TCNICO EN MECNICA AUTOMOTRIZ
Ctedra: Motores a gasolinaCatedrtico. Manuel lvarez5to A
MOTOR ROTATIVO
Alumno: Lpez Dueas Daniel Antonio
INTRDUCCIN
Los motores rotativos o Wankel hay que destacar que se trata de
un motor de combustin interna es decir, es un tipo de motor que
obtieneenerga mecnicadirectamente de laqumica producida por
unaexplosin dentro de una cmara de combustin.Se desarroll
completamente hasta los aos 50 y 60. Este tipo de motor ha sido
utilizado en motocicletas y ocasionalmente en automviles pero ha
sido la compaa japonesa Mazda la que ha hecho una mayor apuesta por
este tipo de motor
Se trata de un motor de encendido provocado con transformaciones
endotrmica y combustin interna pero de embolo rotativo en lo que
difiere fundamentalmente del tradicional.
Motor Giratorio Tipo Wankel
Durante los ltimos 400 aos, muchos inventores e ingenieros han
perseguido la idea de desarrollar un motor de combustin interna de
rotacin continua. Desde hace varios aos se esperaba que el
movimiento alternativo de pistn del motor de combustin interna
fuera sustituido por un motor con un movimiento similar al de una
"rueda", uno de los mayores inventos de la humanidad.
Fue a finales del siglo XVI que la frase, " motor de combustin
interna de movimiento rotatorio constante" apareci por primera vez
impreso. James Watt (1736 ~ 1819), el inventor del mecanismo de
biela y manivela. Watt tambin investig sobre un motor de combustin
interna rotatorio. Durante los ltimos 150 aos, los inventores han
desarrollado varias ideas sobre el diseo de los motores rotativos,
pero no fue sino hasta 1846, que la estructura geomtrica de la
cmara de combustin de los actuales diseos de motor rotativo fue
desarrollada y el concepto del primer motor con una curva
epitrocoidal fue logrado. Sin embargo, ninguna de esas ideas haban
sido objeto de un uso prctico hasta que el Dr. Felix Wankel
desarroll el motor rotativo tipo Wankel en 1957.
Principio de la curva PeritrocoideEl Dr. Wankel y sus colegas
idearon la forma de configurar la curva trocoide. Si quieres
hacerla por ti mismo, en primer lugar, pon una hoja blanca en una
mesa y fija un engrane de dientes externos, despus dibuja un
engranaje de dientes internos, ahora pon un lpiz atado a un brazo
fijado en la parte exterior del engranaje de dientes internos. La
relacin de transmisin entre ambos engranes debe ser 2:3. Al girar
el engrane de dientes internos en el engranaje, la pluma va a
generar la curva en forma de capullo trocoide.
Estructura y Funcionamiento del Motor RotativoEl motor rotativo
se compone de una carcasa en forma de capullo y rotor de forma
triangular en el interior. El espacio entre el rotor y la pared de
la carcasa proporciona las cmaras de combustin interna y la presin
de la expansin de los gases sirve para girar el rotor. Con el fin
de hacer que el motor rotativo funcione como un motor de combustin
interna; los cuatro procesos de admisin, compresin, combustin y
escape se llevan a cabo en la en la cmara de combustin dentro de la
carcasa.Supongamos que el rotor triangular fuera colocado
concntricamente dentro de una cubierta circular de verdad. En este
caso, la cmara de combustin no variara en volumen a medida que el
rotor gira en el interior. Incluso si la mezcla aire-combustible se
encendiera all, la presin de la expansin del gas de combustin no
hara ms que trabajar hacia el centro del rotor y no dara lugar a la
rotacin. Por eso la periferia interior de la carcasa se contornea
como una forma curveada llamada trocoide y el rotor gira instalado
en un eje excntrico.La cmara de combustin cambia de volumen dos
veces por revolucin, por lo que los 4 tiempos del motor de
combustin interna pueden ser realizados.Con el motor rotativo
Wankel, los picos del rotor siguen el contorno oval de la periferia
interior de la carcasa del motor, mientras que permanecen en
contacto con el engranaje en el eje de salida que est tambin en
rbita excntrica alrededor del punto central de la carcasa del
motor.Un mecanismo de engranaje fase dicta la rbita del rotor
triangular. El engranaje de fase consiste en un engranaje de
dientes en el interior del rotor y un engrana exterior de dientes
fijos en un eje excntrico. Si el engrane del rotor iban a tener 30
dientes en su interior, el engranaje del eje que tiene 20 dientes
en su permetro por lo que la relacin de transmisin es de 3:2.
