Un Wankel tiene fama de beber gasolina como un V8 y aceite como una moto de dos tiempos. Lo del aceite tiene su explicación: los rotativos de Mazda de toda la vida inyectan un poco en la cámara para lubricar los segmentos de vértice, y ese aceite se quema con la mezcla. Lo de la gasolina suele despacharse con un «es que el rotativo es así». Y ahí se acaba la conversación en casi cualquier barra.
Pues los ingenieros de Mazda tienen una explicación bastante menos mística. La dejaron por escrito en el volumen de 2023 de su revista técnica, la Mazda Technical Review, en un artículo sobre la combustión del 8C. Una buena parte de esa explicación no va de química ni de juntas.
Va de geometría.
Si no tienes fresco qué es el 8C, ya os contamos cómo es este rotativo de un solo rotor que trabaja como generador en el MX-30 R-EV. Aquí no voy a repetir la ficha. Me interesa otra cosa: por qué un rotativo pierde tanto calor por las paredes y qué tocó Mazda en las proporciones del motor para que pierda menos.
Un aviso antes de seguir. El documento está escrito casi entero en japonés, con el resumen, la tabla de especificaciones y los rótulos de las figuras en inglés. Lo que cuento sale de esas tablas, de las figuras y de la prosa japonesa, pero no voy a poner entre comillas ninguna frase de los ingenieros: una traducción mía no es una cita suya.
Por qué un rotativo se enfría tanto
Lo básico primero. El calor que la mezcla suelta al quemarse y que acaba en el metal de la cámara es energía que no empuja nada. Se lo lleva el sistema de refrigeración. Esto pasa en cualquier motor de combustión, pero el Wankel parte con dos desventajas que la propia Mazda reconoce en el artículo.
La primera es la forma de la cámara. En el punto muerto superior, que en un rotativo es el instante en el que la cámara alcanza su volumen mínimo, el gas queda encerrado en un hueco aplanado que se extiende a lo largo de la carcasa. Según Mazda, ese hueco tiene cerca del doble de superficie que se enfría que un motor de pistón para la misma cantidad de gas.
La segunda es el tiempo. Al mismo régimen de giro, las fases de compresión y expansión de un rotativo duran alrededor de 1,5 veces lo que duran en un motor de pistón, así que el gas pasa más rato pegado a esas paredes.
Más superficie y más tiempo de contacto. Con esas dos cosas juntas, el calor lo tiene muy fácil para escaparse, y Mazda sitúa la transferencia de calor a las paredes, lo que en el artículo llaman pérdida por refrigeración, entre las partidas más grandes de los factores que condicionan el rendimiento del motor. El texto no dice qué porcentaje del calor se va por ahí.
La cuenta de la superficie y el volumen
La relación superficie/volumen, la S/V de los ingenieros, se entiende muy bien con un cubo. Un cubo de 1 cm de lado tiene 6 cm² de superficie y 1 cm³ de volumen, así que su relación queda en 6. Un cubo de 2 cm de lado tiene 24 cm² de superficie y 8 cm³ de volumen, y su relación baja a 3. Al doblar el lado, la superficie se multiplica por cuatro y el volumen por ocho. Y es que la piel crece más despacio que lo que hay dentro.
Esquema de elaboración propia para explicar la relación superficie/volumen. No representa la cámara del motor ni está hecho a escala.
Por eso una olla de caldo tarda más en enfriarse que una taza del mismo caldo. Y por eso, en un motor, cuanta menos superficie tenga la cámara por cada centímetro cúbico de gas, menos calor se pierde por contacto con el metal.
Ojo, que un cubo no es una cámara Wankel. La del rotativo es una forma curva que cambia a cada grado de giro, y su S/V no se saca dividiendo un par de cotas de una ficha. El cubo solo sirve para entender hacia dónde empuja la geometría.
Qué compara exactamente ese 12,3%
En el apartado dedicado a frenar el calor que se va a las paredes, Mazda explica primero que el 8C, al ser una unidad dedicada solo a generar electricidad, tiene la cilindrada ajustada a ese trabajo: 830 cm³ en un único rotor. Después revisó las dimensiones del motor hacia una configuración de carrera larga. Con ese cambio, la relación S/V bajó un 12,3%, y el artículo lo asocia a una menor transferencia de calor a las paredes.
Ese porcentaje tiene letra pequeña. La figura 16 del artículo enfrenta el radio generador con la relación S/V medida en el punto muerto superior, y el eje lo pone tal cual: «SV Ratio@TDC». O sea, la comparación se hace con la cámara en un instante concreto del giro, el de máxima compresión, que es el entorno en el que arranca la combustión.
Ese 12,3% mide una proporción geométrica en una posición de referencia, y nada más. Para traducirlo a litros a los cien, a gramos de CO2 o a calor que el motor deja de perder haría falta un ensayo que el artículo no separa. Tampoco aclara cuánto cambia esa diferencia en el resto de la vuelta del rotor, cuando la cámara se abre y se cierra.
Una cámara de otras proporciones
¿Qué significa «carrera larga» en un motor que no tiene pistones? Para responder hay que mirar la tabla 1 del artículo, que pone frente a frente el 13B del RX-8 en especificación europea y el nuevo 8C. La geometría de un rotativo la definen sobre todo tres cotas: la excentricidad (e), el radio generador (R) y la anchura (b).
