En 1961, los ingenieros de Mazda se sintieron profundamente atraídos por las ventajas potenciales de los motores rotativos y decidieron continuar activamente con el desarrollo de motores rotativos. Seis años e incontables horas después, los ingenieros instalaron con orgullo el primer motor de doble rotor del mundo en el Cosmo Sports de 1967. Por supuesto, los esfuerzos continuos para mejorar este motor único nunca cesan. Hasta la fecha, Mazda ha producido casi 2 millones de vehículos con motor rotativo.
Las 24 Horas de París Le Mans es una carrera de coches que pone a prueba los límites de rendimiento y resistencia de los vehículos. En 1991, el Mazda 787B con motor rotativo se convirtió en el primer automóvil japonés en ganar la carrera. Esta victoria sin precedentes marcó una página gloriosa en la historia del automóvil de Mazda. Más importante aún, esta victoria es un testimonio de la tecnología probada de la empresa en motores rotativos. Los motores rotativos a menudo se describen como "elegantes", "innovadores" y "dinámicos". Estas tres palabras también pueden utilizarse para definir la imagen de marca de Mazda y su tecnología única.
Cuarenta años de búsqueda
Desde que Mazda comenzó a desarrollar motores rotativos, la compañía ha utilizado con éxito las ventajas inherentes del peso ligero, la estructura compacta y el rendimiento de alta potencia de este motor para superar gradualmente Esto elimina las desventajas del alto consumo de combustible y las grandes emisiones de escape. Con el motor rotativo turboalimentado 13BREW desarrollado para el Mazda RX-7, Mazda ha alcanzado la cima tecnológica de máxima potencia en el desarrollo de motores rotativos.
Sin embargo, la pasión y los sueños que impulsan el desarrollo del motor rotativo de Mazda son infinitos. Los ingenieros se propusieron hacer el motor más compacto y mejorar su eficiencia de admisión y combustión. Estos esfuerzos se reflejaron plenamente en el MSP-RE, que se instaló en el concept car RX-01 presentado en el Salón del Automóvil de Tokio de 1995. Posteriormente, el MSP-RE de aspiración natural se produjo en masa como sistema de potencia del Mazda RX-8 y se le cambió el nombre a RENESIS, que significa "Origin of RE (Rotary Engine)" (que significa "Origen del motor rotativo").
El motor rotativo RENESIS es un motor rotativo de aspiración natural que puede producir una potencia máxima de 184 kW (250 CV) a 8500 rpm (apto para vehículos japoneses de alta potencia). La carrocería compacta y liviana permite que el Mazda RX-8 adopte una configuración avanzada del tren motriz delantero-medio. En comparación con el RX-7S anterior, la posición del motor es más baja y más atrás. Debido a su suave desempeño, tamaño compacto y características de conducción únicas, RENESIS fue nombrado Motor Internacional del Año en junio de 2003, poco después del lanzamiento del nuevo Mazda RX-8.
Como el único fabricante de motores rotativos del mundo y un fabricante de automóviles deportivos bien recibido por los conductores de todo el mundo, Mazda continúa trabajando duro para convertir los sueños de la compañía en realidad. Es este sueño y nuestra pasión por el desarrollo de automóviles deportivos lo que hace que los clientes de Mazda tengan grandes expectativas para el innovador motor RENESIS.
Motor rotativo de nueva generación
La estructura y principio de funcionamiento del motor rotativo Wankel.
Durante los últimos 400 años, muchos inventores e ingenieros han querido desarrollar un motor de combustión interna que funcione de forma continua. Es de esperar que algún día el motor de combustión interna de pistón alternativo sea reemplazado por un elegante motor de números primos que debería funcionar muy cerca de uno de los grandes inventos del hombre: la rueda.
De hecho, el término "motor de combustión interna en funcionamiento continuo" apareció impreso por primera vez a finales del siglo XVI. James Watt (1736-1819), el inventor del mecanismo de manivela de biela, también estudió el motor rotativo de combustión interna. Especialmente durante los últimos 150 años, los inventores han hecho muchas propuestas para la estructura de los motores rotativos. En 1846, se dibujó la geometría del motor rotativo actual y se diseñó el primer motor conceptual utilizando epicicloides.