Debido a esta relacin de transmisin, la tasa de velocidad de giro
entre el rotor y el eje se define como 1:3.
El rotor tiene un perodo de rotacin ms largo que el eje
excntrico. El rotor gira una vuelta, mientras que el eje excntrico
gira tres vueltas. Con el motor funcionando a 3000 rpm, el rotor
girar a 1000rpm.
Comparacin con el Motor de PistonesCon el fin de obtener la
fuerza de giro, tanto el motor de pistn y el motor rotativo se
basan en la presin de expansin creada por la combustin de la mezcla
aire-combustible. La diferencia entre los mecanismos de los dos
motores es en la forma en que la presin de expansin se utiliza. En
el motor de pistn, la presin de la expansin empuja el pistn
empujndolo hacia abajo y la fuerza mecnica se transfiere a la
biela, que provoca la rotacin del cigeal. En el caso del motor
rotativo, la presin de expansin se aplica al costado del rotor,
obteniendo como resultado que uno de los tres lados de un tringulo
sea forzado hacia el centro del eje excntrico (PG en la figura).
Este movimiento est formado por dos fuerzas divididas. Una es la
fuerza hacia el centro del eje de salida (Pb en la figura) y la
otra es la fuerza tangencial (Ft), que hace girar el eje de
salida.
Principio de generacin de torqueCon el motor de pistn, la presin
de la expansin de los gases de combustin se convierte en movimiento
a travs de la biela y se transfiere al cigeal. Mientras que, en el
motor rotativo, se hace a travs del efecto del eje excntrico, la
fuerza de expansin directa hace girar el rotor y luego el rotor
hace girar el eje excntrico.El espacio interior de la carcasa (o la
cmara de trocoide) est siempre dividida en tres cmaras de
combustin. Debido al giro del rotor, las tres cmaras de trabajo
estn siempre en movimiento para realizar los cuatro tiempos:
admisin, compresin, ignicin (combustin) y escape dentro de la
carcasa. Cada proceso se lleva a cabo en un lugar diferente en la
cmara trocoide. Esto es significativamente diferente de la del
motor de pistn, donde los cuatro procesos se llevan a cabo dentro
de cada cilindro fijo.El volumen de desplazamiento del motor
rotativo se expresa generalmente por el volumen de la cmara por el
nmero de rotores. Por ejemplo, con el modelo 13, motor rotativo de
dos rotores, el volumen de desplazamiento se muestra como "654cc X
2".El volumen de la cmara representa la diferencia entre el volumen
mximo y el volumen mnimo de una cmara de combustin, mientras que la
relacin de compresin se define como el cociente entre el volumen
mximo y el mnimo volumen. Las definiciones que se utilizan son las
mismas para el motor de pistn. En la siguiente figura, se comparan
los cambios del volumen de la cmara de combustin del motor rotativo
y el motor de pistones. Aunque, en ambos motores, el volumen de la
cmara de combustin vara suavemente en una forma de onda, hay dos
diferencias distintivas entre los dos motores. Una diferencia es el
ngulo de giro por proceso. El motor de pistn gira 180 grados,
mientras que el motor rotativo gira 270 grados, una vez y media lo
del motor de pistn. En otras palabras, en el motor de pistn, el
cigeal (eje de salida) hace dos vueltas (720 grados) durante los
cuatro procesos, mientras que en el motor rotativo, el eje
excntrico (eje de salida) hace tres vueltas (1080 grados), mientras
que el rotor hace una vuelta. De esta manera, el motor rotativo
tiene un proceso ms tardado, lo que produce un torque con menor
fluctuacin y por lo tanto un funcionamiento ms suave. Adems,
incluso a alta velocidad, la velocidad del rotor es
comparativamente ms lento, por lo tanto, los tiempos de la admisin
y el escape son ms largos, lo que facilita el desarrollo de todo el
proceso y se logra un mejor rendimiento.
Comparacin con un Motor de PistonesEn el motor rotativo, el
espacio interior de la carcasa est siempre dividido en tres cmaras
de combustin y, como el rotor gira, las cmaras se mueven tambin.
Los cuatro procesos: admisin, compresin, combustin y escape se
realizan sucesivamente en un lugar distinto de la carcasa. Esto es
significativamente diferente de la del motor de pistn, donde los
cuatro procesos se llevan a cabo dentro de un cilindro.
