore senza contaminare la miscela aria-benzina. A questo punto la mazda ha sviluppato un sistema che inietta di tanto in tanto un po’ d’olio “rubato” in coppa (che grazie all’assenza del manovellismo è bassissima,40mm),in modo da lubrificare i segmenti di tenuta e le pareti dello statore,mantenendone bassi attriti e temperature. Il sistema di per sé è inquinante,ma a giudicare dal fatto che il renesis,forte dei suoi 241cv,sia omologato euro 4 la dice lunga sulla quantità d’olio persa,che è ridottissima.
Altro elemento interessante (l’ultimo xD) è l’albero motore,che è dotato tanti lobi eccentrici quanti sono i rotori,i quali appunto regolano il moto planetario degli stessi. A volte,nei motori più grandi (quelli modellistici a volte ne sono sprovvisti) è presente un ingranaggio che si impernia sulla dentatura interna del rotore,garantendo un sincronismo perfetto tra albero e rotore.
Di seguito la foto di un albero di un birotore mazda … notate come sia molto più compatto di un albero motore “tradizionale”.
E ora veniamo al funzionamento vero e proprio. Occorre specificare che per quanto somigli più ad un due tempi,il wankel è un motore 4 tempi,infatti compie separatamente le fasi di aspirazione,compressione,scoppio e scarico (il due tempi le riunisce due a due).
Altra cosa da far notare,le camere di lavoro sono tre,e non una come in un motore normale. Questo significa che contemporaneamente nel motore si avranno tre fasi diverse del ciclo otto,a seconda della posizione del rotore.
Per semplicità,prenderemo in considerazione solo il lavoro di una delle tre camere.
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. La miscela viene così aspirata attraverso la luce di aspirazione.
Compressione : Continuando nella sua corsa, il rotore chiude la luce di aspirazione; inoltre descrive una traiettoria tale per cui il volume a disposizione della miscela aria-benzina si riduce sempre di più, comprimendo la miscela. Raggiunta la pressione di compressione ottimale (non lo è, però, la forma della camera di combustione), si provvede all'accensione.
Scoppio : 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. Come già detto prima,a causa della forma lenticolare della camera di combustione, ricavata nel rotore, la candela singola non garantiva una uniforme e completa combustione.
Scarico : Sotto la spinta dovuta all'espansione dei gas, il rotore è forzato a proseguire la rotazione; quando l'elemento di tenuta anteriore della camera in esame scopre la luce di scarico, i gas vengono espulsi all'esterno. E questo ciclo di funzionamento si attua in sequenza in ciascuna camera.
Ed ecco come si comporta un motore wankel “in moto” con tutte e tre le camere che lavorano all’unisono.
E questo è quanto
Ora a voi i post e i pareri
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