Sin embargo, ¿estos conceptos hasta Félix? 6? El Dr. Philip Wankel desarrolló el motor rotativo Wankel en 1957.
Al estudiar y analizar la viabilidad de varios tipos de motores rotativos, el Dr. Wankel encontró la forma óptima de la carcasa cicloide. Tiene un profundo conocimiento del mecanismo de sellado hermético de válvulas rotativas y sobrealimentadores utilizados en motores de aviones. El uso de estos mecanismos en su diseño hizo práctico el motor rotativo Wankel.
Los motores rotativos modernos constan de una carcasa en forma de capullo dentro de la cual se coloca un rotor triangular. El espacio entre el rotor y la pared de la carcasa sirve como cámara de combustión interna y la presión de expansión del gas hace girar el rotor. El motor rotativo, al igual que el motor de combustión interna ordinario, debe completar los cuatro procesos de trabajo de entrada de aire, compresión, combustión y escape. Si el rotor triangular se coloca en el centro de la carcasa circular, el volumen de la cámara de trabajo no cambiará a medida que el rotor gira dentro de la carcasa. Incluso si allí se enciende la mezcla de aire y combustible, la presión de expansión del gas de combustión sólo actúa sobre la parte media del rotor y no gira. Por este motivo, el perímetro interior de la carcasa está diseñado en forma trocoidal y está ensamblado con el rotor montado en el eje excéntrico. Por lo tanto, el volumen de la cámara de trabajo cambia dos veces por revolución, realizando así los cuatro procesos de trabajo del motor de combustión interna.
En un motor rotativo tipo Wankel, el vértice del rotor se mueve con la carcasa elíptica en la circunferencia interior de la carcasa del motor mientras permanece en contacto con el eje de salida en una órbita excéntrica alrededor del centro del motor. Contacto de la carcasa del motor. La órbita del rotor triangular está determinada por un mecanismo de engranaje de fase. El engranaje de fase incluye una corona dentada interna instalada dentro del rotor y un engranaje externo instalado en el eje excéntrico. Si hay 30 dientes en el interior del engranaje del rotor, hay 20 dientes en la circunferencia exterior del engranaje del eje, por lo que la relación de transmisión es 3:2. Debido a esta relación de transmisión, la relación de velocidad entre el rotor y el eje está limitada a 1:3. El rotor tiene un período de rotación más largo en comparación con el eje excéntrico. El rotor gira una vez y el eje excéntrico gira tres veces. Cuando la velocidad del motor es de 3000 rpm, la velocidad del rotor es de sólo 1000 rpm.
En comparación con los motores alternativos tradicionales
Tanto los motores alternativos como los rotativos dependen de la presión de expansión generada por la combustión de la mezcla de aire y combustible para obtener fuerza de rotación. La diferencia mecánica entre los dos motores reside en la forma en que se utiliza la presión de expansión. En un motor alternativo, la presión de expansión generada por la superficie superior del pistón empuja el pistón hacia abajo y la fuerza mecánica se transmite a la biela, lo que hace que el cigüeñal gire.
En un motor rotativo, la presión de expansión actúa en un lado del rotor. Para poder empujar una de las tres caras del rotor triangular hacia el centro del eje excéntrico. (Ver PG en la imagen). Este movimiento es causado por dos fuerzas diferentes. Una es la fuerza centrípeta que apunta al centro del eje de salida (ver Pb en la figura) y la otra es la fuerza tangencial (pies) que hace que el eje de salida gire.
El espacio interior de la carcasa (o cámara de hilatura) siempre está dividido en tres salas de trabajo. Durante el movimiento del rotor, los volúmenes de estas tres cámaras de trabajo cambian constantemente y los cuatro procesos de entrada de aire, compresión, combustión y escape se completan en el cilindro oscilante. Cada proceso se lleva a cabo en una posición diferente del cilindro oscilante, que obviamente es diferente del motor alternativo. Los cuatro procesos de un motor alternativo se llevan a cabo en un solo cilindro.
