_______________________________________________________________ MOTORES ROTATIVOS TIPOLOGAS Y COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS __________________________________________________ Proyecto de final de carrera Ingeniera Tcnica Naval Facultat de Nutica de Barcelona - UPC Autor: Marc Barthe Farell Director: Manuel Rodrguez Castillo Julio 2009 NDICE. PRLOGO.... 1 1. INTRODUCCIN. 2 2. EL MOTOR WANKEL. 3 2.1. Introduccin.. 3 2.2. Principios de funcionamiento. 6 2.2.1. Descripcin general del motor... 6 2.2.2. Evolucin termodinmica 8 2.3. Geometra del motor 11 2.4. Elementos del motor 14 2.4.1. Rotor.. 14 2.4.2. Estator 15 2.4.3. Engranajes de transmisin. 18 2.4.4. Mecanismos de sellado.................... 19 2.5. Procesos y sistemas 22 2.5.1. Caractersticas de la combustin.. 22 2.5.2. Equilibrado del rotor 23 2.5.3. Refrigeracin del estator. 24 2.5.4. Refrigeracin del rotor. 25 2.5.5. Sistema de distribucin... 26 2.5.6. Sistema de lubricacin 26 2.5.7. Encendido doble.. 28 2.6. Ventajas y desventajas... 29 2.6.1. Principales ventajas. 29 2.6.2. Principales inconvenientes. 30 3. EL MOTOR RADMAX. 31 3.1. Introduccin.. 31 3.2. Principios de funcionamiento. 32 3.2.1. Descripcin general del motor... 32 3.2.2. Evolucin termodinmica 34 3.3. Elementos del motor 37 3.3.1. Disco-leva. 37 3.3.2. Rotor y eje. 37 3.3.3. Estator 38 3.3.4. Paletas y elementos de sellado. 38 3.4. Ventajas e inconvenientes..40 3.4.1. Principales ventajas 40 3.4.2. Principales inconvenientes. 40 4. LA QUASITURBINA 41 4.1. Introduccin 4.2. Principios de funcionamiento. 41 4.2.1. Descripcin general del motor... 41 4.2.2. Evolucin termodinmica 44 4.3. Elementos del motor 47 4.3.1. Estator 47 4.3.2. Tapas laterales. 47 4.3.3. Rotor.. 48 4.3.4. Brazos de conexin y abrazaderas.. 48 4.3.5. Conjunto 49 4.4. Ventajas e inconvenientes..50 4.4.1. Principales ventajas. 50 4.4.2. Principales inconvenientes. 50 5. ROUND ENGINE. 51 5.1. Introduccin.. 51 5.2. Principios de funcionamiento. 51 5.2.1. Descripcin general del motor... 51 5.2.2. Evolucin termodinmica 53 5.3. Elementos del motor 55 5.3.1. Toroide.. 55 5.3.2. Pistones rotativos. 55 5.3.3. Disco de trasmisin. 55 5.3.4. Disco distribuidor odisco de distribucin 55 5.3.5. Correa y engranajes de distribucin. 55 5.3.6. Cmara de combustin... 56 5.4. Procesos y sistemas 56 5.4.1. Admisin y expansin. 56 5.4.2. Volmenes de cmara de combustin. 57 5.4.3. Sistema de refrigeracin y de lubricacin 57 5.5. Ventajas e inconvenientes..58 5.5.1 Principales ventajas..58 5.5.2. Principales inconvenientes. 58 6. EL MOTOR ROTATIVO RIPALDA... 59 6.1. Introduccin.. 59 6.2. Principios de funcionamiento. 60 6.2.1. Descripcin general del motor... 60 6.2.2. Parmetros geomtricos bsicos.. 61 6.2.3. Evolucin termodinmica historia angular 62 6.3. Elementos del motor 74 6.3.1. Carcasas... 75 6.3.2. Rotores.. 75 6.3.3. Elementos de sellado.. 76 6.3.4. Ejes y engranaje de sincronizacin.. 77 6.4. Geometra del motor 78 6.4.1. Aspectos geomtricos del conducto de admisin.. 78 6.4.2. Cavidades cerradas. 79 6.4.3. Aspectos geomtricos del conducto de escape. 79 6.4.4. Aspectos geomtricos de los trnsferes entre cmaras80 6.5. Procesos y sistemas 81 6.5.1. Necesidades de sellado en el motor.81 6.5.2. Sellado perifrico y entre rotores.. 82 6.5.2.1. Segmento rascador. 82 6.5.2.2. Segmentos perifricos 83 6.5.2.3. Sellado entre rotores... 84 6.6. Ventajas e inconvenientes..84 6.6.1. Principales ventajas. 84 6.6.2. Principales inconvenientes. 85 7. EL MOTOR ROTATIVO ANTONIO SNCHEZ.. 86 7.1. Introduccin.. 86 7.2. Principios de funcionamiento. 86 7.2.1. Descripcin general del motor... 86 7.2.2. Evolucin termodinmica 88 7.3. Elementos del motor 90 7.3.1. Rotores.. 90 7.3.2. Estator 90 7.3.3. Pistn semitoroidal.. 91 7.3.4. Bieletas, casquillos y cigeales...91 7.3.5. Eje.. 92 7.3.6. Eje con rotores. 92 7.3.7. Elementos de sellado.. 92 7.3.8. Conjunto 93 7.4. Ventajas e inconvenientes..94 7.4.1. Principales ventajas. 94 7.4.2. Principales inconvenientes. 94 8. EL MOTOR HBRIDO ANTONIO SNCHEZ.95 8.1. INTRODUCCIN. 95 8.2. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO. 95 8.2.1. Descripcin general del motor... 95 8.2.2. Evolucin termodinmica 96 8.3. ELEMENTOS DEL MOTOR... 98 8.3.1. Rotor.. 98 8.3.2. Pistones, bielas y cigeales. 99 8.3.3. Engranajes 100 8.3.4. Estator 100 8.3.5. Elementos de sellado.. 101 8.4. PROCESOS Y SISTEMAS. 101 8.4.1. Refrigeracin 101 8.4.2. Lubricacin 102 8.5. VENTAJAS E INCONVENIENTES... 104 8.5.1. Principales ventajas. 104 8.5.2. Principales inconvenientes. 104 9. APLICACIONES DE LOS MOTORES ROTATIVOS. 105 9.1. Aplicaciones en el sector naval. 105 9.2. Aplicaciones en el sector del automvil y motocicletas. 108 9.2.1. Automviles comerciales 108 9.2.2. Automviles de competicin.. 109 9.2.3. Motocicletas.. 109 9.3. Aplicaciones en el sector aeronutico.. 110 9.4. Otras aplicaciones 112 9.5. Aplicaciones potenciales. 112 10. EMISIONES CONTAMINANTES DE LOS MOTORES ROTATIVOS.. 113 10.1. Introduccin 113 10.2. Gases contaminantes115 10.2.1. Monxido de carbono (CO)..115 10.2.2. Dixido de carbono (CO2) 116 10.2.3. Hidrocarburos (HC)... 117 10.2.4. xidos de nitrgeno (NOx).. 118 10.2.5. Partculas 119 10.2.6. xidos de azufre (SOx) 120 11. COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS..121 11.1. Introduccin 121 11.2. Combustibles de origen fsil 121 11.2.1. GLP. 121 11.2.1.1. Definicin 121 11.2.1.2. Composicin.. 121 11.2.1.3. Obtencin 121 11.2.1.4. Propiedades... 122 11.2.1.5. Caractersticas medioambientales..123 11.2.2. Gas natural..123 11.2.2.1. Definicin 123 11.2.2.2. Composicin.. 123 11.2.2.3. Obtencin 124 11.2.2.4. Propiedades... 125 11.2.2.5. Transporte y almacenamiento. 125 11.2.2.6. Caractersticas medioambientales. 125 11.3. Combustibles de origen no fsil.. 126 11.3.1. Biogs. 126 11.3.1.1. Definicin 126 11.3.1.2. Composicin.. 126 11.3.1.3. Origen y generacin. 127 11.3.1.4. Propiedades... 128 11.3.1.5. Caractersticas medioambientales . 129 11.3.2. Biocarburantes... 129 11.3.2.1. Biodiesel. 129 11.3.2.1.1. Definicin 129 11.3.2.1.2. Composicin.. 130 11.3.2.1.3. Origen. 130 11.3.2.1.4. Propiedades... 131 11.3.2.1.5. Caractersticas medioambientales. 131 11.3.2.2. Alcoholes 131 11.3.2.2.1. Definicin 131 11.3.2.2.2. Composicin qumica... 133 11.3.2.2.3. Obtencin de los alcoholes. 133 11.3.2.2.4. Propiedades... 134 11.3.2.2.5. Caractersticas medioambientales. 135 11.3.3. Hidrgeno 135 11.3.3.1. Definicin 135 11.3.3.2. Composicin.. 135 11.3.3.3. Obtencin y generacin de hidrgeno...135 11.3.3.4. Propiedades... 136 11.3.3.5. Caractersticas medioambientales. 136 11.4. Aplicacin en motores rotativos.. 137 11.4.1. GLP. 137 11.4.2. Gas Natural 138 11.4.3. Biogs..... 138 11.4.4. Biodiesel. 139 11.4.5. Alcoholes. 140 11.4.6. Hidrgeno 141 11.4.7. Tabla resumen... 143 12. Nota sobre IMPACTO AMBIENTAL.144 13. CONCLUSIONES.. 145 BIBLIOGRAFA146 APNDICE.148 MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 1 de 151 PRLOGO. Este proyecto de fin de carrera tiene como objetivo principal ofrecer una visin general sobrelasituacinactualdelatecnologadelosmotoresdecombustininterna rotativos y el estudio de algunas de sus tipologas ms interesantes. Enprimerlugar,yunavezvaloradastodaslasversiones,prototiposydiseosque existenenlaactualidad,serealizaunaseleccindelosmotoresrotativosms representativosyseanalizancondetalle.Losmotoresescogidosson:elmotor Wankel, el motor Radmax, la Quasiturbina, el motor Round engine, el motor Ripalda, y elmotorrotativoehbridodeAntonioSnchez.Todos,exceptoelmotorWankel,se encuentran en plena fase de desarrollo. Para cada uno de ellos se estudian conceptos como:principiosdefuncionamiento,elementosdelmotor,geometradelmotor, procesosysistemasyfinalmentesegeneraunalistadeventajasydesventajasque permiten valorar y comparar los motores entre s. Acontinuacinsedetallanlosusosyaplicacionesdelosmotoresrotativosenlos distintos sectores y tambin las posibles aplicaciones potenciales futuras. Se sigue con un estudio de las emisiones contaminantes de estos motores. Son tambin objeto de estudiolosfactoresqueincidenenestasemisionesascomolasmedidasatomar para reducirlas. Posteriormente,sellevacabounainvestigacinsobreloscombustiblesalternativos existentes.Tambinsedetallanculessonlosmsidneosparalaaplicacinen motores rotativos y se valora la viabilidad de su aplicacin en este tipo de motores. En esta fase del proyecto no se podr llegar a concluir cual es el combustible ptimo que debaconsumirunmotorpueselestadoembrionariodelamayoradetipologas estudiadas no permite tal afirmacin. Para tal fin (que no es el que se persigue en este pfc) se debera ensayar cada uno de los motores con las modificaciones oportunas en funcin de cada combustible y realizar pruebas y ensayos de laboratorio. Por lo tanto, elobjetivobuscadoenestafasenoesotroquedeterminarqumotorrotativoes susceptibledetrabajarconciertoscombustiblesalternativosenfuncindelos conocimientos adquiridos al estudiar cada una de las tipologas. Esnecesarioexplicarleallectorqueelhechodequealgunastipologassean explicadasconmayoromenorgradodedetalleesconsecuenciadelaspolticasde privacidad de cada una de las empresas como resultado de encontrarse sus proyectos an en fase de desarrollo. El autor ha intentado siempre mantener el mismo criterio y rigurosidad en el estudio de cada tipo de motor rotativo.

MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 2 de 151 1. INTRODUCCIN. Despusde150aosdehistoriademotoresdecombustininternavolumtricoses evidenteafirmarqueexisteuntipoquehadestacadoydominadototalmenteeste campo de la ingeniera: son los motores de combustin interna alternativos. Es evidente que a da de hoy los motores alternativos han alcanzado un elevado grado deperfeccionamientoencuantoadiseo,fiabilidad,mtodosproductivos,consumo, emisiones,ruidos,etc.Detodasmaneras,tampocoesmenosciertoafirmarquelos motoresalternativospresentanciertascaractersticasdesfavorables:dificultadde equilibrado,necesidaddevalvuleraenmotores4T,emisindehidrocarburos inquemadosalaatmsferadebidoalcortocircuitodegasesenmotores2T,relacin peso/potenciamejorableAdems,elpetrleoesfinitoysesabequesusreservas disminuyenpaulatinaperoinexorablemente,apesardehaberyacimientos potencialmentegrandessinexplorarenlaactualidad.Debidoalarealidadambiental actualesnecesariobuscarnuevoscombustiblesalternativosynuevosprocesosde transformacin de energa. Desdeelprimermotordecombustininternavolumtricohansurgidomuchas arquitecturasdiferentesyentreellasinfinidaddemotoresrotativos.Soloelmotor Wankelhaconseguidoteneralgunarepercusinenlaindustria.Quhaydelos dems? Adadehoy,losmotoresrotativosnopuedendesbancaralosmotoresalternativos peroenunfuturopodranjugarunpapelimportanteconvirtindoseenmotoresde transicin hacia nuevos motores ms eficientes y respetuosos con el medio ambiente o hacia nuevos procesos de transformacin de energa. Los motores rotativos an en desarrollopuedenserunasolucinencombinacinconestetipodecombustiblesy aunarsusbeneficiosalospropiosdeestetipodemotores:facilidaddeequilibrado, ausencia de vlvulas, elevadsimas relaciones potencia/peso y potencia/volumen, etc. Portantoesrazonablerealizarunproyectocuyoobjetivoseaelestudio yanlisis,lo msprofundoposible,dentrodelaslimitaciones,delosmotoresrotativos.Creo positivo dotar a los motores rotativos propuestos de un cuerpo terico para su anlisis, generarunalistadeventajaseinconvenienteslomscompletaposibleascomoel estudio de sus aplicaciones y de su aplicabilidad con combustibles alternativos. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 3 de 151 2. EL MOTOR WANKEL. 2.1. INTRODUCCIN: El motor rotativo Wankel debe su nombre al ingeniero alemn Flix Wankel. En 1924, a la edad de 22 aos, Wankel estableci un pequeo laboratorio para el desarrollo del motorrotativo,dondecomenzlainvestigacin.Enelao1929elprimermotor Wankelyafuepatentado.DurantelaSegunda GuerraMundial(1939-1945),continu su trabajo con el apoyo del Ministerio alemn de Aviacin y otras corporaciones civiles. Ambossectoresofrecanrespaldoalasinvestigacionesypensabanqueserviraal inters nacional una vez fuera desarrollado. Sostenan que el motor rotativo, unavez probado, podra empujar al mximo el desarrollo industrial alemn. Al trmino de la Segunda Guerra Mundial, Wankel estableci un Instituto Tcnico para el Estudio de la Ingeniera y continu su trabajo de investigacin y desarrollo del motor as como de un compresor rotativo de uso comercial. Enesapocaunaimportanteempresaconstructorademotocicletas,NSU,mostr granintersenlasinvestigacionesdeWankel.DebidoaelloNSUyFlixWankel formaron una sociedad y se concentraron en el desarrollo de un nuevo bloque para el motor rotativo. Antesdeello,sinembargo,NSUcompletel desarrollo del compresor rotativo y lo aplic al uso deunsupercargadordetipoWankel.Coneste supercargador,unamotocicletaNSUestableci unanuevamarcaenvelocidadparalacategora de50cc,conunavelocidadmximade192,5 km/h.En1957,WankelyNSUcompletaronel prototipo del motor rotativo tipo DKM. Este primer motorWankel,llamadoDrehkolbenmotory abreviadoaDKM,tenaunacmaradevolumen variableformadapordoscuerposquegiraban respecto a dos ejes paralelos, en el mismo sentido peroavelocidadesdistintas.Estoloconvertaen unmotorpocoprctico. Posteriormente,en1958, un ingeniero llamado Froede consigui fijar uno de loscuerpos(concretamenteelexterior)yelotro realizabaunmovimientoplanetarioensuinterior. EstemotorrecibiladenominacindeKreiskolbenmotor(KKM).EstenuevoKKMse convirti en el prototipo del actual motor Wankel. Desdelaaparicindelprimerprototipodemotor Wankel,numerosasempresasdelsector adquirieronlicenciasde aplicacin:Curtiss-Wright (paramotoresdeaviacin),enEstadosUnidos; Mercedes-BenzyM.A.N.,enAlemania;yen1961ToyoCorkKogyo1(actualmente Mazda) en Japn. ________________________________________ 1LaempresaMazdasefundenJapnen1920comoToyoCorkKogyoCo.,Ltd.Originalmente fabricabaherramientasymaquinariapesada,perocambialafabricacindevehculosen1931.La compaapasallamarseformalmenteMazdaen1984,aunquetodoslosmodelosvendidosdesdeel principio llevaron ese nombre. Imagen 2.1. Felix Wankel. En1957,encooperacinconla empresa NSU el Dr. Wankel complet el motor tipo DKM, el primer motor rotativo enlahistoria.En1958completuno ms prctico, tipo KKM, que se convirti enlabasedelmotorrotativoenla actualidad MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 4 de 151 InmediatamenteMazdayNSUempezaronatrabajarconjuntamenteycomoprimera accin se acord enviar un grupo tcnico de ingenieros de Mazda a la sede de NSU, mientrasqueenlafbricadeMazdaenJapnseorganizuncomitdeestudio.El grupotcnicologrobtenerplanosyunprototipomonorotorde400cc.conelque corroboraronproblemasdedesgasteanormalenelbloquequealbergaelrotor (estator).EstonosolamenteeraunproblemaparaMazda,sinoqueeratambinel problemaconel quese habaencontradoNSUeneldesarrollodelmotorrotativoen sus motocicletas. Imagen 2.2. Marcas de Rozamiento. La efectividad de los primeros motores rotativos se vea seriamente afectadadebido alaerosinque causaban los segmentos.Estees el aspectoque presentaba la superficie trocoidal del estator. Lasmarcasderozamientoquedabandentrodebloquetrocoidal,pordondese deslizanlostressegmentosdelosvrticesdelrotor.Lossegmentoscreabanuna vibracin abrasiva y una fatiga anormal. Otroproblemaquesurgidurantelasprimerasetapasdedesarrollodelmotorerala emanacindehumoblancodebidoalacombustindeaceite,loqueconstituaotro inconvenienteparalacomercializacin.Estoeracausadoporunaestanqueidad deficienteentrelosvrticesdelrotoryelbloquequelocontiene.Lasolucinaeste problema consisti en un aceite especial que cre Mazda y que prob ser la solucin ms adecuada. Aprincipiosdeladcadade1960Mazdadiseeinvestigtrestiposdemotores rotativosdedos,tresycuatrorotoresrespectivamente.Laversinmonorotor,cuyo prototipohabasidodiseadoporlaalemanaNSUbajoelnombredemotorrotativo KKM,podaoperaracompasadamenteaaltasrevoluciones,perotendaaproducir vibracionesyaquejabadeunafaltaevidentedeparabajasrevoluciones.Mazda entoncesdecididesarrollarunbirotordelcualseesperaba quelas fluctuacionesde par fueran comparables a las de un motor en lnea de 6 cilindros. ElprimermotordepruebasbirotordiseadoporMazda,sedenominL8A(conuna cmarade399c.c.),yfueinstaladoenunprototipodecochedeportivo(L402A) que ms tarde fue el originario del modelo Mazda Cosmo Sport. En diciembre de 1964 se diseotromotorrotativodepruebasconunacilindradade491c.c.elcualacab desembocando en el primer motor rotativo de produccin: el L10A. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 5 de 151 Imagen2.3. Motorrotativo L10A.An siendo el primer motorrotativoque secomercializya sepuedeobservareltamaocompactoencomparacinconunmotortradicionalcon configuracin de cilindros en lnea o en V. El30demayode1967,Mazdasacalmercadoelprimervehculoquemontabaun motorrotativo,elMazdaCosmoSport,queequipabaunmotorL10A(491c.c.)que desarrollaba110CVdepotenciayusabaunosarosdecarbonoquedabanmejor estanqueidad al conjunto. Elmotordisponadeuncarburadordecuatrobocasparamantenerestablela combustin a cualquier rgimen de funcionamiento. En cuanto al sistema de ignicin, cadarotorestabadotadodeunabujaquegarantizabalaignicindelamezclabajo cualquier circunstancia. Imagen 2.4. Mazda Cosmo Sport. Montaba motor de dos rotores de 110 CV y solo 490cc. El automvil de esttica y prestacionesdeportivassorprendial mercadode aquella poca que vea por primera vez la irrupcin en el sector de un vehculo con motor no lineal. EldesarrollodemotoresrotativosporpartedeMazdacontinuyen1973lamarca presentensociedadunanuevaversindesumotorrotativoqueseconocicomo 13B. Este era un motor de dos rotores y de 672cc el cual fue expresamente diseado para rebajar las emisiones del motor anterior. Poraquelentonces,enladcadadelos70,sedabalacrisisdelpetrleoaescala mundial y el precio del carburante creci desorbitadamente. Debido a esto, Mazda se vioobligadaareducirelconsumodesusmotoressiquerahacersubsistirelmotor rotativo.PorestaraznnacielProyectoFnixelcualtenacomoobjetivouna primera etapa de reduccin de un 20% de consumo de combustible para el primer ao de investigacin con una meta de reduccin de un 40%. Mazda no slo logr sus objetivos, sino que como resultado del Proyecto Fnix lanz almercadoeldeportivoRX7,en1978,queprobqueelWankelhaballegadoal mercado para quedarse definitivamente. El lanzamiento del RX7 vino acompaado con eldesarrollodeunsistemacatalticoespecialmentediseadoquelogrmayores ahorrosenconsumodecombustible.ActualmenteelRX-8,sucesordelRX-7,esel nico automvil del mercado que dispone de motor rotativo. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 6 de 151 2.2. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO: 2.2.1. Descripcin general del motor:

Mientrasenunmotoralternativoseefectansucesivamente4trabajosdiferentes (admisin,compresin,combustinyescape)enelmismovolumen(cilindro),enun motorWankelsedesarrollanlosmismos4tiemposperoenlugaresdistintosdela carcasa (tambin llamada bloque o estator). Concretamente, el estator es una cavidad con una forma que recuerda a un 8, dentro de la cual se encuentra un rotor con forma deprismatriangulardecarasconvexasquerealizaungirodecentrovariable.Este rotor comunica su movimiento rotativo a un cigeal que se encuentra en su interior, y quegirayaconuncentronico.Ensiguientesapartadossedetallarmejorla geometra del estator y del rotor. Aligualqueunmotordepistones,elmotorrotativoemplealapresincreadaporla combustindelamezclaaire-combustibleparaproducirtrabajo.Ladiferenciaradica en que esta presin est contenida en la cmara formada por una parte del estator y porunodelosladosdelrotor triangular, queen este tipodemotoresreemplazaraa los pistones siguiendo con la comparacin. Elrotorsigueunrecorridoenelquemantienesus3vrticesencontactoconel estator,delimitandoastrescompartimentosseparados:lascmarasdetrabajo.A medidaqueelrotorgiradentrodelacmara,cadaunodelos3volmenesse expande y contrae alternativamente; es esta expansin-contraccin la que succiona la mezclaaire-combustiblehaciaelmotor,comprimelamezcla,extraesuenergaal expansionaryrealizaelescape.Porcadavueltadelrotor,elrbolmotrizgiratres veces. No hay sistema de distribucin, ya que la admisin y escape estn controlados por lumbreras del propio bloque sin la interposicin de vlvulas. Cada una de las tres cmaras de combustin al terminar su vuelta alrededor del rbol motrizharloscuatrotiempos,yseproducirntresexplosionesenungirocompleto del rotor. Para transmitir la fuerza generada por la combustin al cigeal el rotor acta con un brazodepalancaconrespectoalcigeal.Elrotorgirasobreunaexcntricaque formapartedelcigeal.Mientraselrotorgiraalrededordesupropioeje,ste describe un crculo, cuyo radio es igual a la excentricidad de la excntrica. Elrotorgiraencontactoconelcigealmedianteunparderuedasdentadasdelas cualesuna,condientesinteriores,esconcntricaconelrotorysolidariaaeste,yla otra,condientesexteriores,esconcntricaconelcigealysolidariaconelestator. La relacin entre los nmeros de dientes de las dos ruedas es de 3 a 2, por lo que el rotor hace tres vueltas sobre s mismo mientras su centro de rotacin recorre el crculo completo descrito en una vuelta por el excntrico del cigeal. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 7 de 151 Figura 2.5. Despiece del motor Wankel.Adaptada del libro Motores Endotermicos de Dante Giacosa Figura 2.6. Seccin del motor Wankel. Adaptada del libro Motores Endotermicos de Dante Giacosa 1-2-3: Vrtices del rotor. A) B) C): Cmaras de trabajo. R) Radio del rotor. a) Lado del rotor. b) Superficie de perfil trocoidal. c) Cmara de combustin de volumen constante. Z) z) Engranajes para la sincronizacin. O) Centro del rotor. O) Eje del cigeal. e) Excentricidad. El movimiento del rotor es por tanto el resultado de dos rotaciones: la del cigeal y la delrotorsobresupropioeje.Larelacinentrelasvelocidadesangularesdelosdos movimientos es tal como para hacer describira cada uno de losvrtices del rotor la curva segn la cual se ha trazado el perfil del estator. Como en los motores de pistn, el momento de giro experimenta un desarrollo variable (aunque peridico) y es necesario implantar un volante de inercia para conseguir una marcha satisfactoriamente uniforme. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 8 de 151 ElmotorWankelsepuedeimplementar,aligualquelosmotoresalternativos,como motordeencendidoprovocadoocomomotordeencendidoporcompresin, acercndosealosciclosdereferenciaOttoyDieselrespectivamente.La implementacin ms usual ha sido la de motor de encendido provocado. LaimplementacindelmotorWankelcomomotordeencendidoporcompresinse resumeenunintentodelaempresaRolls-Royce,enladcadadelos70. Bsicamente,estabacompuestopordoscmaras:unapequeasituadaporencima de otra ms grande y ambas en el interior de un mismo estator. Con esta construccin sepuedealcanzarunarelacindecompresinde18:1,conuncocienteentrela superficieyelvolumendelacmaradecombustinsemejantealdeunmotor alternativo equivalente trabajando tambin en ciclo Diesel. La turbulencia del aire fresco requerida para la correcta combustin de la mezcla final, serealizamedianteelestrechamientoquehayentreunacmaraylaotra.Al mismotiempo, este obstculogenera una depresin en el otro extremo, que propicia unaumentodelavelocidaddepropagacindelallama,ylasalidadelosgases quemados. Dejando de lado el trabajo realizado por la firma britnica, nadie ms se ha aventurado eneldesarrollodeunmotorrotativofuncionandosegnestatipologadeencendido porcompresin.TodoslosesfuerzossehancentradoenlaversinOtto,yaquerequiere unas exigencias trmicas menores gracias a una relacin de compresin ms baja. 2.2.2. Evolucin termodinmica: Acontinuacinsemuestranunaseriedeimgenessecuencialmentequeaclaran cmo se producen los cuatro tiempos en una de las cmaras de combustin del motor Wankel y que ayudarn a profundizar en el funcionamiento del motor. 1r TIEMPO: ADMISIN Mezcla admitida Lumbrerade admisin Lumbrerade escape La fase de admisin del ciclo empieza cuando el vrtice del rotor descubre la lumbrera de admisin. En este momento el volumen de la cmara de combustin es mnimo. A medidaqueelrotoravanza,elvolumendelacmaradecombustinaumenta absorbiendo la mezcla de aire-combustible. Cuando el otro vrtice de la cara del rotor ha pasado por la lumbrera de admisin el volumen contenido queda aislado y empieza la compresin. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 9 de 151 2 TIEMPO: COMPRESIN

Mezcla comprimidaLumbrerade admisin Lumbrerade escape A medida que el rotor contina su movimiento dentro del bloque, el volumen contenido enlacmaradecombustinsehacecadavezmspequeoylamezclaaire-combustible se comprime. En el momento en que la cara del rotor queda enfrente de las bujas, el volumen de la cmara es mnimo. En este punto se produce el salto de la chispa y la consiguiente combustin de la mezcla. Yaqueenlafasedecompresinlacaradelrotorseciealapareddelestator,la compresin sera excesiva si no sepracticasen unas hendiduras sobre las caras del rotor.Estashendidurasformanlascmarasdecombustindelrotor.Noobstante, estas cavidades presentanuninconveniente:seproduceunacomunicacin delosconductosdeadmisinyescape(semejantealdelosmotoresdedostiempos alternativos).Apesardetodo,lasrelacionesdecompresinconlasquesetrabaja habitualmentevandesde8:1hasta9,5:1.Paraestaltimapareceobtenerseel consumo mnimo. 3r TIEMPO: COMBUSTIN Y EXPANSIN Lumbrera Lumbrera de admisin de admisin

Lumbrera Lumbrera de escapede escape Salto de la chispa Expansin de la mezcla Lamayoradelosmotoresrotativostienendosbujas.Lacmaradecombustines larga, as que la llama se inflamara demasiado lentamente si hubiera solamente una buja.Cuandolaschispasenciendenlamezcladeaire-combustible,lapresin aumentarpidamente,forzandoelrotoramoverseenladireccinenlaqueel volumendelcompartimientocrece.Losgasesdecombustincontinan expandindose,moviendoelrotorytransformandoenerga,hastaqueelvrticedel rotor descubre la lumbrera de escape. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 10 de 151 4 TIEMPO: ESCAPE

Lumbrera Escape de los gases de admisin Lumbrerade escape Unavezelvrticedelrotordescubrelalumbreradeescape,losgasesdela combustinpuedenescapar.Amedidaqueelrotorsemueve,elvolumenva disminuyendo forzando asla salida de los gases. En el momento en que el volumen delcompartimientoesmnimo,elvrticedelrotorvuelveadescubrirlalumbrerade admisin repitindose otra vez el ciclo. Esenestemomentoenelqueseproduceelcortocircuitodegasesqueyahemos comentado ya que seproduceunacomunicacin delosconductos deadmisinyescape a travs de la cmara de combustin labrada en las caras de los rotores (ver figura anterior). De esta manera se puede ver como cada una de las tres caras del rotor est siempre trabajandoenunaetapadelciclo.Enunarevolucincompletadelrotorseproducen trescombustiones.Elejedesalidagiratresvecesporcadarevolucindelrotorolo que es lo mismo, hay una combustin por cada revolucin del eje de salida. Elmismoprocesoseharealizadoparalelamenteenlasotrasdoscmarasde combustin. De esta manera se puede ver como cada una de las tres caras del rotor estsiempretrabajandoenunaetapadelciclo.Todoelciclocompletodecuatro tiempos se lleva a cabo en una sola vuelta del rotor, que equivale a tres del cigeal. Elcigealgiratresvecesporcadarevolucindelrotor,estoquieredecirqueeleje del motor gira tres veces ms rpido y, por lo tanto, para conseguir la misma cifra de potenciasenecesitaunterciodelparmotorquesenecesitarasielrotoryeleje giraran a la misma velocidad. Lostiemposdelcicloocurrensiempreenelmismositiodelestator:laadmisin,que hasta cierto punto se considera una fase refrigerante por la evaporacin de la gasolina que entra pulverizada enel seno de la mezclafresca, tiene lugar en la parte superior delasfigurasvistasascomolafasedecompresin.Porelcontrario,lasfases calientes (explosin y escape) suceden en la parte inferior. La consecuencia directa es queunapartedelmotorsecalientamuchomsquelaotra(ladiferenciallegaaser entre 150 la parte de admisin y casi 1000 la de escape); esta circunstancia motivar unaasimetraenlaformaexternadelmotorpormotivosderefrigeracin(verfiguras 2.10,2.12y2.13.Enellasseapreciaestadiferenciadebidoalasgalerasde refrigeracin que se disponen en la parte caliente del estator). MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 11 de 151 2.3. GEOMETRA DEL MOTOR: La gran innovacin del motor Wankel consisti en conseguir una forma geomtrica del bloquemotoroestatorquepermitieraalpistnrealizarunmovimientorotativo generando un volumen variable de igual forma que un motor alternativo clsico. LacurvaquedefinelaformadelestatordelmotorWankelsedenominaepitrocoide. Como se observa en la figura2.7,paragenerarun perfilepitrocoidal, se debe hacerrodarsin deslizar uncrculo S (o circunferencia generatriz) de dimetroD , sobre un crculo baseSde dimetrod , con d>D ; y siendo el puntoP , el que generala curva deseada, un punto situado en el interior de la circunferencia generatriz. Para la generacin de perfiles epitrocoidales se puede tomar un punto cualquiera del interiordelcrculo,conlanicarestriccindequelaraznentrelosdimetrosdela circunferencia fija y de la mvil sea un nmeroentero. Deestaforma,seaseguraquelacurvasecerrartrasunavueltacompletadela circunferencia generatriz sobre el crculo base. Figura 2.7. Generacin del perfil epitrocoidal mediante un movimiento epicicloidal. Este mismo cociente, tambin indica el nmero de lbulos de la epitrocoide. Como se puede observar en la figura 2.6., el motor Wankel est formado por un estator de dos lbulosyunrotordetresvrtices,loqueimplicaqueelcocienteentredimetrosd/D=2. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 12 de 151 Figura 2.8. Generacin del perfil epitrocoidal mediante un movimiento pericicloidal. Dadoqueelpuntogeneradordelacurvaqueformaelestatorpuedesituarseauna distancia cualquiera sobre el radio del crculo que rueda, se pueden hallar infinidad de perfilesdiferentesquesonsusceptiblesdeserutilizadoscomoestatordeunmotor Wankel. Esta distancia desde el centro de la circunferencia generatriz hastaelpunto que trazar la curva recibeel nombredeexcentricidad e, y es uno de los parmetros caractersticos de la curva. Como se muestra en la figura 2.8., el perfil epitrocoidal tambin puede ser obtenido si se hace rodar sin deslizar un crculoS sobre una circunferencia fijaS, interior a ste (curvapericicloidal).Comosedemostraracontinuacin,estanuevaconstruccin requierequelarelacinentrelosdimetrosseade2/3.Aligualqueantes,este cociente es equivalente al que hay entre el nmero de lbulos del estator y el nmero de vrtices del rotor. De la figura 2.7. se obtiene que las coordenadas del punto P son: )`+ + + =+ + + =) cos( ) cos( ) () ( ) ( ) ( D d ysen sen D d x Dadoqueelcrculoruedasindeslizarsobrelacircunferenciabase,entonceselarco BQesigualalIoIyporlotanto:d=D.Comoyasehaexplicado anteriormente,esnecesariaunarelacinderadiosd/D=2,parateneruna epitrocoide de dos lbulos. Entonces: Como ||

\|=Dd 3 1 = ||

