Promesse non mantenute del motore Wankel

Nella storia dei motori a combustione interna ci sono state molte evoluzioni, ma poche rivoluzioni. Parlare di design radicalmente diversi porta sempre ad un unico nome: Wankel. Il motore rotativo Wankel, utilizzato soprattutto nelle automobili da Mazda, è in circolazione dalla fine degli anni '50. Il rotante Wankel è un esempio di un design che ha senso sulla carta. Tuttavia, problemi pratici ne fanno sì che le sue prestazioni siano inferiori nel mondo reale.

Il motore di Felix Wankel è stato concepito durante un sogno. In esso, il diciassettenne Felix stava guidando la sua macchina per andare a un concerto. Quando arrivò, si vantò con i suoi amici che la sua macchina utilizzava un nuovo tipo di motore: metà a turbina e metà alternativo. "È una mia invenzione!" disse ai suoi amici. Al risveglio, Wankel si dedicò alla costruzione del suo motore. Sebbene non abbia mai ricevuto una laurea (o una patente di guida), Wankel era un ingegnere di talento.

La storia movimentata del giovane Wankel include l'appartenenza a diversi gruppi antisemiti negli anni '20. Fu anche coinvolto nella fondazione del partito nazista. Le sue opinioni contrastanti sulla direzione del partito portarono al suo arresto nel 1933. Alla fine rilasciato grazie all'azione dello stesso Hitler, Wankel si unì alle SS nel 1940. La fine della guerra vide Wankel trascorrere diversi mesi in una prigione francese per il suo coinvolgimento in tempo di guerra.

I lavori sul motore ripresero nel 1951 con il finanziamento della NSU Motorenwerke AG. Il primo prototipo funzionante fu prodotto nel 1957. Soprannominato DKM 54, questo motore aveva un rotore e un alloggiamento che ruotavano su assi separati. Il motore era capace di grandi velocità di rotazione, fino a 17.000 giri al minuto. La manutenzione era però un problema. È stato necessario smontare l'intero motore solo per sostituire le candele.

All'insaputa di Wankel, Hanns Dieter Paschke fu chiamato a costruire una versione semplificata. Il suo prototipo si chiamava KKM 57P. Questo design molto più semplice utilizzava un alloggiamento fisso. Piacque a tutti tranne Wankel che osservò: "Hai trasformato il mio cavallo da corsa in una cavalla da aratro". Il design KKM è stato rapidamente adottato e concesso in licenza. Questo motore è la base del moderno motore rotativo "Wankel".

I motori a pistoni, principalmente il ciclo Otto e Diesel, sono gli attuali re della montagna a combustione interna. I motori alimentati a pistoni trasformano l'energia alternativa (il movimento su e giù dei pistoni) in energia di rotazione. Wankel smentisce tutto questo. Un motore Wankel semplificato ha solo due parti mobili: il rotore e l'albero eccentrico.

Il rotore ha una forma triangolare, ma i lati si piegano verso l'esterno. Molti rotori utilizzano anche facce a coppa per aumentare il volume della camera di combustione. Il rotore ruota all'interno di un alloggiamento a forma di epitrocoide approssimativamente ovale. Il rotore non si limita a girare, ma orbita su un albero eccentrico che è analogo all'albero motore di un motore a pistoni. Un ingranaggio fisso montato sulla cassa del motore ingrana con una corona dentata sul rotore. L'ingranaggio assicura che il rotore ruoti ⅓ di giro per ogni giro dell'albero eccentrico.

Le punte (o apici) del rotore creano tre camere all'interno dell'alloggiamento. Queste camere si muovono con la rotazione del rotore. Il carburante e l'aria vengono aspirati attraverso la porta di aspirazione, compressi contro il lato stretto dell'alloggiamento e accesi dalle candele. I gas in espansione spingono il rotore attraverso la corsa di potenza finché l'apice non supera la luce di scarico, che consente la fuoriuscita dei gas esausti.

L'animazione mostra il processo per una faccia. La genialità del motore Wankel è che il processo avviene per tutte e tre le facce in parallelo. In effetti, il motore ha canalizzato il processo di combustione. Sarebbe giusto dire che un motore Wankel a rotore singolo è analogo a un motore a tre cilindri a pistoni.

C'erano numerosi licenziatari per il motore Wankel. Quasi tutti i principali produttori hanno dedicato del tempo alla ricerca del concetto. GM ha creato un prototipo a due rotori. Rolls Royce ha creato un modello a due stadi con rotori a bassa e alta pressione. Alcune aziende mettono in produzione il Wankel. Curtis Wright costruiva motori per aerei, Sachs produceva piccoli motori raffreddati ad aria per qualsiasi cosa, dalle motoseghe alle motoslitte. Norton ha creato diverse motociclette utilizzando il design. Tuttavia, l’unico grande produttore che lavora ancora sui motori Wankel per le auto è Mazda. La serie di auto sportive RX è da decenni sinonimo di motori rotativi Wankel. L'ultimo modello è stato l'RX-8, fuori produzione nel 2011. Mazda però non ha rinunciato alla Wankel, con concept car come la RX-Vision a prova della loro continua ricerca.