Motor Rotativo de Nueva Generación
La cilindrada de un motor rotativo suele expresarse por el volumen unitario de la cámara de trabajo y el número de rotores. Por ejemplo, el motor de doble rotor modelo 13B tiene una cilindrada de "654 cc × 2".
El volumen de estudio unitario se refiere a la diferencia entre el volumen máximo y el volumen mínimo del estudio; la relación de compresión es la relación entre el volumen máximo y el volumen mínimo. La misma definición se aplica a los motores alternativos.
Como se muestra en la figura de la página anterior, los cambios en el volumen de trabajo del motor rotativo y su comparación con el motor alternativo de cuatro tiempos. Aunque el volumen de la cámara de trabajo cambia suavemente en forma de ondas en ambos motores, existen diferencias obvias. El primero es el ángulo de rotación de cada proceso: un motor alternativo gira 180 grados, mientras que un motor rotativo gira 270 grados, que es 1,5 veces mayor que un motor alternativo. En otras palabras, en un motor alternativo, el cigüeñal (eje de salida) gira dos veces (720 grados) en cuatro ciclos de trabajo, sin embargo, en un motor rotativo, el eje excéntrico gira tres veces (1080 grados) y el rotor gira una vez bloqueado; .
De esta manera, el motor rotativo puede obtener un tiempo de procesamiento más largo y formar fluctuaciones de par más pequeñas, lo que resulta en un funcionamiento suave y fluido.
Además, incluso a alta velocidad, la velocidad de rotación del rotor es bastante lenta, lo que hace que el tiempo de admisión y escape sea más relajado, lo que facilita el funcionamiento de sistemas que pueden obtener un mayor rendimiento energético.
Características del motor rotativo Wankel
●Pequeño tamaño y peso ligero
El motor rotativo tiene varias ventajas, la más importante de las cuales es la reducción de tamaño. y peso. En términos de silencio de funcionamiento y estabilidad, el RE de doble rotor equivale a un motor alternativo de seis cilindros en línea. Bajo la premisa de garantizar el mismo nivel de potencia de salida, el peso de diseño del motor rotativo es dos tercios del motor alternativo, lo que resulta muy atractivo para los ingenieros automotrices. Especialmente en los últimos años, los requisitos en materia de resistencia al impacto (seguridad en caso de colisión), aerodinámica, distribución del peso y utilización del espacio se han vuelto cada vez más estrictos.
●Estructura simplificada
Dado que el motor rotativo convierte directamente la presión de expansión generada por la combustión de la mezcla de aire y combustible en la fuerza de rotación del rotor triangular y el eje excéntrico, no hay no es necesario instalar bielas. El puerto de aire y la salida de aire se abren y cierran mediante el movimiento del propio rotor; no se requiere ningún mecanismo de válvula, incluidas correas de distribución, árboles de levas, balancines, válvulas y resortes de válvula, que son componentes esenciales en motores alternativos. En resumen, los componentes necesarios para formar un motor rotativo se reducen considerablemente.
●Características de par consistente
Según los resultados de la investigación, el motor rotativo tiene una curva de par bastante uniforme en todo el rango de velocidades. Incluso con un diseño de dos rotores, la fluctuación del par durante el funcionamiento es la misma que la de un motor alternativo de seis cilindros en línea, y la disposición de tres rotores es más pequeña que la de un motor alternativo de ocho cilindros en forma de V.
●El funcionamiento es más silencioso y hace menos ruido.
En los motores alternativos, el propio movimiento del pistón es una fuente de vibración, y el tren de válvulas también puede producir un molesto ruido mecánico. La suave rotación del motor rotativo produce muy poca vibración y no hay tren de válvulas, por lo que funciona de manera más suave y silenciosa.
●Fiabilidad y durabilidad
Como se mencionó anteriormente, la velocidad del rotor es un tercio de la velocidad del motor. Por lo tanto, cuando un motor rotativo funciona a 9000 rpm, el rotor gira aproximadamente a un tercio de esa velocidad. Además, debido a que el motor rotativo no tiene partes móviles de alta velocidad, como balancines y bielas, es más confiable y duradero en movimientos de alta carga. La victoria en Le Mans en 1991 demostró plenamente este punto.