\|+ = + = +DdDd EstosignificaquemientraselcentrodelacircunferenciageneratrizOdescribeun arco , alrededor del centro de la circunferencia base O, el punto P realiza un giro de ngulo 3, entorno al centro O de la circunferencia generatriz. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 13 de 151 Parapasaralafigura2.8.hayquecambiarlaposicindeO,detalformaqueOOsea igual a e, manteniendo el ngulo de 3 respecto al eje y. Cuando la circunferencia mvil S gira sobre la S, OO debe mantener un ngulo de 3con el eje y, a la vez que el segmento OP, de longitud d+D, forma un ngulo con el mismo eje y. Al igual que antes, los arcos IIo e IB son equivalentes y se cumple que: '323Rs RsRs Rs= = Dado que: Rs-Rs = e, y empleando los resultados anteriores se demuestra fcilmente queRs=2eyqueRs=3e.Estossonlosradiosdelascircunferenciasfijaymvil, respectivamente, para un valor dado de e. Este movimiento de rodadura se consigue enelmotormediantedosengranajes.EnlasFiguras2.9.y2.13.puedeobservarse estadisposicin,respectivamente.Elmayordeellos,condientesinteriores(rotor), engranasobreunpindedientesexterioresfijo(estator),siendolarelacinde dientes entre ambos de 3:2. Segn el tamao del motor, las parejas de engranajes que ms se utilizan son: 45/30, 33/22 y 30/20. Esta realizacin peritrocoidal es mucho ms sencilladellevaralaprcticaquelabasadaenlaepitrocoideinicial,sibienambas obtienen idnticos resultados de forma. Por eso es la empleada en los motores de tipo Wankel. LlamandoradiodegeneracinalasumaR=d+D,ysustituyendoporsuvalor,las coordenadas del punto P pasan a ser: )`+ =+ =) 3 cos( ) cos() 3 ( ) ( R ysen R x ElcocienteentreelradiodegeneracinRylaexcentricidaderecibeelnombrede constantedelatrocoideK:K=R/e.Esteparmetrosirveparadeterminarvalores tericos dela relacin de compresin, ngulo mximo de oscilacin, velocidad de los elementos de sellado y otras dimensiones caractersticas del motor. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 14 de 151 2.4. ELEMENTOS DEL MOTOR: 2.4.1. Rotor: Elrotorcumplelamismafuncin queelconjuntopistn-bielaenelmotoralternativo, transmitiendolapresinqueejercenlosgasesdelacombustindirectamenteal cigeal.Almismotiempo,elrotorhaceeltrabajodelasvlvulasdeadmisiny escape en un motor alternativo (ver Fig. 2.9.). En cada uno de los vrtices del rotor se sitan unos elementos de sellado, as como a lolargodeambascaraslaterales,paraevitarquelamezcladeaire-combustible,los gases quemados o el aceite lubricante salgan del espacio en el que estn confinados. El engranaje y el cojinete del rotor estn situados en su interior. Como ya se ha explicado en el apartado 2.2, el contorno del rotor tiene la forma de la envolventeinteriordelestator.Elpequeoespaciolibrequeexisteentreelrotoryel estator se consigue mecanizando el rotor segn una epitrocoide algo ms pequea de la que realmente forma el estator. Decaraalrendimientodelmotor,interesaqueesteespacioojuegosealoms pequeo posible. No obstante, se deben tener en cuenta las deformaciones trmicas y lastoleranciasdefabricacin,entreotrosaspectos.Alfinal,estadistanciasesuele situar en torno a 0.5 mm. Figura 2.9.Vistas generales del rotor. Cadaunodelosflancosdelrotorestrebajadoconlafinalidaddeaumentarel volumendelacmaradecombustin.Tantolaformacomolalocalizacindeestashendiduras influyen notablemente en el rendimiento de la combustin. El material a emplear en la fabricacin del rotor debe cumplir los siguientes requisitos: -Gran resistencia a la fatiga a altas temperaturas. -Bajo coeficiente de dilatacin trmica. -Gran resistencia al desgaste. -Buenas caractersticas de maleabilidad. -Buenas propiedades para la mecanizacin. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 15 de 151 En general, se usa fundicin nodular de grafito esferoidal (tiene un precio superior a la fundicin gris, pero mejora sensiblemente sus propiedades mecnicasymantiene las dems).Posteriormente,bastaacabardemecanizarlosflancosmediantemquinas de control numrico. No obstante, es un material con una densidad muy elevada y el peso final del rotor es demasiadogrande.Porestarazn,seestnempezandoautilizaraleacionesde aluminio, aligual que en los pistones de algunos motores alternativos, en especial los de automocin. Deestaforma,unpesomenordelrotorimplicaunareduccindelascargasque actan sobre el cojinete central y permite conseguir mayores velocidades de giro a la salida(conundesgastemoderado),sinnecesidaddeemplearuncojinetedealtas prestaciones. 2.4.2. Estator: El estator del motor rotativo es el equivalente al conjunto formado por el bloque motor y la culata de los motores alternativos. Para un motor de un solo rotor, el estator estformadoportrespartes:una,perifrica,queenvuelvealrotor;yotrasdos,laterales, una a cada lado del rotor. a)Estator perifrico: En el motor rotativo, la cmara de combustin se mueve siguiendo cada una de las fasesdelciclodecuatrotiempos.Lazonadondeserealizalaadmisindela mezclaseenfraconlaentradade sta, mientrasquelazonadeexpansinest expuesta a elevadas temperaturas. Algo parecidosucedeconlaspresiones.La presin ejercida por lossegmentos(debidoalafuerzacentrfuga)ylosgasesquemados,desgastanlasuperficie interiordelestatorperifrico(figura2.10)enzonasmuylocalizadas(relacionadas con los puntos donde se producela combustin). El estator puede estar sometido aungradienteimportantedepresionesytemperaturas(fcilmenteseobtienen saltos de 100 C). Porlotanto,lascaractersticasbsicasquedebecumplirelmaterialdelestator perifrico son: -Proporcionarlaresistenciasuficientepararesistirlosesfuerzoscausados por la combustin. -Asegurarlamnimadiferenciadetemperaturasyresistirlastensiones trmicasprovocadasporestegradiente,ascomoasegurarunasbuenas condiciones de refrigeracin y lubricacin. -Resistirconlamnimadeformacinposibleparaasegurarunabuena estanqueidad de las cmaras de combustin. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 16 de 151 Figura 2.10.Estator perifrico. Los segmentos de los vrtices del rotor se deslizan por el interior delasuperficie del estator perifrico. Para reducir el desgaste entre ambas superficies, adems de construirunestatorsegnunacurvaparalelaydesplazadarespectoalaterica, se debe conseguir una gran exactitud dimensional, evitando la deformacin de los diferenteselementossometidosagradientesimportantesdetemperatura.En general,seutilizanaleacionesdealuminio.Tambinsepodrarealizaren fundicin,perolacapacidaddeevacuacindecaloresmuyinferior;enellado negativo,elaluminioposeeuncoeficientededilatacintrmicamuchoms elevado(casi el doble). Cuandoseutilizanaleacionesdealuminio,seprocedeacromarlasuperficieinteriordelestator conlafinalidaddeaumentarsuresistenciaaldesgaste. Concretamente,serecubreelinteriordelestatorconunacapadeaceroy, posteriormente,sellevaacaboelcromadodeestasuperficie.Lasuperficie exteriordelacapadeacerotieneunaformadedientedesierraparamejorarla adherencia con la aleacin de aluminio (figura 2.11.). En un principio, el movimiento a alta velocidad de los segmentos de los vrtices del rotorpropiciabaqueserayaralasuperficieinteriordelestator,locualafectaba tantoaladurabilidaddelmotorcomoasurendimiento.Finalmente,sehallaron variostratamientossuperficialesquedisminuanlosefectosdelroceentreambos elementos.Unasolucines,comoyasehaexplicado,cromarlasuperficie; aunquetambinseobtienenbuenosresultadosniquelndolaoempleando aleaciones de molibdeno. Los agujeros donde se alojan las bujas atraviesan todo el estator hasta llegar a la superficieinteriordeste.Lasuperficiequeseencuentraalrededordelabuja alcanza temperaturas realmente elevadas, por lo que debe ser capaz de soportar grandes tensiones trmicas. Adems, en esta zona el aceitederefrigeracin se degrada con facilidad. Por eso esimprescindiblerealizarunestudioafondoparaoptimizartantoelsistemade refrigeracin como de lubricacin en los alrededores de la buja. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 17 de 151 Figura 2.11.Estructura del estator. b)Estator lateral: Las caras laterales del estator deben ser muy deslizantes para que los segmentos delasesquinasydeloslateralesdelrotorpuedanmanteneruncontacto continuado sin producirse un desgaste prematuro. Al igualquelaparteperifricadelestator,lastapaslateralesestnsometidasagrandespresionesy temperaturasenalgunaszonasymomentosconcretos,aunquelascondicionesdelubricacinsonmuchomsfavorablesqueantes.Noobstante,lastapas laterales del estator son fundamentales para el buen funcionamiento del motor. Por un lado, se encargan de canalizar los sistemas de lubricacin y de refrigeracin, y porotro,atravsdeellasserealizalaadmisinyelescapedelmotor(casode lumbreraslaterales).Debidoalasmenoresexigenciastrmicasymecnicasque serequieren,esmshabitualutilizarfundicinnodularenlafabricacindelas tapas laterales. Noobstante,tambinsehanempleado,aligualqueenelrotoryelestator perifrico,aleaciones de aluminio, de mejores caractersticas y coste ms elevado. Paramotoresdebajasprestaciones,conlastapaslateralesdefundicin,noes necesariollevaracaboningntipodetratamientosuperficialadicional,sise escoge el material adecuado para los segmentos. Pero si el motor est sometido acargasms elevadas, la superficie deslizante de lachapa puede ser endurecida por induccin o por nitruracin. Comosiempre,lasaleacionesdealuminiotienenlaventajadeunpesomuy inferiorydeunagrancapacidaddeevacuacindecalor.Perotienenunaresistencia al desgastemenor yrequierenun recubrimientodecapasmetlicas deacerosespecialescomoeldelafigura2.11.paramejorarsuscaractersticas antifriccin. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 18 de 151 Figura 2.12.Estator lateral. 2.4.3. Engranajes de transmisin: Este mecanismo est formado por un pin (engranaje de dientes exteriores), fijo a la tapa lateral del estator, (figura 2.13.) y otro, de dientes interiores, slidamente unido al interior del rotor. El primero de ellos, permanece inmvil (hace la funcin de crculo de base de la curva) y el otro, al engranar con ste, realiza el movimiento de generacin de la epitrocoide, como ya se ha descrito anteriormente. Figura 2.13. Vista del pin fijo situado sobre el estator lateral. La relacin entre el nmero de dientes de ambos engranajes es de 2:3. Esta diferencia proporciona una relacin de transmisin de 1:3 entre la velocidad del rotor y la del eje desalida.Elengranajefijoestencajadoalatapalateraldelestatorysujetado mediantetornillosdefijacin.Adems,seledaunaformaygrosoradecuadospara que el engranaje tenga una rigidez y una resistencia a la fatiga aceptables. En cuanto al engranaje de dientes interiores, tiene una forma cilndrica de un espesor muypequeoysealojaenelinteriordelrotor.Aligualqueelengranajefijo,puede fijarsemediantetornillos,aunqueesmsfrecuenteemplearunospequeosmuelles que, al mismo tiempo que sujetan el engranaje, absorben parte de las cargas a las que est sometido. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 19 de 151 Eneldiseodelosengranajes,tantoeldedientesexteriorescomoeldedientes interiores, se emplean engranajes rectos. stos, si bien hacen ms ruido, son mucho ms baratos y transmiten perfectamente el movimiento del rotor al eje y no transmiten ningn esfuerzo axial al rotor. Figura 2.14. Conjunto de estator y rotor. En la figura 2.14. se muestra el conjunto abierto de estator (el perifrico y un lateral) y rotor,ysepuedeobservardoscosas.Enprimerlugar,cmoengrananlosdientes exterioresdelpinconlosdientesinterioresdelrotorpararealizarelmovimiento descritoconanterioridad.Ensegundolugar,lafiguramuestraperfectamentequela mezclafrescaentraalacmaradetrabajoatravsdeunconductodeadmisin labrado en el estator lateral (recordemos que las lumbreras de admisin y de escape pueden disponerse tambin en la superficie de contacto con el estator perifrico). 