Come funziona il motore Wankel

Cuore delle storiche sportive Mazda RX-7 e RX-8, il propulsore rotativo abbina a potenza e leggerezza una limitata resistenza all’usura e consumi elevati. Tornerà in auge nel futuro?

La sua ideazione risale alla notte dei tempi, più precisamente al 1957, ma è solo a partire dagli Anni ’80 che il motore rotativo – altresì definito Wankel in omaggio all’inventore che ne curò lo sviluppo internamente alla Casa tedesca NSU – conobbe la fama. Più precisamente grazie a Mazda che lo ha utilizzato per le sportive RX-7 ed RX-8.

Il motore Wankel è un propulsore quattro tempi a combustione interna di tipo rotativo, dato che il pistone non segue un movimento lineare all’interno dei cilindri, bensì ha una forma vagamente triangolare e ruota all’interno di una camera. Abbandona pertanto il classico moto rettilineo in favore di una rotazione attorno a un asse (l’albero motore). Una caratteristica che fa sì che il pistone venga definito rotore e la camera statore. Nel Wankel il rotore triangolare divide lo spazio libero dello statore in tre camere rotanti di volume variabile; in queste si compiono contemporaneamente tre cicli a quattro tempi sfasati di un terzo di giro di rotore. Le fasi utili sono quindi tre per ogni rotazione completa del pistone e a ogni giro del rotore corrispondono tre giri dell’albero motore; un vantaggio ai fini della potenza erogata e della regolarità di funzionamento.

Il contatto tra statore e rotore avviene ai tre vertici dell’organo in movimento, che strisciano lungo le pareti della camera; su queste sono ricavate le luci per l’aspirazione della miscela aria-carburante e per lo scarico dei gas combusti oltre che l’alloggio per una o più candele di accensione. Il Wankel, infatti, è un quattro tempi sebbene privo degli organi della distribuzione: non ci sono alberi a camme, molle, punterie e valvole. 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. L’aumento di pressione fa sì che delle forze agiscano sul rotore costringendolo a proseguire nel moto rotatorio. Terminata la fase di espansione si ha un’altra riduzione di volume durante la quale i gas combusti vengono spinti all’esterno del motore attraverso il condotto di scarico. Le pressioni esercitate sul rotore dai gas in espansione sono trasmesse all’albero motore che, quindi, viene trascinato nella rotazione. Dall’albero motore il moto passa direttamente al gruppo frizione e al cambio, per poi raggiungere le ruote motrici.

I vantaggi del motore rotativo consistono nella riduzione dei componenti rispetto a un propulsore tradizionale, nell’assenza di problemi di equilibratura, nella leggerezza, compattezza e notevole potenza a fronte di una cilindrata contenuta. Rovescio della medaglia, il Wankel è affetto da consumi di carburante abbastanza elevati e da una scarsa durata degli elementi di tenuta del rotore, oltre che da un’erogazione di coppia non eccezionale ai bassi regimi. Le norme antinquinamento misero fuori gioco la sportiva Mazda RX-8, paladina del Wankel, nel 2012. Ora, grazie allo sviluppo dell’elettronica e dei materiali, Mazda sembra pronta a ridare vita al motore rotativo, come testimoniato dalla concept RX Vision presentata al Salone di Tokyo. Sarà nuova gloria?