A finales de los años 50, muchos fabricantes de automóviles de todo el mundo dedicaron considerables recursos de Investigación y Desarrollo al motor rotativo (RE). Sin embargo, la mayoría cesó en su empeño. Lo cierto es que eran incapaces de superar los retos técnicos inherentes a esta tecnología. Solo Mazda perseveró y logró superar con éxito todos los obstáculos.
Así, el motor rotativo llegó a la producción en masa. Lo hizo mediante una mecánica de doble rotor que fue equipada el 30 de mayo de 1967 en el Mazda Cosmo Sport. Y ojo, porque hasta que se puso fin a la producción del Mazda RX-8 en 2012, Mazda produjo en masa más de 2 millones de motores rotativos. Ahora, esta mecánica inicia una nueva era con el motor rotativo 8C.
Adaptado para satisfacer las necesidades de nuestros tiempos, el nuevo motor rotativo de la firma nipona actúa como generador de energía, en lugar de como una unidad de accionamiento. Antes, el motor rotativo asociado a la caja de cambios era el encargado de mover las ruedas. En esta ocasión, el nuevo motor rotativo de Mazda actúa como generador estacionario.
Vamos a ver todos los detalles, evolución y diferencias.
Cómo funciona un motor rotativo tradicional
Un motor Wankel, más conocido como «motor rotativo» es un tipo especial de motor de combustión interna. Se caracteriza porque está constituido por una cámara de combustión en la que un rotor hace posible que se produzcan los cuatro tiempos de la combustión de gasolina, pero contando con un movimiento constante y sin «tiempos muertos».
En otras palabras, el rotor gira constantemente mientras se efectúa la admisión, compresión y combustión de combustible, seguido por el escape de los gases resultantes. En cierto modo podemos decir que es un motor de cuatro tiempos que se comporta como un dos tiempos, y que consume aceite en el proceso.
El rotor está diseñado de manera que mantiene sus vértices en contacto con el estator (la cavidad, para entendernos). Gracias a ello, en cada momento existen tres compartimentos estancos que se encuentran en fases diferentes del proceso. Para entendernos, cuando un compartimento está expulsando gases, el otro está en la fase de admisión y el tercero se encuentra ya en la de combustión.
De esta forma se asegura el continuo movimiento del rotor. A su vez, este transmite la fuerza a un cigüeñal que tiene un centro único alrededor del que gira. Cabe destacar que Mazda no es el único fabricante de automóviles que ha hecho uso de este tipo de mecánica. Sin embargo, sí que es la compañía de automoción que más lo ha explotado.
Motores Wankel: ventajas e inconvenientes
Los motores rotativos tienen algunas ventajas, pero sus desventajas no pasan desapercibidas. De hecho, son las principales razones por las que fabricantes como Mazda ponen en duda que el motor rotativo tenga cabida en sus planes futuros. Hoy día, los motores Wankel tradicionales son motores obsoletos y sin continuidad a corto, medio o largo plazo.
En esencia, son motores más caros y peculiares en su mantenimiento. Es más, en cierto sentido son frágiles. Sus ventajas no terminan de compensar lo que se necesita para mantenerlos en perfectas condiciones. Por si fuera poco, consumen mucho aceite para motor rotativo y nos obligan a volver a pensar como si fuese un motor 2T.
Ventajas del motor Wankel
- El motor Wankel tiene menos piezas móviles que un motor convencional. En concreto, solo cuatro piezas: bloque, rotor, árbol motor y sistema de refrigeración y engrase. En principio, por eso son más fiables.
- Todos los componentes están equilibrados internamente con contrapesos giratorios para suprimir cualquier vibración y contribuir a la suavidad de la marcha. También favorecen una entrega de potencia más suave. En general, las vibraciones son mínimas, porque las inercias dentro del motor son muy pequeñas. Además, el cigüeñal tiene un solo centro.
- Dado que hay menos piezas dentro del motor, el peso total es menor al de los motores convencionales.
Desventajas del motor Wankel
- Las normas son cada vez más exigentes en cuanto a emisiones contaminantes. Los motores rotativos tienen dificultades equivalentes a las de los motores de dos tiempos en cuanto a emisiones. Además, consume aire, combustible y aceite, todo un «combo».
- Menos cantidad de motores rotativos en el mundo significa que los mantenimientos son más caros. En los motores más extendidos, los mantenimientos son más baratos precisamente por esa «universalidad». Para los rotativos existe menos personal cualificado. Además, hay que sumarle el hecho de que la patente de estas piezas es de la propia marca. Dicho de otra forma, siempre deberemos «morir» en el servicio oficial.
- En general, son motores que consumen más.
- Son motores complejos y se nota en las necesidades de estanqueidad entre las diferentes secciones del rotor. Además, la complejidad se nota en el encendido: todas las piezas y componentes deben estar perfectamente sincronizados para que no se produzca una combustión precoz. De producirse, podría estropear el motor.