2.4.4 Mecanismo de sellado: El mecanismo que asegura la estanqueidad de las cmaras de combustin en el motor rotativoequivalealosarosflexiblesqueseacoplanalospistonesenelmotor alternativo.Enestecaso,secomponedeelementosdeselladodispuestosdetres formascaractersticas,diseadasparaasegurarquelosgasesylosfluidos permanezcan en todo momento en su sitio. Los segmentos del motor rotativo estn sometidos a unas presiones muy elevadas, as comoaunastemperaturasdetrabajotambinbastantealtas.Poreso,esmuy importanteuncorrectoestudiodesudiseoparadefinirtantolaformacomoel material.Aligualqueelmaterial,requiereunaconsideracinespecialeltratamiento superficialdelapiezaconlaquelossegmentosvanamantenercontacto:estator perifrico y lateral. Enelmotorrotativo,elsistemaqueaseguralaestanqueidadestformadoportres tipos de segmentos: MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 20 de 151 -Lossegmentosperifricossonunospatinesqueaseguranla estanqueidadradialyqueevitanlatransferenciadegasesentreuna cmara de combustin y la adyacente. -Los segmentos laterales son unas lminas que aseguran la estanqueidadaxialdelrotor(equivalentesalosarosdecompresinenelmotor alternativo). -Los pernos de anclaje (o de gua) son unoselementos que seencargande mantener unidoslos segmentos anteriores. Figura 2.15. Desglose de los segmentos en el rotor. Para que cada uno de estos tres elementos mantenga en todo momento contacto conla superficie correspondiente, estn provistos de unos pequeos muelles en las caras opuestas a las del contacto. a)Segmentos perifricos: Hay tres por cada rotor, y se sitan en los vrtices de ste para mantener cada una de las cmaras de combustin completamente hermtica respecto a las dems. Ya que estos segmentos estn expuestos a las elevadas presiones y temperaturas delosgasesdeescape,ysonbsicosparaelcorrectodeslizamientodelrotorsobrela superficie interior del estator, se debe llevar a cabo un diseo preciso y exhaustivo. Adems, en el caso de que se realice una construccin del motor mediante lumbreras perifricas,lossegmentosperifricosrealizan,almismotiempo,lasfuncionesde vlvulas de admisin y escape. Como se muestra en la figura 2.16., el segmento est empujado por dos fuerzas: una es la fuerza que el muelle ejerce sobre el centro de su base y lo mantiene en contacto conlaparedinteriordelestator,ylaotrafuerzaeslaqueproducelapresindelos gasesquemadossobrelacaradelsegmentoopuestaalcontacto.Elmuelledela base, al mismo tiempo, sirve para corregir posibles errores geomtricos derivados del proceso de fabricacin. A medida que el rotor gira, lapresin de los gasesquemadosdisminuye y aumentaladelosgasescomprimidosenlacmarasiguiente.Enunmomentodado,el gradientedepresionescambiadesentidoyelsegmentosedesplazaporsu MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 21 de 151 alojamiento hasta que pasa a tocar con la otra cara. As, el segmento se ir moviendo, una y otra vez, segn el sentido del gradiente de presiones. Comoelsegmentosedeslizasobreelestator,manteniendoelcontactoentodo momento,ladurabilidaddeamboselementosestntimamenteligadaconlos materialesylostratamientossuperficialesqueseempleanenlafabricacindecada uno de ellos. Anteriormente, se vena utilizando el grafito para los segmentos (por sus altaspropiedadeslubricantes)deslizndolosobreunasuperficieinteriordelestator, cromada.Posteriormente,sepasaemplearunsegmentodefundicinenfriadapor chorro de electrones, manteniendo la misma superficie cromada del estator. Figura 2.16.Funcionamiento del segmento perifrico. b)Segmento lateral y perno de anclaje: El segmento lateral, que suele ser de fundicin, como el perifrico, se coloca a lo largo delacaralateraldelrotorparaevitarquelosgasesaaltapresindelacmarade combustinpasenalhuecolateraldelrotor(dondeestnsituadoslosengranajesde transmisin). En la interseccin con el perno de anclaje, hay un pequeo espacio libre de entre 0.05 y0.15mm.paraabsorberlasposiblesdilatacionesdelos materiales.Estesegmento mantiene la estanqueidad en la unin de los otros dos. Al mismo tiempo, el perno sirve deguaalossegmentosperifricosylateralesenelpequeodesplazamientoque ambos pueden realizar. Para ello, el agujero que alberga el segmento debe tener unas dimensionesmuyajustadasparaqueseproduzcaunafirmefijacindelconjunto (despusdelasdilatacionestrmicas).Conestadisposicin,eldesgastepor friccin enlacaraexteriordelsegmentoesmuyimportante,yseempleaunafundicinde acero con la superficie de contacto cromada. Al igual que el segmento perifrico, tanto el lateral como el perno llevan unos muelles alojados en sus respectivas bases con la finalidaddeasegurar,entodomomento,unapresindeloselementosdesellado contralasparedesdelestatoryasimpedirquelosgasessedesplacendeuna cmara a otra. Figura2.17.Detalledelrotorconelementos sellantes.Figura2.18.Despiecedeloselementos sellantesen el vrtice del rotor. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 22 de 151 Por ltimo, la figura 2.19. muestra el aspecto de un motor Wankel con todas las piezas descritasanteriormentesituadasensusitio,aexcepcindelestator(parafacilitarel entendimientodelconjunto).Graciasaestemontajesepuedeobservarcmoelgiro producido al engranar los dientes del pin fijo al estator y los dientes realizados sobre el perfil del rotor es transmitido al eje del motor. Para ello, se acopla en el interior del rotor el rodamiento excntrico, que gira obligado por ste, y al estar rgidamente unido al cigeal, consigue el deseado movimiento giratorio de salida. Figura 2.19.Conjunto formado por estator, rotor y eje. 2.5. PROCESOS Y SISTEMAS: 2.5.1. Caractersticas de la combustin: EnelmotorWankel,lacmaradecombustinseencuentradivididaendoscuando llegaalpuntodemximacompresin.Pocodespus,enelladomsavanzado respectodelsentidoderotacin(figura2.20)empiezaunaumentodevolumen, mientras contina la compresin en el lado ms retrasado de la misma. Esta situacin provoca un desplazamiento turbulento de la mezcla que har aumentar la velocidad de propagacin de la llama. Por el contrario, la forma alargada y delgada de la cmara de combustin, y el elevado cocienteentrelasuperficieyvolumendesta,nofavorecenunarpidapropagacin delallama.Estosfactoresenfrentadoscompitenentreellosparaproporcionaruna velocidad de propagacin intermedia. Porsuparte,eldiseadorpuedeintentar,mediantelavariacindelaformayla localizacin de los diferentes elementos (hendidura del rotor o cmara de combustin, situacin de la buja, etc.) fijar el valor de esta velocidad cuanto ms convenga. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 23 de 151 Figura 2.20. Divisin de la cmara de combustin. (Giro en sentido horario) Cuandoempiezalacombustin,lacmaramsadelantadaatrae,pordiferenciade presiones, el frente de llama. Al mismo tiempo, la cmara retrasada cada vez es ms alargada, y la llama tiende a apagarse en su interior, lo cual frena la propagacin delfrente. Para prevenir esta situacin es frecuente utilizar el sistema de encendido doble que se explica en el apartado 2.5.7. y que consigue disminuir el tiempo de combustin. 2.5.2 Equilibrado del rotor: Cuando se trata de equilibrar un nico rotor, hay que emplear dos contrapesos (uno en lapartedelanterayotroenlatraseradeleje)quegirenexcntricosdeformaque creen unas fuerzas totales opuestas a las proporcionadas por el rotor. Si el motor a equilibrar posee dos rotores, dado que stos van desfasados 180, slo habr que compensar un momento de inercia, ya que las fuerzas de ambos rotores se equilibran entre ellas, y los contrapesos debern ofrecer un par simtrico al realizado por los dos rotores. Igualmente se pueden equilibrar motores rotativos con un nmero mayor de rotores. Elclculoparaelequilibradodeunmotorrotativoserealizaigualqueenuno alternativo.Esdecir,primeroseplanteaelequilibrioesttico(fuerzasdeinercia)y, posteriormente, el equilibrio dinmico (momentos de inercia). Figura2.21.Cigeales. El de arriba monorrotor y el deabajobirrotor.Ambos disponen de contrapesos MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 24 de 151 2.5.3. Refrigeracin del estator: Como ya se ha explicado anteriormente, el estator sufre unos enormes gradientes de temperatura debido al hecho de que cada una de las fases del ciclo de cuatro tiempos serealizaenlamismapartedelestator.Poresohayunaszonasfras(sonlasque corresponden a la admisin y a la compresin) y otras mucho ms calientes (las de la combustinyelescape)queprovocanunastensionestrmicasquedebenser anuladas, en la medida de lo posible, por un sistema de refrigeracin adecuado. Lafinalidaddedichosistemaes,porlotanto,ladehomogeneizaralmximola temperatura de todo el estator y as evitar las deformaciones trmicas. El mismo sistema de refrigeracin debe ser capaz de evacuar el calor almacenado en elrotor,elcualformapartedelacmaradecombustinyestencontactoconlosgases quemados hasta que salen por la lumbrera de escape. Para refrigerar el estator se puede hacer circular un refrigerante (se suele utilizar agua) por el interior del bloque motor o emplear una corriente de aire. a)Refrigeracin por agua: Larefrigeracinporaguapuedellevarseacabomediantedosconstrucciones distintas: -Sistema de refrigeracin por agua con flujo axial. Los conductos realizados en el interior del bloque lo atraviesan de extremo a extremo en la direccin del cigeal segn ejes paralelos que rodean todo el motor. -Sistemaderefrigeracinporaguaconflujotangencial.Cuandoelflujoes tangencial,elaguarefrigeraindependientementeseccionestransversales del estator. Este sistema es muy utilizado en el caso de motores de ms de un rotor, en los que cada estator recibe una refrigeracin independiente. Figura 2.22. Sistema de refrigeracin por agua con flujo axial.Motor con lumbreras en el estator lateral. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 25 de 151 b)Refrigeracin por aire: Este sistema es equivalente al empleado en los motores de motocicleta cuando es imprescindible ahorrar espacio y peso, o el utilizado, en contadas ocasiones, encochesdeportivos(algunosmodelosdePorschehasta1997).Consisteen hacer un gran nmero de aletas disipadoras sobre el estator, con la finalidad de aumentar la superficie de intercambio de calor con el aire exterior. La refrigeracin por aire tambin puede llevarse a cabo de dos formas: axial y tangencial.Igualmente,elnombrehacereferenciaaladireccindelflujode aire al atravesar el estator. De la misma forma que en los motores alternativos, larefrigeracinporaireconsigueunaevacuacindecalormuylimitadayse emplea, generalmente, en motores de baja cilindrada y escasas prestaciones. 2.5.4. Refrigeracin del rotor: Bsicamente, hay dos formas de refrigerar el rotor. Por un lado, cabe la posibilidad de utilizarunaceitelubricantey,porelotro,puedeemplearselapropiamezclafresca, antes de proceder a su combustin. a)Refrigeracin por aceite: Conestetipoderealizacin,elaceiteesintroducidoenelinteriordelrotora travsdelejemotor.Unavezdentro,seencuentrasometidoaunafuerza centrpeta que tiene un doble efecto. El fluido que est en la parte ms alejada del centro de giro es empujado hacia la cara del tringulo curvilneo que forma elrotor,recorriendolascavidadespracticadasensuinterioryrealizandoel intercambio de calor con las partes ms calientes. A medida que el rotor sigue girando, esta misma cara pasa a estar muy prxima al centro de giro; ahora, la fuerza centrpeta impulsa el aceite hacia el interior del rotor, donde es recogido para ser enfriado en un intercambiador exterior. Como la temperatura del rotor aumentaproporcionalmenteconlasrevolucionesdelmotor,labombaqueinyectaelaceiteenelrotorestsincronizadaconel funcionamiento del motor. As, al ralent, o incluso a bajo rgimen, no es necesario inyectar aceite enelinteriordelrotor.Estasincronizacinsepuedeconseguirconun mecanismoconectadodirectamentealcigealyunmuellequesuperela fuerzacentrfugahastaundeterminadorgimendegiro.Apartirdeeste momento, se abrira de acuerdo con las solicitaciones del motor. Diseando correctamente este sistema, se puede conseguir que la temperaturaenlasuperficiedelrotorsemantengaprcticamenteconstante(con variacionesmximasinferioresal10%).Seempleaaceitelubricantepara refrigerar en lugar de agua porque, aunque el agua es un medio perfecto para hacerunintercambiodecalordadasuelevadacapacidadcalorfica,el movimientodelrotorprovocaque,hoyporhoy,nosepuedaasegurarun sellado idneo. De ah la necesidad de trabajar con aceite, el cual puede pasar a las cmaras sin perjudicar la evolucin del ciclo de combustin. b)Refrigeracin mediante la mezcla fresca: Esunsistemamuchomslimitadoyseempleanicamente en motoresdebajas prestaciones y en los que se puede disear el conjunto para un rango de revoluciones muy concreto. En este caso se hace pasar la mezcla fresca por el MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 26 de 151 interiordelrotor,deformaquecaptelamayorcantidadposibledecalor procedente de ste y, posteriormente, seintroduce la mezcla en la cmara de combustin a travs de la lumbrera de admisin. La refrigeracin mediante la mezcla fresca, adems de la sencillez constructiva, yaquenorequiereningnintercambiadordecalorcomoenelcasodela refrigeracin por aceite, tiene una segunda ventaja, ya que al ser la mezcla la que absorbe el calor, se consigue una mayor vaporizacin del combustible. 