Originalmente respondido, ¿Son los motores rotativos mejores que los motores de combustión interna normales? Si es así, ¿por qué?
Existen varios tipos diferentes de motores rotativos. La variación más famosa conocida entre los entusiastas de los automóviles es, por supuesto, el motor rotativo Wankel. Pero también hay tipos menos conocidos como los motores rotativos Millet, Balzer y Gnome. Los motores rotativos se clasifican ampliamente en motores rotativos sin pistón (como el motor rotativo Wankel) y motores rotativos “normales” (como las otras variantes que he mencionado).
No voy a entrar en el funcionamiento interno de estos motores, y solo me enfocaré en las ventajas y desventajas que plantean.
Motores rotativos “normales”
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Fuente: Motores rotativos Gnome de Motores animados
(Si no puede ver el GIF / animación, diríjase al enlace que he proporcionado anteriormente. Muestran animaciones del funcionamiento de varios tipos de motores).
Los motores rotativos “normales” fueron diseñados y utilizados en la era anterior a la Primera Guerra Mundial y durante la Primera Guerra Mundial. Se utilizaron como sustitutos de los motores en línea y V normales, pero fueron más famosos por su uso en aviones durante la guerra. Cabe señalar que, si bien los motores rotativos se parecen mucho a los motores radiales, funcionan con principios completamente diferentes.
Ventajas de los motores rotativos o los motores convencionales en línea:
- Equilibrar. Los cilindros giran alrededor de un cárter. No hay partes recíprocas en relación con el punto de montaje del motor, lo que significa que no hay necesidad de un contrapeso pesado. No se producen vibraciones innecesarias y esto mejora en gran medida la “suavidad” del funcionamiento del motor.
- Aire acondicionado. La mayoría de los motores convencionales en estos días están refrigerados por líquido (tal vez, excepto algunos de los motores fabricados por los obstinados ingenieros de Porsche y Volkswagen). La refrigeración líquida es mucho más eficiente en motores estacionarios que la refrigeración por aire. Pero los motores refrigerados por líquido tienen un gran inconveniente: hacen uso de un radiador y agregan peso al vehículo. En el caso de la refrigeración por aire, se deben cortar muchas ventilaciones y se debe prestar especial atención a la aerodinámica. Pero como habrá notado, todo el conjunto del motor gira en el caso de motores rotativos, y proporcionarle un sistema de refrigeración líquida es casi imposible. Pero esto no es motivo de preocupación, ya que a medida que el motor gira a miles de revoluciones por minuto, se enfría y no necesita ningún tipo de radiador.
- No hay necesidad de un volante. Todos los motores convencionales utilizados en vehículos, independientemente de si están en línea o en V, poseen un volante pesado que se utiliza para almacenar energía y contrarrestar algunos de los efectos de las vibraciones causadas por estos motores. En el caso de los motores rotativos, el motor en sí mismo actúa como una especie de volante y posee su propio momento de inercia a medida que gira.
Desventajas
- Efecto giroscópico. Es posible que ya se haya preguntado sobre las repercusiones de tener algo que pesa cientos de kilogramos girando sobre un eje central. Pues aquí está. Si desea obtener más información sobre los giroscopios, puede visitar la página de Wikipedia. Pero, para resumir, los giroscopios quieren permanecer fijos a lo largo de cierto eje, y cuanto más pesado sea el objeto que gira, más difícil será girarlo a su voluntad. Esto hizo que maniobrar aviones fuera extremadamente difícil.
- Pérdida de petróleo. Debido a la inmensa cantidad de fuerza centrífuga desarrollada, el aceite en el cárter y el cilindro se arrojaría a los extremos del cilindro y, a menudo, terminaría mezclándose con el combustible. La gama de aeronaves, o cualquier otro vehículo para el caso, que utilizara motores rotativos se definió por la cantidad de petróleo que tenía en sus depósitos.
Motores rotativos sin pistón
Existen muchos tipos de motores rotativos sin pistón, pero el más conocido es, por supuesto, el motor Wankel. Fue utilizado en automóviles de producción, y probablemente los automóviles más conocidos que utilizaron un motor Wankel fueron el Mazda RX-7 y el Mazda RX-8. Los motores rotativos normales murieron en la década de 1920, pero los rotativos sin pistón todavía se usan en algunos lugares hoy en día. Como ya he dicho, hay muchos tipos de rotativos sin pistón, pero aquí, me centraré en los motores rotativos Wankel porque será imposible cubrir los diferentes tipos.
