Oltre che di moto sono appassionato di ingegneria meccanica in genere e da tempo provo costruisco motori a vapore in miniatura anche se sto per cimentarmi nella costruzione di micromotori 2t diesel e prossimamente spero in un 4t ovviamente tutti di piccolissima cilindrata.
Ora, parliamo del wankel, motore che ha ben poco a che vedere con i tradizionali motori 2t o a ciclo otto, è un motore che purtroppo nonostante abbia atrezzature decisamente precise non tollera tolleranze superiori ai 0,005 mm (scusate il gioco di parole) per poter funzionare bene, perciò i progetti li custodisco con parsimonia ma aimè resteranno a prendere polvere, il motore che vi presenterò poi è un motore commerciale di cuoi ne esistono comunque pochissimi esemplari.
Un pò di storia e teoria (ho pescato da wikipedia, tutti i miei libri sono in inglese e se descrivo io faccio tropa confusione
)Storia:
Fu presentato da Felix Wankel nel 1957 grazie alla collaborazione con il dott. Froede, capo dei tecnici della N.S.U., che apportò modifiche sostanziali al progetto iniziale del motore. La prima vettura azionata da un motore Wankel fu, nel 1963, la N.S.U. Spider; nonostante il monorotore avesse una cilindrata di soli 498 cm³ sviluppava una potenza di 50 CV e spingeva l’auto ad oltre 150 km/h a fronte di un consumo decisamente parco per l’epoca.
Le prime vetture che adottarono questo tipo di motore furono le NSU, tra cui la Ro 80. Tra il 1963 e il 1970, la Mercedes Benz realizzò una decina di prototipi tra cui le famose C111 a tre e quattro rotori (realizzate tra il 1969 e il 1970) e una 350 SL Quadrirotore utilizzata normalmente da Wankel stesso. Alla Mercedes si affiancò la GM, con i prototipi Chevrolet, e la American Motors, che realizzò una versione rotativa della sua Pacer. In campo motociclistico il propulsore rotativo fu utilizzato sporadicamente dalla stessa NSU, dalla Sachs (la "Wankel 2000", datata 1974, fu la prima moto al mondo a essere spinta da un motore rotativo) dalla Suzuki (sul modello "RE-5" del 1975) e dalla Norton che riuscì anche ad ottenere delle vittorie in gare del campionato inglese. I principali problemi di questi motori riguardavano la durata delle guarnizioni di tenuta del rotore che lavorano in condizioni di pressione e temperatura elevata e la loro scarsa lubrificazione. Grazie allo sviluppo della tecnologia dei materiali, la durata di vita di questi propulsori fu notevolmente aumentata, consentendo una produzione su larga scala. La casa automobilistica Mazda da oltre trent'anni porta avanti lo studio e lo sviluppo di motori rotativi ad alte prestazioni, e attualmente monta sulla vettura Mazda RX-8 un birotore denominato "Renesis" (fusione delle iniziali di Rotary Engine e della parola Genesis) con cilindrata complessiva di 1.308 cm³, in grado di sviluppare una potenza di 231 CV (170 kW) a 8.500 giri/min ed una coppia massima di 211 N·m a 5.500 giri/min. È a tutt'oggi l'ultima evoluzione del motore di derivazione Wankel.
Funzionamento:
Il principio di funzionamento del Wankel è molto semplice: un pistone a tre lobi (rotore) ruota eccentricamente intorno all'albero motore, generando con il suo movimento camere di lavoro, all'interno delle quali si compiono ciclicamente le quattro classiche fasi di aspirazione - compressione - combustione - scarico.