2.5.5 Sistema de distribucin: Las lumbreras de admisin y de escape pueden estarsituadas de dos formas distintas sobre el estator. No obstante, siempre es el rotor el encargado de permitir el paso del fluidodesdeelexteriorhacialascmarasyviceversa.Laentradaysalidadefluido puede darse a travs de laperiferia del estator o a travs de sus placas laterales. ElmotorWankelfueconcebidoconlumbrerasperifricas,yasescomolo comercializlaempresaN.S.U.Estadisposicinimplicaquelosvrticesdelrotory, msconcretamente,lossegmentosperifricossonlosencargadosdedistribuirel fluido dado que las lumbreras siempre estn abiertas, y lo que hace el rotor es dirigir la vena de fluido a una u otra cmara en la admisin, o hacia el exterior, en el escape. Losvrticesdelrotordebenasegurar,entodomomento,laestanqueidaddelas diferentescmarasduranteelciclopero,almismotiempo,cuandolleganalas lumbreras,lossegmentosdebenpasarsobreellassinningntipodeinterferencia mecnica.Estedoblecomportamientoimplicaunagrancomplejidadalahorade conseguir un diseo satisfactorio de los elementos de sellado perifricos. Posteriormente, tanto la empresa Curtiss-Wright como la Toyo Kogyo(en su deportivodenominadoMazdaRX-7),adoptaronunsistemadedistribucinporlumbreras laterales,dondelascarasdelrotorsonlasencargadasdepermitirelintercambiode gases.Estasegundasolucinseasemejaalaempleadaenlosmotoresalternativos de dos tiempos. Con ambas soluciones, el intercambio de mezcla y gases se produce con una facilidad muysuperioralaquesedaenlossistemasdedistribucinporvlvulas,dondela presencia de stas reduce, deforma considerable, la seccin de paso e introduce una prdidadecargayunadisminucindelaturbulenciaqueimpideunacombustin ptima de la mezcla. 2.5.6 Sistema de lubricacin: Con respectoal motoralternativo de cuatrotiempos, el rotativotieneunas prdidas por rozamiento notablemente inferiores. Estas diferencias aumentan a medida que se incrementa el rgimen de giro del motor. Y no es de extraar, ya que el motor rotativo noposeepiezasconmovimientoalternativo,eliminandolasgrandesinerciasquese producen (mayores cuanto ms rpido gira el motor). Aun as, los cojinetes del motor rotativo, siguen estando sometidos a grandes fuerzas defriccin,perosepuedenreducirabasededisminuirlasmasasconmovimiento rotativoylubricarcorrectamentetodaslassuperficiesquetienenuncontactocon movimientorelativo.Paraconseguirlo,esrecomendablelautilizacindemateriales MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 27 de 151 msligeros(aunqueigualmenteresistentes)yconbuenoscoeficientesdefriccin entre ellos. Habitualmente,seempleandossistemasindependientes quepermiten llegara todas las piezas que lo necesitan. Por un lado, se dispone de un mecanismo de lubricacin queaportaelaceitenecesarioatodosloscomponentesqueintervienenenlaestanqueidaddelrotor(lossegmentos,losmuellesydemssuperficiesmviles). Porelotrolado,seutilizaunsistemadelubricacinapresinqueseencargade lubricarelrestodepartesmvilesdelmotor,expuestasafuertesdesgastesporel rozamientocontinuoalqueestnsometidas(sobretodo,cojinetesyengranajesde transmisin). Aunqueposible,en muyrarasocasionesseempleaunamezcladegasolinayaceite para lubricar el rotor, de forma parecida a como se realiza en los motores alternativos de dos tiempos. a)Lubricacin de los elementos de sellado: Igual que en el sistema de refrigeracin, para lubricar los segmentos y dems partes que intervienen en el sellado de las cmaras decombustin, se emplea unabombaqueenvauncaudaldeaceiteenfuncindelascondicionesde trabajo (bsicamente, la carga del motor y la velocidad de funcionamiento). De estaforma,llegalacantidadjustadeaceiteyseevita,enlamedidadelo posible, una mezcla excesiva de gasolina y aceite.Esto se consigue uniendo, directamente,elaceleradorconlalevadecontroldelabombadeaceite,la cualajustalacarreradelmbolodestaenfuncindelasexigenciasdel motor.Lalubricacindelossegmentosaportaunaventajaadicional,yaque, graciasalascaractersticasviscosasdelaceite,sedificultaelintercambiode gases entre las diferentes cmaras, favoreciendo la accin de los segmentos. b)Lubricacin del eje motor: Comoyasehadicho,paraasegurarlacorrectalubricacindelejedesalida, rodamientosyengranajes,seempleaunsistemaapresin,conun intercambiadordecalorparaenfriarelaceitedebidoasudoblefuncin refrigeradoraparaquenopierdasuspropiedadesdeformaprematura.Este intercambiador acta slo cuando la temperatura del aceite sobrepasa un cierto valor.Elsistemafavorece,adems,queelmotoralcancerpidamentela temperatura adecuada de trabajo y se mantenga, ms o menos constante, una vez alcanza la temperatura de funcionamiento. Pero la necesaria lubricacin de estas piezas, sometidas a gran friccin, debe sercontrolada,ysedebeevitarqueelaceiteenexcesoacceda,atravsdel espacio que queda entre la cara lateral del rotor y el estator, hacia las cmaras de combustin. Conlafinalidaddeevitarestasprdidasdelubricante,seinsertanunosaros muy similares a los empleados en los motores alternativos. Se colocan sobre la cara lateral del rotor, junto al engranaje interior, y van recogiendo todo el aceite sobrante,devolvindolodenuevohaciaelsistemadelubricacin.Para asegurar un contacto continuo de los aros con la superficie exterior, se colocan unosmuellesplanosenlasranurasquepresionanlossegmentoshacialas caras laterales del estator. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 28 de 151 2.5.7. Encendido doble: Enelmotorrotativo Wankel,labujadebesituarseenlacarainteriordelestator.Es necesarioevitar,entodomomento,elcontactoentreloselectrodosylossegmentos delrotor.Paraconseguirestalocalizacin,sehaceunagujeroqueatraviesatodoel estator, donde se fija la buja mediante roscado. El electrodo debe quedar totalmente enrasado sin sobresalir de la superficie del estator. Ladisposicindelabujatieneunagraninfluenciaenlapropagacindelfrentede llamay,porlotanto,enelrendimientodelacombustin.Porestarazn,debe estudiarsecondetenimientosuubicacin,teniendomuypresentelaformaquesele hadadoalasuperficiedelrotoryquedefinelascaractersticasdelacmarade combustin. Como ya se ha explicado, en el momento de la activacin de la mezcla la cmara de combustin est dividida en dos subcmaras. Paraobtenerunmejorrendimientodelacombustinenunampliomargende funcionamiento, es muy habitual la utilizacin de dos bujas, unainstaladaen ellado retrasado y la otra en el lado avanzado (figura 2.20.). En principio, el encendido de la mezcla es ms favorable para un hueco de la buja de grandimetro.Noobstante,loselementosdesellado(solamentelosperifricos) podrantenerproblemasparaasegurarlaestanqueidaddebidoalaselevadasdiferenciasde presinentrelasdoscmarasdecombustin adyacentes. Comoelgradientedepresionesesmsacusadocuandoelsegmentosobrepasalaprimerabuja,serealizaunagujeromspequeoparaalojarlaprimeradeellas (segnelsentidodeavancedelrotor),yotro,demayortamao,dondesituarla segunda buja (en este lugar la presin ya habr descendido y la diferencia respecto a la de la cmara adyacente ser menor). Los ensayos demuestran que la segunda buja interviene activamente en la estabilidad de funcionamiento del motor; es decir, la intensidad elctrica del arco que genera hace variar sustancialmente el rendimiento de la combustin. Figura 2.23. Situacin de cortocircuito entre cmaras debido al hueco de la buja. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 29 de 151 La utilizacin de dos bujas, frente al sistema, comnmente empleado en los motores alternativosdeautomocin,deunasolabuja(excepcinhechadealgunasmarcas comoAlfaRomeoconsuyaclsicosistemaTwinSparkdedobleencendido)se explica por dos motivos: -Lanotabledisminucindelconsumoespecficodecombustiblecomo consecuenciade una combustin de mayor calidad. -La reduccin de la temperatura de los gases de salida como consecuencia deuntiempomenordecombustinyporlotantounmayorgradode expansin de los gases. Pero no todo sonventajas,ya que se debeaadir que, acambio, hay un importante aumento de las emisiones contaminantes de NOx. 2.6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS: 2.6.1. Principales ventajas: -Menos piezas mviles que un motor de combustin interna alternativo (40% menos de piezas), y por tanto, mayor fiabilidad. -Obtencindeunparmotorcasiconstanteyaqueseproducenloscuatro tiempos del ciclo simultneamente dentro del estator. -Ausenciadevlvulasdeadmisinydeescape.Estoconllevaevitarlas dificultadesqueplanteanlasdistribucionesdelosmotoresdecuatro tiempos: rboles de levas, empujadores, balancines, muelles, etc. -Mecanismototalmenterotativo.Condoscontrapesosdebidamente dimensionadosydispuestosenelejesepuedeequilibrarestticay dinmicamenteelmotor.Estoleconfiereunamayorsuavidadde funcionamiento frente a los motores alternativos. -Menorvelocidadderotacin:Dadoquelosrotoresgirana1/3dela velocidaddeleje,laspiezasprincipalesdelmotorsemuevenms lentamente que las de un motor convencional, aumentando la fiabilidad. -Menos vibraciones: al no haber bielas, ni volante de inercia, ni recorrido de los pistones, las inercias son menores. -Lasrelacionespotencia/pesoypotencia/volumensonmuyelevadas,de hecho son las ms elevadas de todos los motores rotativos. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 30 de 151 2.6.2. Principales inconvenientes: -Resultamuydifcilaislarcadaunadelas3seccionesdelcilindroen rotacin,quedebenserestancasunasrespectoalasotrasparaunbuen funcionamiento.Comoconsecuencia,sehacenecesarialasustitucinde los segmentos cada seis-siete aos. -Duranteunoscuantosgradosdegirodelcigeallosconductosde admisinydeescapeestncomunicadosatravsdelacmarade combustinque,enesemomento,seencuentrafinalizandosufasede escape y comenzando la de admisin del siguiente ciclo. Este fenmeno se conoce como cortocircuito y es bastante perjudicial puesto que empeora el rendimiento y aumenta las emisiones de hidrocarburos inquemados. -Excesivo ruido debido a los engranajes de transmisin. -Geometraalargadadelacmaradecombustin.Conllevauntiempo excesivodecombustinyaqueelespacioquehaderecorrerlallamaes bastantelargoyangosto.Estaformaprovocaunaltoconsumode combustible debido a la baja eficiencia termodinmica. -Mantenimiento costoso y motor comercial poco extendido. Las reparaciones mscomplicadasslopuedenrealizarseenlacasadefbricapuesel conocimiento de este tipo de motores no es habitual por parte de talleres de mecnica general. -Lasincronizacindelosdistintoselementosdebesermuybuenapara evitar que la explosin de la mezcla se inicie antes de que el pistn rotativo se encuentre en la posicin adecuada. Si esto ocurre, la ignicin empujar en sentido contrario al deseado, pudiendo daar el motor (dieseling). -Distribucinheterogneadetemperaturas.Lasdiferentesfasesdelciclo ocurrensiempreenlosmismoslugaresdelestator;laadmisiny compresin(fasesfras)ocurrenenlapartesuperior,mientrasquela explosinyelescape(fasescalientes),ocurrenenlaparteinferior.Esto implicaqueunladodelmotoralcancetemperaturasde150Cyelotro superelos1000C,loqueprovocaunatendenciaaladeformacinenel estator. Esta deformacin puede desembocar en fugas que empeoran an ms el fenmeno de la delicada estanqueidad. -Poca eficiencia en grandes unidades motoras. -Altoconsumodeaceitelubricante.Debidoalmalsellado,partedelaceite llegaamezclarseconelcombustibleysequemaconl,conel consiguienteaumentoenelconsumodeaceiteyenlasemisiones contaminantes producidas. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 31 de 151 3. EL MOTOR RADMAX. 3.1. INTRODUCCIN ElmotorRadmaxesunmotorrotativodecombustininternacuyatecnologa pertenecealaempresaRegTechnologiesInc./RegiU.S.Inc.,consedeen Richmond,Canada,lacualtienelalicenciarespectiva.Latecnologaenlaquese basa el motor Radmax es tambin aplicable a bombas y compresores adems del uso comomotorrotativodetipoDieseldecombustininternayexternaqueeslalnea principal de investigacin de la empresa. Enunmotordecombustininternaalternativode4tiempossedesarrollauntiempo porcadacarreradelpistn,loqueconllevaqueelciclocompletorequierados revoluciones del cigeal para completarse. ElmotorrotativoRadmaxestambinunmotorde4tiempos.Lascmarasde combustinqueseformanentreelrotor,lasparedesdelacubierta,laspaletasyla superficieonduladadeldisco-levavaransuvolumenmientraslaspaletasseven obligadasaavanzarporelcaminoondulantequediscurreentrelosdosdiscos-levas durantelarotacin.Comoelrotortiene12paletaselmotorescapazdeproducir24 explosiones en cada rotacin; doce en la parte superior del rotor y doce en la inferior. La empresa propietaria de los derechos de explotacin asegura que el motor Radmax tieneentre2y3vecesmspotenciaypesalamitadqueunmotorWankeldelas mismas dimensiones. Simplicidad, potencia y eficacia parecen ser los puntos clave en este tipo de motor. Reg Technologies Inc. posee la patente mundial sobre la tecnologa del motor rotativo RadMaxmientrasqueREGIU.S.Inc.poseelosderechosestadounidenses.Reg technologiesInc.haestadoimplicadaenlainvestigacinyeldesarrollodelmotor RadMaxdesde1987.ElobjetivodelaEmpresaesobtenerlalicenciaparala comercializacindelmotory/oparticiparconjuntamenteconotrasempresaspara desarrollar productos que empleen motores rotativos RadMax. En abril del ao 2007, REGI U.S. Inc. form una compaa filial en Washington con la intencindeconseguircontratosconelejrcitoestadounidensequepermitieranla evolucin, prueba y desarrollo de sus motores en prototipos de uso militar. Afechadehoy,sehaconstruidounmotorrotativoRadmaxdetipodieselyseest planeando el desarrollo de un generador rotativo para aplicacin en vehculos hbridos. Con anterioridad, la empresa ha diseado y construido una bomba de aire para uso en sistemasdecluladecombustibleascomounabombadeaireparalaregulacin lumbarenasientosdeautomviles.Tambinseconstruyuncompresorpara unidades de aire acondicionado para una compaa de autobuses. Con el objetivo de ampliar la informacin tcnica sobre el motor Radmax en su versin dieselmepuseencontactoconRegTechnologiesInc.Larespuestaqueobtuvees queactualmenteestncentradosencompletarlafasedediseoesteveranoyuna vez la hayan completado continuarn con la fase de prototipado y de pruebas. Cuando esto suceda la empresa facilitar detalles tcnicos adicionales sobre el motor RadMax. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 32 de 151 Tampocorespondieronaotraspreguntassobrelossistemasderefrigeraciny lubricacin,materialesusados,etc.excusndoseenqueenestaetapadedesarrollo nopuedenproporcionarciertainformacin.Detodasmanerassquemeinformaron queactualmenteestntrabajandoenunsistemadelubricacinaaltapresinpara reducir la friccin entre componentes. Eldiseodeestemotoresbastantediferentealdelpionerodelosmotoresrotativos decombustininterna:elmotorWankel.Aprimeravistadestacalasencillezdesu concepto con lo que habr que comprobar si verdaderamente lo es o no. Figura 3.1. Vista interior del motor rotativo Radmax.Instante en el que se produce la combustin de la mezcla contenida en una de sus cmaras. 3.2. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO 3.2.1. Descripcin general del motor: El motor consta de un eje que tiene acoplado un rotor que gira dentro del camino que formandosdiscos-levascuyassuperficiessononduladas.Losdiscos-levasse mantienen estticos. Tanto el rotor como los discos-levas estn envueltos lateralmente porunacubiertallamadacubiertalateral.Elrotoralberga12paletas,lascualesvan montadas radialmente y en paralelo al eje y se deslizan alternativamente arriba y abajo debido a la ondulacin de la superficie de los discos-levas. El movimiento de las paletas se consigue gracias a que el camino por donde estas se muevennoeslinealsinoondulante.Deestamaneraestaspiezashacenquelas paletas oscilen hacia arriba y hacia abajo como hara una leva en un motor alternativo. Es por esto que llamamos discos-leva a estas piezas del motor. Adems cada una de laspaletasdisponedeunresaltoosalientequecorrepordentrodeunagua acanalada en la superficie interior de la cubierta lateral. As con la conjuncin de estos dossistemasseconsigueeldesplazamientoalternativodelaspaletas.Lascmaras de trabajo quedan delimitadas por el cuerpo del rotor, la superficie de los discos-levas, lacubiertalateralylaspaletas.Asimismo,elvolumendeestascmarasde MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 33 de 151 combustinvara(aumentaydisminuyealternativamente)conelmovimientodelas paletas deslizantes durante la rotacin. Figura 3.2. Despiece del motor Radmax. Aunqueeldiseopodrautilizarslodospaletas,laversinactualdeestetipode motor dispone de 12 paletas las cuales generan 24 cmaras de trabajo, con lo que se desarrollan a la vez 24 fases del proceso decombustin por cada rotacin. Esto hace queelmotorseacapazdegenerar3CV/1kg.aproximadamente,mientrasqueun motordecombustininternaalternativoofreceunarelacinde3CV/8,84kg. aproximadamente.Elmotortieneunarelacindecompresinde20:1,quelohace idneoparaquemarunagrancantidaddecombustiblesincluyendoelgasoil.Estos combustiblesson:gasolina,etanol,gasnatural,propano,gasoileinclusoseestn realizando pruebas con hidrgeno lquido. En comparacin con el motor de combustin interna alternativo que suele tener unas 40piezasmviles,elmotorRadmaxslotiene13partesmviles(elrotorylas12 paletas).Estoesdebidoaqueelrotorylaspaletasreemplazanelsistemade distribucin,lasbielas,lospistones,loscilindrosylasvlvulasquetendraunmotor alternativo. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 34 de 151 3.2.2. Evolucin termodinmica: Explicar la evolucin de la masa fresca que entra en el motor y los procesos que sufre ensuinterioresmscomplicadoenestemotorqueenotrastipologasvistas anteriormenteyotrasquesevernconposterioridad.Estoesdebidoalaforma cilndrica que tiene el motor Radmax y a que el mismo proceso al que se ve sometida la masa fresca de combustible se lleva a cabo a la vez en doce recintos separados. Paraconseguirunacorrectainterpretacindelfuncionamientoseutilizaruna secuencia de imgenes que viene a ser la representacin en plano de lo que se vera si a partir de un corte realizado en la cubierta lateral observramos su interior mientras giramos a su alrededor 360. Adems en estas imgenes se puede observar como se repiten los procesos tanto en la parte superior como en la parte inferior del rotor. 1r Tiempo: ADMISIN: Lamezclaaire-combustibleseinyectaacadaunadelascmarasdecombustina travs de las lumbreras de admisin. Las lumbreras de admisin son canales pasantes labradosenelinteriordelosdiscos-levasinferiorysuperior.Recordemosquelas cmarasdetrabajoenestemotorestndelimitadasporelrotor,laspaletas,los discos-levasy las paredes de la cubierta lateral. La ranura acanalada realizada enla superficieinteriordelacubiertalateraltienelafuncindereforzarelguiadodelas paletas a travs del hueco que dejan entre s los dos discos-levas. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 35 de 151 2 Tiempo: COMPRESIN: Despusdellenarsedemezcla,lascavidadesquedaninmediatamenteencerradas cuandolapaletaposteriordecadacmaraacabasupasoporlalumbrerade admisin.Justoeneseinstanteyduranteunafraccinmuypequeadetiempoel volumendelacmaradetrabajonovara.Peroinmediatamentedespusy coincidiendoconelpasodelacmaraporelsenosuperiordelcaminoondulado sinusoidal, el volumen de la cmara de trabajo empieza a disminuir. En este momento empiezalacompresin.Estadurahastaquelacmaraalcanzaelvalledelcamino sinusoidal. En ese punto la compresin es mxima. 3r Tiempo: EXPLOSIN-EXPANSIN: MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 36 de 151 Laignicindelamezclaseproducemedianteunabujao,enelcasodelaversin diesel,instantneamentecuandolatemperaturaalcanzadamediantelacompresin hace que la mezcla se inflame. Al producirse la combustin, los gases comprimidos en lacmaradetrabajo (ahoracmaradecombustin)seexpandencontralasparedes que forman la cmara (rotor, paleta anterior y posterior, superficie ondulada del disco levayparedinternadelacubiertalateral.De todasellas,lasnicas quenoson fijas son el rotor y las paletas y como el rotor no tiene movimiento axial, el resultado es que losgasesempujansobrelapaletaanterior.Estapaletaeslaqueseencuentraenel costado de la cmara de combustin en el que est aumentando el volumen. Con todo esto se consigue realizar trabajo sobre el rotor y por tanto que este gire en el sentido correspondiente (marcado con flechas en el esquema). Recordemosqueseproducen24explosionesporcadarotacindelejecoincidentes con las 24 cmaras de combustin que se forman en el interior del motor Radmax tal y comosepuedeobservarenlasimgenesexplicativas.12deestasexplosionesse producen en la parte superior del rotor y las otras 12 en la parte inferior. 4 Tiempo: ESCAPE: Alllegarlacmaradecombustinalsiguientesenosuperiorensucaminoentrelos dos discos-levas el volumen de la cmara ya no puede aumentar ms con lo que los gasesyanoproducentrabajosobreelrotor.Enestemomentosehacenecesariala evacuacindelosgasesquemadosyesjustoeneseinstanteenelquelapaleta anterior descubre la lumbrera de escape a su paso por ella. Losgasesescapaninicialmentedebidoalaposiblemnimapresinalaqueanse encontrabanyactoseguidosefuerzasuevacuacin.Estaevacuacinforzadase produceporladisminucindelvolumendelacmaradetrabajoamedidaqueesta sigue su curso hasta el valle siguiente del camino sinusoidal. Comoseobservaenelesquemaanterior,laslumbrerasdeescapeseencuentran perforadas en los discos-levas inferior y superior. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 37 de 151 3.3. ELEMENTOS DEL MOTOR 3.3.1. Disco-leva: Eldisco-levaesunelementocilndricoconsuperficieondulada(sinusoidal)cuyafuncinesaumentarydisminuirelvolumendelascmarasde trabajoenconjuncin conelmovimientodelrotorydelaspaletas,lascualessevenforzadasaseguirel camino ondulante que se forma entre los dos discos-levas de los que se compone el motor Radmax. En su interior tiene taladradas las lumbreras de admisin y de escape as como los conductos en los que se alojan las bujas (en el caso de las versiones de encendido provocado). Figura 3.3. Disco leva inferior.Se pueden apreciar las lumbreras de admisin y de escape y los orificios para las bujas. 