El motor de Felix Wankel

Muchos conocen el motor Wankel, ese motor rotativo de cuatro tiempos. Pero cuántos saben que lo inventó un alemán llamado Felix Wankel y que fue la empresa NSU, antes de fusionarse con Auto Union, la que se interesó en el desarrollo de este motor alternativo. Hoy veremos un poco de la historia de este motor y cómo funciona.

Feliz Wankel junto a su motor rotativo de cuatro tiempos
desarrollado para la empresa alemana NSU.

El 1 de febrero de 1957 se puso por primera vez el motor rotativo desarrollado por Felix Wankel en el Departamento de Investigación en Neckarsulm, propiedad de la empresa alemana NSU. Fueron muchos años de prueba antes de montarlo en un automóvil.
El primero que lo llevó, a modo de prototipo experimental, fue un NSU Prinz a principios de la década del sesenta. Pero hubo un primer automóvil de serie que llevó un motor Wankel y fue un NSU Spider del año 1965. Incluso la empresa NSU lo hizo participar en competencias deportivas en Europa.
Los trabajos de Felix Wankel comenzaron en el año 1954, sobre un diseño suyo de la década del cuarenta, y lograron concretar el motor rotativo de cuatro tiempos en febrero de 1957. Ahí en un banco de pruebas se lo puso en marcha por primera vez. Tardarían unos 3 años en montarlo en un automóvil NSU Prinz usado para experimentar.

Esquema con los cuatro tiempos del motor Wankel desarrollado
por Felix Wankel para la empresa alemana NSU.

Lo que se buscaba con este motor rotativo, que pasaría a llamarse Wankel, como su creador, era lograr tener el mismo rendimiento que un motor de mayor cilindrada. Aunque en el caso del motor Wankel no se puede hablar de cilindrada porque no tiene cilindros, sino un rotor con forma triangular con sus caras redondeadas.
En un dibujo esquemático se representan los cuatro tiempos, al igual que un motor con el ciclo Otto. La característica principal, además del rotor mencionado, era la ausencia de válvulas, bielas y cigüeñal. Ahora veamos como se cumplían los cuatro tiempos de la combustión interna en el motor Wankel.
Arrancando desde arriba en el dibujo esquemático se puede apreciar que se formaban en el interior del motor Wankel tres cámaras que las podemos denominar con las letras “a”, “b” y “c”. Las cámaras no tenían un lugar prefijado sino que acompañaban el giro del rotor del motor.

NSU Spider Wankel del piloto alemán Siegfried Spiess campeón
de las carreras en cuesta en una competencia en el año 1967.

En el primer dibujo vemos como sale el gas residual por la lumbrera de escape y comienza a ingresar la mezcla de aire y combustible en la cámara “a”. Al mismo tiempo en la cámara “b” la mezcla fresca ingresada es comprimida en la cámara “c”. Dicha mezcla ya fue encendida por la bujía y se encuentra en expansión.
En el segundo dibujo se aprecia cómo la cámara “a” se sigue llenando con la mezcla de aire y combustible. En tanto en la cámara “b” la mezcla es encendida para que se comprima en la cámara “c”, que tiene abierta la lumbrera de escape para dejar salir los gases de la combustión.
En el tercer dibujo la mezcla de aire y combustible que ingresó por la lumbrera de admisión, a la cámara “a” está totalmente comprimida en la cámara “b” donde se ha encendido y deja pasar a la cámara “c” para que produzca la carrera del rotor y deje salir los gases por la lumbrera de escape.

Motocicleta Hercules con motor Wankel producido bajo licencia
de Audi NSU, una de las pocas producidas en serie.