- El freno motor, como tal, no existe; o al menos podemos decir que es más parecido a un 2T que a un 4T. Por este motivo, es necesario compensarlo con sistemas de frenos más potentes.
El papel del aceite en el motor rotativo
Los motores rotativos deben ser alimentados con un buen aceite motor para que todo vaya sobre ruedas. Al tener los vértices del rotor en permanente contacto con el estator, es necesario lubricar perfectamente. Además, como la combustión implica quema de aceite -del que existe en la cámara en ese momento-, el depósito va a ir consumiéndose progresivamente.
En algunos modelos hay incluso que revisar el nivel de aceite en cada repostaje. Y ojo si por un casual nos metemos en circuito y le damos bien a la zapatilla. En estos casos, seguramente tendrás que estar al tanto del aceite cada menos tiempo.
A la hora de elegir el aceite más adecuado para este tipo de motores hay que tener en cuenta varias cosas:
- En un motor rotativo, el aceite debe consumirse de la manera más limpia posible.
- Es tradicional recomendar aceites minerales para este tipo de motores.
No se solían recomendar sintéticos por su combustión: no todos van a entrar en combustión igual, ni igual de limpiamente. Por eso hay que tener mucho cuidado. De todos modos, de forma recurrente nos encontramos con la recomendación del aceite sintético Idemitsu Rotary Engine Oil. Esta firma lleva desde la década de los 70 haciendo aceites específicos para motor rotativo.
Por ejemplo, Mazda recomendaba un aceite «mineral». Realmente era un Grupo III, que es sintético. Quizás por un error de traducción y de confusión entre estándares, se dijo que los aceites sintéticos ensuciarían el motor rotativo. La realidad es que depende mucho del aceite sintético que se utilice. En foros especializados es común encontrar consejos sobre el uso de aceites 5w20 y 5w30.
El nuevo motor rotativo 8C de Mazda
El nuevo motor rotativo 8C es un rotor simple. Tiene 830 cc con un radio de rotor de 120 mm y un ancho de rotor de 76 mm. Gracias a su compacto tamaño, Mazda ha podido instalarlo de forma coaxial e integrarlo con el motor eléctrico, el decelerador y el generador. Con ello, logra una unidad con un ancho total de menos de 840 mm.
Esto permite a la marca instalarlo bajo el capó del MX-30 sin alterar la posición del resto de componentes. Gracias al uso de aluminio, el nuevo motor rotativo es 15 kg más ligero que el motor Renesis de doble rotor utilizado en el Mazda RX-8. El uso de inyección directa de combustible reduce las emisiones y aumenta la economía de combustible.
Adicionalmente, el motor también cuenta con un sistema de recirculación de gases de escape (EGR). De esta forma, mejora la eficiencia a bajas revoluciones y funcionamiento con poca carga. Con un tanque de combustible de 50 litros, el generador rotativo permite viajes de larga distancia sin necesidad de paradas regulares en las estaciones de servicio.
Asociado a este motor rotativo encontramos un sistema eléctrico con una batería de 17,8 kWh. Esto garantiza una capacidad suficiente para una autonomía de conducción eléctrica de 85 km. Al mismo tiempo, tiene en cuenta el impacto medioambiental de la batería durante todo el ciclo de vida del vehículo. El motor eléctrico tiene 170 CV (125 kW) y 260 Nm de par.
Cómo funciona el motor rotativo 8C
El MX-30 e-Skyactiv R-EV se presenta con tres modos de conducción: Normal, EV y Carga. Sin embargo, la elección del modo no afecta la velocidad máxima del vehículo. El modo Normal ofrece conducción eléctrica siempre que haya suficiente carga de batería. Si se requiere más energía de la que puede entregar el nivel de la batería, el generador de motor rotativo se activa.
Lo hace según el grado de apertura del acelerador y suministra más energía a la batería. El modo EV utiliza la propulsión eléctrica hasta que la batería se agota por completo. Si el conductor presiona el pedal del acelerador más allá de cierto punto (equivalente a la función kickdown), el motor rotativo se activa y genera la potencia adicional necesaria.
El modo Carga se puede utilizar para salvaguardar la cantidad necesaria de batería. El generador rotativo se activa cuando la carga de la batería cae por debajo del nivel de reserva especificado por el conductor -en franjas del 10%-. Entonces, carga la batería hasta el nivel establecido y mantierne ese nivel de carga.
Una vez que la carga de la batería esté por encima del nivel establecido, el automóvil funciona en el modo equivalente al Normal hasta que la batería se agote hasta el nivel especificado. Luego utiliza el generador de motor rotativo para mantener la batería en ese nivel. Jason Fenske de Engineering Explained nos lo explica en profundidad en su vídeo de Youtube.
Galería de imágenes Mazda MX-30 e-Skyactiv R-EV