La excentricidad es la distancia entre el centro del eje y el centro del rotor, y en un Wankel cumple un papel parecido al de la carrera en un motor de pistón. El radio generador es, en la nomenclatura clásica del rotativo, la distancia del centro del rotor a cada vértice, y es la medida con la que se dibuja la trocoide, esa forma de cacahuete de la carcasa. La anchura es el grosor del rotor.
Fuente: Mazda Technical Review, «Combustion Technology for 8C New Rotary Engine», tabla 1 (especificaciones para Europa) y figura 16. Elaboración propia.
Del 13B al 8C, la excentricidad pasa de 15 a 17,5 mm, el radio generador de 105 a 120 mm y la anchura del rotor de 80 a 76 mm. Echando cuentas sobre la tabla, la excentricidad crece un 16,7% y el radio generador un 14,3%, mientras la anchura baja un 5%. La cilindrada por rotor sube de 654 a 830 cm³. Es decir, el rotor del 8C es más grande en el plano, más estrecho y con más «brazo» que el del 13B. La propia figura 16 resume la dirección del cambio con una anotación en inglés que habla de reducir el diámetro y alargar la carrera, el vocabulario del pistón aplicado a un rotativo.
Mi lectura, y es solo eso, es que Mazda juega con dos efectos a la vez. Uno es el del cubo: una cámara más grande tiene menos superficie por cada centímetro cúbico. El otro es el de las proporciones, que según el artículo es donde está el cambio hacia la carrera larga. El texto no publica la fórmula de la S/V ni su valor absoluto en cada motor.
Las otras mejoras, cada una en su sitio
Es muy tentador colgarle al 12,3% todo lo que mejora el 8C. Sería un error.
El 8C sube la compresión de 10,0:1 a 11,9:1, y Mazda dedica un apartado entero a cómo evitar el picado con esa cifra. El 13B inyectaba la gasolina en los conductos de admisión y el 8C la inyecta directamente en la cámara. El 13B no tenía recirculación de gases de escape y el 8C lleva EGR refrigerada. El 13B montaba dos bujías por rotor y el 8C se queda con una.
Esa bujía única tiene más miga de lo que parece. Mazda explica que el 8C quema la mezcla en una sola fase rápida, encendida desde un único punto en el lado de avance del rotor, y atribuye a esa forma de quemar una mejora del orden del 40% en la pérdida por refrigeración. Es otra cifra, con otra causa y medida de otra manera, así que no tiene sentido sumarla al 12,3% como si fueran dos tramos de la misma escalera.
A todo eso se añade un apartado sobre cómo colocar la mezcla dentro de la cámara para poder retrasar mucho el encendido, pensado para las emisiones en frío. El motor se rediseñó a la vez en geometría, combustión, inyección y gestión de gases, y el artículo cuenta cada cosa por separado.
Lo que el 25% no dice
El resumen en inglés del artículo sí da una cifra de consumo: una mejora de hasta el 25% en el consumo del motor frente al 13B. Y aquí os pido calma.
Mazda la atribuye a la mejora de la combustión junto con el ajuste de la cilindrada, no a la geometría sola. El ejemplo que enseña, en la figura 20, compara el consumo específico neto de los dos motores a 3.500 rpm, y el texto no precisa la carga. Es una medida del propio motor frente a otro motor. No dice nada directo del consumo homologado WLTP del MX-30 R-EV, que depende además de la batería, del motor eléctrico y de cómo reparte el trabajo el coche.
Tampoco son dos versiones del mismo motor. El 13B tenía que mover las ruedas de un deportivo por todo el cuentavueltas y el 8C solo tiene que cargar una batería, y precisamente por eso Mazda pudo dimensionarlo para ese único trabajo. Esa diferencia de uso explica buena parte de las decisiones, empezando por la cilindrada.
Lo que echo de menos es un desglose. El artículo no reparte ese 25% entre geometría, compresión, inyección directa y EGR, así que nadie fuera de Mazda puede decir cuánto aporta cada cosa. Tampoco da un rendimiento térmico en porcentaje. Si alguien os cuenta que la geometría del 8C ahorra un 12,3% de gasolina, os está contando una cosa que el papel no dice.
¿Me parece un avance de verdad? Sí, con matices. Una S/V un 12,3% más baja deja menos castigada la cámara aplanada del Wankel, pero yo diría que sigue lejos de la forma compacta de un motor de pistón, porque la desventaja de partida que reconoce la propia Mazda es de cerca del doble de superficie. Lo que me parece una pasada es el planteamiento: en vez de vender el rotativo como un motor sin defectos, Mazda pone por escrito por dónde pierde calor y lo ataca por varias vías a la vez. Para quien quiera la base de todo esto, aquí tenéis cómo funciona un motor rotativo o Wankel.
El rotativo sigue en el banco de trabajo de Hiroshima. En su nota del 25 de junio sobre el regreso del 787B al circuito de La Sarthe en Le Mans Classic, Mazda escribió que el desarrollo del motor rotativo continúa y que en 2027 cumplirá 60 años.