En el cuarto dibujo la cámara “a” está completamente llena con mezcla fresca, ingresada por la lumbrera de admisión. En la cámara “b” está en proceso de compresión mientras que por la cámara “c” salen los últimos gases de la combustión por la lumbrera de escape. El rotor gira sobre su eje excéntrico generando la potencia hacia la transmisión del automóvil.
En teoría todo es maravilloso pero puesto en la práctica las cosas no siempre salen como se ven en el papel. Al menos eso era así antes que se usaran computadoras para el diseño de motores y automóviles. Uno de los graves problemas que se presentaron con el motor Wankel era la gran cantidad de aceite que se necesitaba, para su funcionamiento, y que parte de este se terminaba quemando.
El otro problema que tuvieron los primeros automóviles que llevaron motores Wankel era la caída de revoluciones. Esto lo tuvo el NSU Spider Wankel, el NSU RO 80 (un auto que estaba demasiado avanzado para el año 1967) y el Citroën GS Birrotor. La empresa francesa Citroën fue socia en el desarrollo posterior, del motor Wankel, con la empresa alemana NSU.
El motor Wankel se siguió desarrollando pese a la fusión de la NSU con la Auto Union, que pasaría a ser Audi NSU. Ya en manos de la empresa Volkswagen la marca NSU desaparece del mercado y el interés por el motor Wankel.

Embarcación con motor fuera de borda Wankel de la empresa
japonesa Yanmar Diesel otro ejemplo de fabricación bajo licencia.

Pero antes, en el año 1971, la empresa alemana Audi NSU tenía otorgadas 21 licencias del motor Wankel a diferentes empresas de todo el mundo para diversas aplicaciones. Desde motores de motocicletas, pasando por motor fuera de borda, para embarcaciones, a motores para aeromodelismo.
Algunas de las empresas que obtuvieron las licencias para producir motores Wankel fueron Fichtel & Sachs, Toyo Kogyo (para su marca Mazda), Yanmar Diesel, Graupner, BSA, Yamaha y Kawasaki. Estas tres últimas empresas fabricantes de motocicletas.
En el caso de la empresa japonesa Yanmar Diesel para fabricar motores fuera de borda para embarcaciones. En cambio la empresa alemana Graupner que se dedica a las miniaturas a radio control, y en aquel tiempo, obtuvo la licencia para fabricar motores Wankel para aeromodelismo.
El problema más grave que llevó a cesar la producción del motor Wankel fue el nivel de emisión de gases. En eso se hermana con los motores de 2 tiempos por la quema de aceite. Eso nunca se logró resolver ni con las grades mejoras que hizo la empresa japonesa Toyo Kogyo para la marca Mazda. Los argentinos recordamos a los Mazda RX-7 que entraron en los años ochenta.

Motor Wankel para aeromodelismo de la empresa alemana Graupner, la más curiosa de las licencias otorgadas por la empresa Audi NSU.

El otro problema que se tenía era el gran consumo de combustible como le pasó al Citroën GS Birrotor. Pero no todo eran críticas para el motor Wankel. Tenían menos vibraciones al tener menos piezas móviles, menor sonido de funcionamiento y menor peso frente a un motor de 4 o 6 cilindros en línea.
Para que tengan una idea el motor Wankel de dos rotores del Mazda RX-7 pesaba como un cuatro cilindros, pero rendía como un 6 cilindros de casi 3 litros. Además de ocupar menos espacio en el vano motor. Los Mazda fueron los mejores automóviles equipados con motores Wankel. Pero no lograron que la norma se impusiera.
En parte por falta de conocimiento de los mecánicos y en parte con el gran nivel de mantenimiento que requería el motor. Las fugas de aceite eran uno de los puntos débiles de la estanqueidad del motor rotativo. Esta falla producía un incremento en la temperatura que ocasionaba severos daños.
Pero lo que lo terminó de sacar de la producción fue el endurecimiento de las normas de emisión de gases que comenzaron a regir en Europa hacia la década del noventa. Esto fue la muerte del motor Wankel junto con los motores de 2 tiempos. Nunca pudieron llegar a valores bajos de emisión de gases.
Las ilustraciones que acompañan esta nota fueron tomadas del libro “A History of Progress 1983” editado por la empresa alemana Audi NSU Auto Union Aktiengesellschaft. Que recibí en mayo del año 1984 ante un pedido de mi parte, vía carta, como se hacía entonces, a la empresa mencionada y que forma parte de mi archivo personal.
Mauricio UldaneEditor de Archivo de autos
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