jueves, 2 de mayo de 2019

El motor rotativo como extensor de rango

Seguramente ya has oído hablar sobre el motor Wankel, un motor único que emplea rotores en vez de pistones para completar el ciclo Otto en un movimiento puramente rotativo y que se puso de moda en los años 90. Este motor fue comercializado principalmente por Mazda y era reconocido por su amplio rango de revoluciones (como un motor de competición), además de su suavidad y compactas dimensiones.












>Disposición del motor rotativo en el Mazda Rx-7 FD

Sin embargo, no todo son ventajas: requiere de un trato delicado para no comprometer su fiabilidad, un alto consumo de combustible y elevadas emisiones. Debido a estas dos últimas razones, el motor rotativo dejó de comercializarse a finales de 2012, pues la inversión necesaria para conseguir superar las normas anticontaminación era muy superior a los beneficios obtenidos.

No obstante, Mazda se ha centrado en su menor tamaño y peso, así como la elevada potencia específica del motor (más de 170 CV por litro de cilindrada) para traerlo de vuelta en 2020, aunque ahora con un propósito distinto: como extensor de rango. En dicha configuración, el motor rotativo tiene la única finalidad de cargar la batería de alta tensión, encargada a su vez de alimentar al motor eléctrico que impulsa a las ruedas.










>Disposición del motor rotativo como extensor de rango (vista inferior)




Características del extensor de rango Wankel

Para conseguir tal propósito, se han realizado una serie de modificaciones al motor empleado respecto al convencional para aumentar su eficiencia y reducir el nivel de emisiones:

  • Motor de un solo rotor (3 cámaras de combustión); hasta ahora siempre se han empleado dos rotores (6 cámaras de combustión).
  • 330 cm3 de cilindrada.
  • Inyección directa de gasolina u otros combustibles compatibles: hidrógeno líquido, GLP (gas licuado del petróleo), GNL (gas natural licuado) o GNC (gas natural comprimido).
  • Puerto de admisión periférico; el motor Renesis equipado en el RX-8 equipaba puertos laterales.
  • Línea de escape con un precatalizador y catalizador principal, ambos de 3 vías.
  • Resistencias eléctricas calefactables para el precatalizador.
  • Cigüeñal conectado al eje del generador mediante una correa o cadena de transmisión.
  • Sistema de control de parada: detiene al motor en una posición específica para evitar la emisión de gases evaporados de la gasolina a la atmósfera.
  • Unidad de control compartida para la gestión del motor térmico, el inversor, el generador y el motor eléctrico.










>Diseños y vista inferior del sistema extensor de rango según patente

Funcionamiento del sistema

El motor eléctrico es el encargado de impulsar las ruedas motrices, abasteciéndose de corriente eléctrica desde la batería de alta tensión a través del inversor. Cuando la carga de la batería (SOC) llega a un valor predeterminado (por ejemplo 10 %), la unidad de control pondrá en marcha el motor térmico.

La puesta en marcha del motor térmico se realiza a través del generador, a quien se le aplica tensión desde el inversor para que actúe como motor de arranque. Una vez puesto el motor en marcha, el generador retornará a su rol principal; generar corriente para cargar la batería.
















>Fase de arranque

Durante la fase de calentamiento, el motor térmico se mantendrá a un régimen y carga bajos aunque suficientes para que el generador trabaje de una forma eficiente. Tras alcanzar la temperatura de trabajo y durante las fases de carga, el propulsor es operado para trabajar a alto régimen y carga motor (cuando es más eficiente un motor rotativo).

















>Fase de carga

Una vez alcanzado un nivel de carga predeterminado (alrededor del 85%), la unidad detendrá el motor térmico en una posición donde el rotor cubra la lumbrera de admisión, evitando que la gasolina pulverizada en el interior del motor genere vapores que fuguen a la atmósfera.






>Transición entre el funcionamiento y la fase de parada

Como conclusión podemos decir que el motor Wankel aún no ha muerto, pero… ¿podremos volver a verlo como elemento propulsor en un deportivo prestacional?

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