Amore a prima vista

Taaaanti anni fa, ero giovane, incontrai ( fu amore a prima vista!) su una rivista specializzata un motore diverso dal solito a quattro pistoni studiato a scuola.

Successivamente l'ho perso di vista, ma non ho smesso di pensare a lui, e ora che Internet mi ha dato la possibilità di ritrovarlo, l'ho reincontrato con gioia!

Sto parlando del motore Wankel. Il nome gli viene dall'ideatore, il tedesco Felix Wankel, che lo presentò nel 1957 con la collaborazione della casa automobilistica tedesca NSU (ricordate la Prinz?) ora scomparsa. Ricordo che alla fine degli anni '60 se ne parlava ancora come una possibilità concreta di sostituzione o almeno affiancamento del classico motore a pistoni.

La stessa NSU, dopo le prime sperimentazioni con il Wankel dal 1963, con la Spider (1964-1967) presentò al Salone dell'Auto di Francoforte del 1967 il suo modello Ro80 (Ro sta per Rotationkolben = pistone rotante), che venne eletto Auto dell'anno 1968. La Ro80 venne costruita fino al 1977. Tuttora viene ricordata con rimpianto dagli appassionati anche sulle pagine web (che raccolgono però anche critiche), a dimostrazione di quanto interesse abbia suscitato nel pubblico.

Negli anni '70 la Scalextric fece un modellino in scala 1:32 della Mercedes C111, modello sperimentale del '69 rimasto allo stato di prototipo! A tutt'oggi è un pezzo da collezione per gli appassionati dei modellini Scalextric, ne ho trovato in rete vari esemplari in vendita. Il prototipo a scala normale potete  vederlo qui. 

Però la C111 a a tre e a quattro rotori non è stata l'unica auto in cui la Mercedes Benz abbia sperimentato il motore Wankel. La 350 SL, a quattro rotori, venne usata dallo stesso Felix Wankel. 

Anche la Citroën si interessò a questo motore, dal 1969 al 1971.

Mazda Cosmo 110

Mazda 787B a quattro rotori

Ma la Casa automobilistica che più ha creduto nel Wankel è la Mazda, che nel 1967 produsse la Cosmo Sport 110L e, modello dopo modello, è arrivata ai nostri giorni con la RX-8. Nel 1991 anzi vinse a Le Mans con la sua 787B (unica casa giapponese a vincere mai la prestigiosa 24 Ore di Le Mans!). 

L'attuale RX-8 è dotata di due rotori, con una cilindrata complessiva di circa 1.300 cc. e una potenza di 230 CV.

Mazda RX-8

Il motore, pur soddisfacente come potenza (il motore della C 111 del 1969 sviluppava con i tre rotori una potenza di 280 CV), non si è diffuso quanto era da sperare, perché fin dall'inizio si vide che presentava problemi, alcuni in parte risolti con la tecnologia e i materiali più moderni, ma quello che tuttora resta irrisolto è il notevole consumo di carburante (ma anche di olio lubrificante) - benché all'inizio fosse competitivo con le altre auto dell'epoca - oltre alla contaminazione ambientale superiore al consentito con le norme attuali (sebbene l'ultimo modello di RX-8 sia di categoria Euro 4).

Fin qui la sua storia. Ma come funziona questo interessante motore?

I motori che tutti conosciamo, quelli attualmente usati, sono in genere a quattro cilindri (ma ricordo che la mia gloriosa 500 Fiat ne aveva due, ed esistono auto potenti con 6 cilindri), in cui scorrono con movimento di vai e vieni i rispettivi pistoni. In ogni momento il motore presenta (uno per cilindro) tutti e 4 i tempi del motore a scoppio: aspirazione, compressione, scoppio (ovvero accensione e successiva espansione), scarico.

Schema del motore:
1 - Ugello di iniezione
2 - Ugello di scarico
3 - Camera esterna
4 - Camera di combustione
5 - Ingranaggio centrale
6 - Rotore
7 - Ingranaggio interno
8 - Albero motore
9 - Candele di accensione

 

Il motore Wankel invece di questi 4 cilindri con pistone scorrevole è formato da un “cilindro” o statore dentro cui un rotore ovvero un “pistone” eccentrico girevole a sezione grosso modo triangolare * crea in ogni momento tre camere, per cui si hanno contemporaneamente aspirazione, compressione, espansione: lo scarico avviene quando la camera di espansione rotando raggiunge l'ugello di scarico. I tre cicli si susseguono in sequenza, 3 volte per ogni giro completo del rotore, sono quindi sfasati di 120º, come avviene nei citati motori a 6 cilindri in linea, perciò come questi il Wankel ha meno vibrazioni di un motore tradizionale, in cui invece gli scoppi avvengono a 180º l'uno dall'altro. 

Motore della Ro80

Il moto rotatorio continuo creato dalla successione di scoppi ed espansioni viene trasmesso direttamente all'albero motore (l'asse eccentrico attorno a cui ruota il rotore): non occorre quindi il complesso sistema di bielle, albero a camme, cinghie di trasmissione che permette di trasformare il moto lineare alternativo intermittente dei motore a pistoni in moto rotatorio continuo! (Non dimentichiamo le parole di Henry Ford, che un pochino se ne intendeva! “Ogni meccanismo montato in più su una macchina è un meccanismo in più che può rompersi”)

Non ci sono valvole che aprano l'ugello di immissione e quello di scarico, poiché è lo stesso moto del rotore che li apre e li chiude.

Insomma, un vero gioiello dimenticato!

Spero che qualcuno riprenda lo studio di questo originale motore per risolvere il problema del consumo e della contaminazione, per esempio studiando un tipo diverso di carburante e di lubrificazione.


* ed ecco spiegato il perché dell'amore a prima vista: se la figura solida più affascinante è la sfera, tra quelle piane la più interessante, per me, è il triangolo!


leggi anche la seconda parte!

Questo post e la sua seconda parte partecipano al 28º Carnevale della Fisica presso il blog  Scienzaltro di Leopoldo Benacchio