3.3.2. Rotor y eje: Elrotoresuncuerpocilndricoquetieneunorificioconchavetaensucentroporel cualseacoplaalejeconelcualessolidario.Elcuerpodelrotorestdivididoen sectores angulares los cuales formarn parte de cada una de las cmaras de trabajo unavezensambladotodoelconjunto.Parasepararcadaunadelascmarasse empleanlaspaletaslascualesdiscurrenentrelosestrechoscanalesquehayentre cada sector angular. Figura 3.4. Vista del rotor.Tambin se observan las ranuras en las que se mueven las paletas MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 38 de 151 3.3.3. Estator: ElestatordelmotorRadmaxseraelequivalentealconjuntoformadoporelbloque motor y la culata de losmotores alternativos. Elestator est formado por tres partes: una perifrica, que envuelve al rotor y las paletas y a la que llamamos cubierta lateral; y otras dos, una en cada cara de la cubierta lateral, llamadas tapas de la cubierta. Las superficies interiores de la cubierta lateral del estator y de las tapas de la cubiertadeben ser muy deslizantes para que puedan mantener un contacto continuado con las paletassinproducirseundesgasteprematurodesussuperficies.Lacubiertalateral estsometidaagrandespresionesytemperaturasenalgunaszonasymomentos concretos.Debidoalafaltadeinformacinencuantoalsistemadelubricacin desconocemosdequmanerasegarantizalalubricacinentreestasuperficieylas partes mviles que tienen contacto con ella. Encuanto a la refrigeracin, la situacin de desinformacin es la misma, aunque debido a la forma del conjunto parece que la solucin ms razonable sera realizar unas canalizaciones en el interior de la cubierta lateral por donde fluya el refrigerante. Lazonadondeserealizalaadmisindelamezclaestexpuestaaunatemperatura menormientrasquelazonadecombustin-expansinestexpuestaaelevadas temperaturas.Portanto,lascanalizacionesderefrigeracinpodranserdediferente seccin segn la necesidad puntual de refrigeracin en cada zona del motor. 3.3.4. Paletas y elementos de sellado: Es evidente la necesidad de elementos de sellado entre todas las superficies mviles. De especial importancia para el rendimiento del motor es el sellado de las cmaras de trabajo.EnesteaspectotampocoseproporcionainformacinporpartedeReg technology Inc. Analizandoelmotorresultanevidenteslosprincipalespuntossusceptiblesdesufrir fugas: -Unin entre las paletas y los discos-levas. -Unin entre las paletas y la cubierta lateral. -Unin entre paletas y eje del rotor. -Unin entre paletas y rotor. En la siguiente imagen se pueden ver estas fugas. En verde se han marcado las fugas de masa fresca comprimida y en amarillo las fugas de gases en expansin. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 39 de 151 Figura 3.5. Vista interior. Una solucin sera emplear segmentos al estilo de los utilizados en el motor Wankel. Estosdeberanlocalizarseenlosmismossitios quesehanenumerado comopuntos susceptiblesdesufrirfugas.Observandoesospuntossepuedededucirquelas paletasdeberandisponerdesegmentosenlatotalidaddesussuperficiesyaque todas ellas tienen movimiento relativo con otras superficies. Por tanto la estanqueidad delapaletaentodassussuperficiesesclaveparaevitarlasfugasdeestetipode motor. El diseo de estos segmentos parece ser el principal problema. Adems la presin que ejerceran lossegmentos(debido a la fuerza centrfuga y a la inerciadelaspaletasensumovimientoascendente-descendente)ylosgases quemados, desgastaran las superficies de los discos-levas, de las cubierta lateralesy del rotor o de la paleta en la zona en contacto con el rotor (segn la solucin que se adopte en la zona de contacto entre paleta y rotor). Porlotantoparecetambinnecesarialaaplicacindetratamientos superficialesque disminuyan los efectos del roce entre los elementos. En el caso del motor Wankel se hanvistovariassolucionesquepuedenserigualmentevlidasaqu:cromarla superficie, niquelarla o emplear aleaciones de molibdeno. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 40 de 151 3.4. VENTAJAS E INCONVENIENTES 3.4.1. Principales ventajas: -Encomparacinconelmotordecombustininternaalternativoquesuele tener unas 40 piezas mviles, el motor Radmax slo tiene 13 partes mviles (el rotor y las 12 paletas). Esto hace que aumente la fiabilidad -Motortotalmenterotativo.Lascmarasdecombustinsereparten alrededor del rotor equilibrndolo y adems el rotor acta como un volante deinercia.Sereducenmucholasvibracionesencomparacinconlos motores alternativos debido a que todas las piezas que lo constituyen giran en el mismo sentido. -Ausencia de vlvulas de admisin y de escape. Como en el caso del motor Wankel esto conlleva evitar las complicadas distribuciones de los motores 4 tiempos. -Trabajo motriz durante el 100% del ciclo. Como se ha indicado, se realizan 24 explosiones por rotacin que garantizan un empuje casi lineal medido en el eje de salida. -Capacidad de quemar varios combustibles. -Alta eficiencia en la combustin. -Amplia variedad de usos posibles, desde uso como condensador minsculo a motor de jet comercial y/o militar. Otros de los usos que estn en estudio sonlosreferentesalaaplicacinencompresoresdeaireacondicionado, automviles hbridos y la generacin de energa en plantas generadoras. 3.4.2. Principales inconvenientes: -Dificultad de sellado. Este es el mayor inconveniente que presenta el motor rotativoRadmaxytambineltalndeAquilesdelosdemsmotores rotativos. -Eldiseodeunsistemadelubricacinverdaderamenteeficaz(anpor desarrollar)seprevmuydificultoso.Lasolucinderealizarlalubricacin mediantelamezcladellubricanteconelcombustiblenoparecelams adecuada por el aumento de emisiones y depsitos que se producen.

MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 41 de 151 4. LA QUASITURBINA 4.1. INTRODUCCIN: Laquasiturbinaesunmotorrotativodecombustininternadeflujoconstanteideado enelao1993.Comolamayoradelosdemsmotoresrotativostratadoseneste trabajo, est an en desarrollo. LosinventoresdelaquasiturbinasonRoxanSaint-Hilaire,queesingenieroelctrico porlaEscuelaPolitcnicadeMontreal,suhermanoYlianSaint-Hilaire,doctoradoen informtica por la Universidad del Qubec en Montreal y el padre, Gilles Saint-Hilaire, que es fsico termonuclear, y que bsicamente es el inventor del concepto. Laquasiturbinaesunamezcladetresconceptosdemotor:seinspiraenlaturbina, perfecciona el motor de pistn y mejora el concepto Wankel. Es bsicamente un motor de fluido continuo en la admisin y el escape ya que mientras un motor de combustin internaalternativode4tiemposrealizalas4fasesdelcicloen2rotacionesdel cigeal, la quasiturbina completa 32 fases en dos rotaciones de su eje (8 ciclos). Estetipodemotornoseempleaanenningunaaplicacinrealaunqueen2004se realiz una prueba con un motor tipo quasiturbina instalado en un kart. Actualmente la quasiturbina se encuentra en fase de prototipo. 4.2. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO: 4.2.1. Descripcin general del motor: La quasiturbina es un motor que no dispone de cigeal, vlvulas, pistones, levas, etc. Existendosmanerasdiferentesdeconfigurarestediseo:unaconselladoresde cmarayotrasinellos.Comoseverposteriormente,losselladoresdecmarason piezas sencillas que se integran en el rotor. Para empezar, estudiaremos la versin de quasiturbina sin selladores de cmara: Este modelo de quasiturbina tiene un rotor que gira en un alojamiento casi ovalado al quellamamosestator.Elrotordelaquasiturbinaestformadoporcuatroelementos unidos llamados palas. Las cmaras de trabajo se forman entre cada una de las palas y las paredes del bloque o estator. Figura 4.1. Rotor y estator de quasiturbina sin selladores de cmara. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 42 de 151 Las superficies laterales del rotor permanecen en contacto con las tapas laterales del estatorascomotambinloscuatroextremosdelrotorcontactanpermanentemente conlasuperficieinteriordelestator,conloqueseformanlascuatrocmarasde trabajo.Comosepuedeobservarenlafigura4.2.,laspalasdisponendesalientes curvados en sus extremos. Estos salientes encajan con la ranuras curvadas labradas tambinenlosextremosdelaspalas.Estedispositivogarantizatantolauninentre palas como el movimiento necesario entre ellas. Lascuatrofasesdelciclosesucedensecuencialmentedentrodelestator.Noes necesarioelusodecigealparaobtenerelmovimientorotativodelejedesalida como sucede en los motores de combustin interna alternativos; aunque, obviamente, se necesita una conexin entre el rotor y el eje de salida. Figura 4.2. Seccin de la quasiturbina sin selladores de cmara. Losmotoresdequasiturbinaconselladoresdecmarasebasanenelmismo conceptoqueeldiseoanteriormentecomentado,conlasmodificacionesoportunas para permitir el fenmeno de la fotodetonacin. Una de sus caractersticas distintivas esqueensuinteriorexistepocorozamientodebidoaquelosvrticesdelrotorse montan en los selladores de cmara y sus ruedas respectivas. Figura 4.3. Seccin de la quasiturbina con selladores de cmara. Lafotodetonacinesunmododecombustinquerequieremuchacompresinpero producemayorpotenciaquelaquepuedenofrecerlosmotoresalternativosuotros motoresrotativos.Paraentendermejorelconceptodefotodetonacinespreciso MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 43 de 151 aclararlasdiferenciasentrelosdiferentestiposdeencendido.Losmotoresde combustin interna se pueden dividir en cuatro categoras en funcin de la calidad de la mezcla aire-combustible y en funcin del tipo de encendido de la mezcla: 1.Motoresenlosqueelaireyelcombustiblesemezclanenelconductode admisin.Cuandolachispaenciendeelcombustible,lallamaavanzaporla mezcla,quemandoelcombustibleasupaso.Sonlosllamadosmotoresde gasolina. 2.Motordeinyeccindirectadegasolina.Lamezclaserealizaenelinteriordel cilindro.Elaireentraatravsdelavlvuladeadmisinyelcombustible mediante un inyector. La mezcla se enciende mediante una buja. 3.Elaireseintroduceenlacmaradecombustinysecomprimefuertemente. Una vez comprimido se inyecta el combustible, el cual se autoinflama debido a la alta presin y temperatura existente. Son los llamados motores diesel. 4.El ltimo tipo de encendido es una combinacin de las mejores cualidades de los motores de gasolina y de los diesel. Consiste en comprimir fuertemente una cantidad previamente mezclada de combustible y aire hasta que el combustible se autoinflama. Este fenmeno se conoce como fotodetonacin. Tambin se conocecomoHCCI(HomogeneusChargeCompressionIgnition)porque empleaunamezclahomogneaytienecombustinporcompresin.Estetipo decombustinaparentementenoproduceprcticamenteemisionesde NOxy tieneunrendimientodecombustinmuysuperioralosdemssistemasde encendido. Los motores con fotodetonacin (entre ellos, la quasiturbina con selladores de cmara)quemancompletamenteelcombustible,sindejarhidrocarburos inquemadosevitandolaconsiguientenecesidaddeeliminarlosenun catalizadorodesafortunadamenteexpulsarlosalaatmsfera.Otradelas ventajasdelencendidoHCCIesquelaignicinocurreenvariospuntosdela mezclaalavezconloquetodalamezclasequemasimultneamente.No existeunpuntoexactodondeempiezalacombustin,comosucedeenel encendido por chispa, en la que esta se produce en la buja. Esto conlleva que el proceso deba ser controlado mediante microprocesadores. Tabla 4.4. Tipos de encendido de la mezcla para motores de combustin interna Mezcla homognea aire-combustible. Mezcla heterognea aire-combustible. Encendidopor chispa. Tipo 1: Motor de gasolina. Tipo 2: Inyeccin directa de gasolina (motor GDI). Autoencendido. Tipo 4: Motor de fotodetonacin (HCCI). Tipo 3: Motor Diesel. MOTORES ROTATIVOS. Tipologas y combustibles alternativos. Pgina 44 de 151 Laaltapresinnecesariaparaqueseproduzcalafotodetonacinproducegrandes tensionesentodosloscomponentesdelmotor.Debidoaesto,losmotoresde combustin interna alternativos no pueden resistir la fotodetonacin. Por otra parte, los motoresrotativostradicionalescomoelWankel,quetienencmarasdecombustin ms alargadas y por tanto ven limitada la compresin que pueden conseguir, tambin son incapaces de producir la fotodetonacin. El diseo dela quasiturbina con selladores de cmara se ha