Fuente: Google Images
Ventajas de los motores Wankel:
- Menos partes móviles y sin partes recíprocas. Un motor convencional tiene muchas partes móviles: pistones, contrapesos de pistón, válvulas, árboles de levas, un volante, etc. La única parte móvil en un motor Wankel es la rotación en el centro. Debido a esto, el motor Wankel tampoco requiere un volante, funcionan casi sin vibración del motor.
- Alta relación potencia / peso. El stock Mazda RX-8 que salió de fábrica produjo 232 caballos de fuerza a partir de 1.3 litros de cilindrada. Esos son algunos números locos para un motor de aspiración natural. Cuando Mazda comenzó a practicar deportes de motor con sus motores con motor Wankel, las reglas tuvieron que cambiar para que pudieran competir. La mayoría de los deportes de motor se clasifican según el desplazamiento del motor. Por ejemplo, las carreras de motos se clasifican en 125cc, 250cc, 500cc, etc. Los motores de combustión interna normales nunca podrían igualar la potencia de salida de un motor Wankel de desplazamiento similar. Según Wikipedia, “las agencias nacionales que gravan a los automóviles de acuerdo con el desplazamiento y los organismos reguladores en las carreras de automóviles consideran que el motor Wankel es equivalente a un motor de pistón de cuatro tiempos de 1.5 a 2 veces el desplazamiento. Algunas series de carreras han prohibido el Wankel por completo “.
- Talla pequeña. Debido a este factor de salida de alta potencia, un motor Wankel podría ser tan pequeño como un tercio del tamaño de un motor de pistón normal.
- Capaz de alcanzar revoluciones más altas por minuto que los motores de pistón. Los motores Wankel no modificados pueden alcanzar hasta 9000 revoluciones por minuto. Esto tiene dos ventajas: 1. Tiene una curva de par y potencia más larga. 2. Suena increíble.
- Más barato para producir en masa. Dado que el motor contiene menos piezas, es más fácil de producir y ensamblar en masa que los motores convencionales.
Desventajas
- Mala economía de combustible. Los motores Wankel son conocidos por su horrible consumo de combustible. Esto puede atribuirse de alguna manera al hecho de que estos motores funcionan a revoluciones tan altas por minuto y es difícil que ocurra una combustión completa. Si tiene un rotativo, se detendrá en la estación de servicio. Mucho.
- Pobres emisiones. Los motores Wankel tienen dificultades para cumplir con las regulaciones de emisiones, y esto también se puede atribuir al hecho de que operan a tan altas revoluciones por minuto, que no permiten la combustión completa de combustible.
- Difícil de mantener. Los autos con motores Wankel requieren un mecánico experimentado para el servicio, y no muchas personas saben cómo reparar un motor Wankel porque son muy raros.
- Rotor de sellado. Esto sigue siendo un problema ya que la carcasa del motor tiene temperaturas muy diferentes en cada sección de cámara separada. Los diferentes coeficientes de expansión de los materiales proporcionan un sellado lejos de ser perfecto. Además, ambos lados de los sellos están expuestos al combustible, y el diseño no permite un sistema de lubricación dedicado, como en los motores de dos tiempos. En comparación, un motor de pistón tiene todas las funciones de un ciclo en la misma cámara que proporciona una temperatura más estable para que los anillos de pistón actúen; Además, solo un lado del pistón en un motor de pistón (de cuatro tiempos) está expuesto al combustible, lo que permite que el aceite lubrique los cilindros desde el otro lado.
- Apex sello de elevación. La fuerza centrífuga empuja el sello del ápice sobre la superficie de la carcasa formando un sello firme. Pueden desarrollarse brechas entre el sello del ápice y la carcasa troicoide en la operación de carga ligera cuando ocurren desequilibrios en la fuerza centrífuga y la presión de gas. En rangos bajos de rpm del motor, o en condiciones de baja carga, la presión de gas en la cámara de combustión puede hacer que el sello se levante de la superficie, lo que resulta en una fuga de gas de combustión en la siguiente cámara.
En conclusión, ¿son los motores rotativos mejores que los motores de pistón normales? Es difícil de decir, y es por eso que le he presentado las ventajas y desventajas para que pueda decidir. En mi opinión, los motores rotativos son una gran idea, y como soy un gran fanático del automovilismo y la cultura automovilística, adoro el motor Wankel. Más poder = más felicidad. Pero también tienen sus desventajas y, a veces, demuestran ser extremadamente poco confiables. Son mejores que los motores normales en la forma en que son extremadamente potentes y divertidos para jugar. Pero los motores IC normales son mucho más eficientes y prácticos para el uso diario.