Caractersticas nicas del motor rotativo
(1) Tamao pequeo y ligeroEl motor rotativo tiene varias
ventajas, pero las ms importante es que se reducen el tamao y el
peso. Cuando un motor rotativo se considera equivalente a un motor
de seis cilindros en lnea, en nivel de ruido y suavidad de
funcionamiento, el motor rotativo puede ser dos tercios del peso y
tamao, y lograr el mismo nivel de potencia y torque. Esta ventaja
es muy atractiva para los diseadores de automviles, especialmente a
la luz de las tendencias actuales con requisitos ms estrictos en la
resistencia al impacto (seguridad en choques), la aerodinmica, la
distribucin del peso y la utilizacin del espacio, poniendo el motor
rotativo en el centro de atencin una vez ms.
(2) Caractersticas de par constanteEl motor rotativo tiene una
curva de par bastante cosntante en todo el rango de velocidades y
de acuerdo a los resultados de la investigacin, las fluctuaciones
de par durante la operacin estn en el mismo nivel que un motor de
seis cilindros en lnea, incluso con el diseo de dos rotores, y un
diseo de tres rotores es ms suave que un motor V8.
(3) Menos vibracin y menores niveles de ruidoCon el motor de
pistones, el movimiento del pistn es en s una fuente de vibracin,
mientras que el mecanismo de vlvulas genera ruidos no deseados. Los
movimientos suaves del motor rotativo generan vibraciones
considerablemente menores y la ausencia de un mecanismo de vlvulas,
contribuye a un funcionamiento ms suave y silencioso.
(4) Estructura simpleA medida que el motor rotativo convierte la
presin de la expansin de la mezcla aire-combustible quemada
directamente en fuerza de giro del rotor triangular y del eje
excntrico; no hay necesidad de bielas. La admisin y escape se abren
y cierran por el movimiento del rotor en s, por lo tanto tampoco
hay necesidad del mecanismo de vlvulas que incluye la correa o
cadena de distribucin, el rbol de levas, los balancines, las
vlvulas, los resortes de vlvula, etc. Por lo tanto se puede
construir un motor rotatorio con menos piezas.
(5) Confiabilidad y DurabilidadComo se mencion antes, el rotor
gira en un tercio de la velocidad del motor. Por lo tanto, cuando
el motor rotativo gira a velocidades de 7000 o 8000 rpm, el rotor
est girando una tercera parte de este coeficiente. Adems, puesto
que el motor rotativo no tiene balancines y bielas, es ms confiable
y duradero en condiciones de alta demanda. Esto fue demostrado por
la victoria general en Le Mans en 1991.
Los Componentes Principales del Motor RotativoEl motor rotativo
no tiene necesidad de un mecanismo de vlvulas para abrir y cerrar
los puertos de admisin y escape y, en comparacin con el motor de
pistn, se compone de menos piezas. La foto de abajo muestra el
despiece del motor Mazda RX-8 Renesis. Los principales componentes
son:(A) carcasa posterior, (B) alojamiento del rotor, (C) carcasa
intermedia, (D) carcasa frontal, (E) mltiple de admisin 1, (F)
mltiple de admisin 2, (G) vlvula de aceleracin - electrnica, (H)
engrane estacionario, (I) rotor, (J) eje excntrico, (k) mltiple de
escape.
CONCLUSION
El motor giratorio hace los 4 tiempos al igual que el de
combustin interna, al quedar espacio entre la carcasa y el tringulo
que se mantiene girando hace cada tiempo componindose de menos
piezas siendo muy utilizado en las motos anteriormente.
TCNICO EN MECNICA AUTOMOTRIZ
Ctedra: Motores a gasolinaCatedrtico. Manuel lvarez5to A
ECU: UNIDAD DE CONTROL ELECTRNICO
Alumno: Lpez Dueas Daniel Antonio
INTRODUCCIN
La ECU controla la mayor parte de sistemas electrnicos y con
esto una gran cantidad de sensores que le envan pulsos que la ECU
los transforma en seales y conforme el sensor pida alguna actividad
est la envan. Tambin la sincronizacin del cambio de engranaje y el
enclavamiento mediante controles de las vlvulas de solenoide de la
unidad de control hidrulico para mantener unas condiciones de
conduccin ptimas mediante las seales de los sensores y los
interruptores montados. Adems, la ECU incluye funciones de
diagnstico y a prueba de fallo para cuando se produzca un fallo de
un sensor, etc.