Girando all'interno della carcassa con un particolare movimento orbitante, il rotore forma tre camere, il cui volume varia ciclicamente: nelle 3 camere si compiono contemporaneamente 3 cicli Otto a quattro tempi, sfasati tra loro di 120°. Avendo il rotore tre lati uguali, il processo avviene in modo sequenziale 3 volte a ogni giro del rotore stesso (corrispondente a 3 giri dell'albero motore), con un notevole vantaggio ai fini della potenza erogata e della regolarità di funzionamento. Al centro del rotore è calettata una ruota dentata a denti interni (corona rotorica) che ingrana con una ruota a denti esterni solidale alla piastra di chiusura dello statore (pignone statorico) e coassiale con i perni di banco dell'albero motore; la corona rotorica rotola sul pignone senza strisciare su di essa. Il rotore presenta un foro centrale dotato di una grossa bronzina anulare nel quale ruota un eccentrico cilindrico calettato sull'albero motore. La fase di aspirazione della miscela aria-benzina inizia quando il volume della camera in cui sbocca il condotto di aspirazione incomincia ad aumentare, creando così una depressione che richiama la miscela all’interno della camera statorica. Proseguendo nel suo movimento, il rotore provoca una riduzione dello spazio compreso tra la sua parete e quella dello statore, cosicché la miscela aspirata viene compressa. Quando la compressione ha raggiunto il valore ottimale, scocca la scintilla attraverso gli elettrodi della candela; ha così inizio la fase di combustione e, quindi, l’espansione dei gas; il conseguente aumento di pressione fa sì che delle forze agiscano sul rotore costringendolo a proseguire nel suo moto rotatorio. Terminata la fase di espansione si ha un’altra riduzione di volume durante la quale i gas combusti vengono spinti fuori del motore attraverso il condotto di scarico; Le pressioni che vengono esercitate sul rotore dai gas in espansione sono trasmesse tramite l'eccentrico sull'albero motore, che, quindi, viene trascinato in rotazione. Al pignone statorico è demandato il compito di costringere il rotore a seguire un'orbita eccentrica, tale da garantire il contatto costante degli elementi di tenuta apicali contro le pareti interne dello statore. Dall'albero motore il moto passa direttamente al gruppo frizione e quindi al cambio, da dove viene trasmesso alle ruote motrici.
Ecco un animazione che ne mostra le fasi:
https://commons.wikimedia.org/wiki/File ... nim_en.gif
Vantaggi:
un minor numero di parti in movimento;
una minore rumorosità e minori vibrazioni;
un'elevata leggerezza dovuta alle dimensioni ridotte ed elevato rapporto potenza/peso;
una minore emissione inquinante di ossidi di azoto, dovute alla minore temperatura media dei gas;
una maggiore potenza, a parità di cilindrata, rispetto ad un motore a pistoni alternativo;
una semplicità progettuale e manutentiva;
Svantaggi:
scarsa durata degli elementi di tenuta del rotore;
coppia contenuta ai bassi regimi di rotazione;
consumo di carburante, in generale maggiore rispetto al motore alternativo;
problematica lubrificazione dei segmenti apicali;
tasso di idrocarburi incombusti molto elevato;
Alcune moto che montarono motore wankel:
Hercules-Sachs da regolarità :
Hercules w-2000:
Suzuki RE-5:
Norton :
Auto che montarono il motore Wankel ( Mazda Cosmo, RX-3, RX-7, RX-8) altre marchi tra cui Rols-Royce e Mercedes sperimentarono il motore di brevetto NSU (ora è detenuto da Mazda se non erro ) costruendo prototipi ma non portandolo mai in strada, attualmente viene costruito per piccoli veivoli (ottimo rapporto peso-potenza e per via delle vibrazioni contenute) da modellismo, UAV ed ultraleggeri, uno fra i produttori più importante è Nitto in giappone, i prezzi dei suoi motori però sono mooolto al di fuori dai budget di comuni modellisti.
A mio modesto parere da appassionato e fan di questo gioiello tecnologico è un peccato che le case lo abbiano abbandonato e non ne abbiano continuato lo sviluppo che avrebbe portato senza dubbio a notevoli miglioramenti visto anche il progresso tecnologico nell'ingegneria dei metalli, chissà che in un futuro non molto lontano qualcuno non lo riproponga, di seguito alcune foto del mio
OS 49PI MK.2
4.5cc per 1.3CV di potenza
Tiene il minimo a circa 2000 giri e il regime massimo di giri raggiungibili con l'elica montata (10x5) è di circa 16500 giri.
alimentazione ( ovviamente miscela 20% olio di ricino, 75% Metanolo O alcol metilico, 5% nitrometano)
il rumore anche se il motore è minuto è davvero interessante e davvero fuori dal comune, è metallico, ruvido ma al contempo fluido e con una buona regolarità.
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Se l'argomento vi piace e siete interessati a conoscere più nel dettagio come funziona il motore posso scrivervi alcune formule e postare alcune immagini che ne spieghino per bene il funzionamento, preferisco condividerle visto che pure i libri che trattano l'argomento son diventati rari..
ciaoo
