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IL MOTORE WANKEL O'PRESIDENTE PER FEDERICO & C.
Carissimi Amici , Sicuramente non riscuoterà un gran successo di lettura questa piccola cronaca su un motore ai più sconosciuto e di rara applicazione. Ma bisogna pur “accontentare” i “provocatori” alternativi … e quindi con il contributo di Ettorone,Renatino e personale ,cercherò di “ammosciarvi” il meno possibile ,dedicandovi qualche paginetta di storia tecnica … non tanto lontana. Siete pronti ?! Bene … cominciamo con calma ….
Felix Wankel era il tipico personaggio illuminato, uno di quelli che riesce a trasformare un’idea semplicissima in qualcosa di geniale. Il suo nome e buona parte vita sono indissolubilmente legati al particolare propulsore che brevettò. Nato nel 1902 a Lahr, poco lontano dal confine svizzero-tedesco, fin da giovane Wankel dovette scontrarsi con le difficoltà economiche della propria famiglia. Rimasto orfano di padre, morto sul fronte della Prima Guerra Mondiale, dal ’21 fu impiegato come addetto alle pubblicazioni scientifiche in una libreria universitaria ad Heidelberg. La depressione degli anni Venti, gli fece perdere il lavoro dopo pochi anni e, nel 1924, Wankel si aprì una propria libreria sempre ad Heidelberg. Nello stesso anno, rivedendo i progetti del motore rotatorio di Ramelli del 1588 e le evoluzioni che si sono succedute negli oltre tre secoli dall’idea originaria, ebbe il lampo di genio del motore rotatorio, che si concretizzò con un brevetto del 1927. Ben presto iniziarono i contatti con i costruttori tedeschi, da cui nasceranno proficue collaborazioni, limitate però alla sola sperimentazione. La Seconda Guerra Mondiale bloccò gli studi che, appena terminato il conflitto, ripresero di gran lena. Il rapporto più stretto Wankel lo strinse con la NSU che, successivamente, entrò in joint-venture con Citroën e Toyo Kogyo, ovvero la Mazda, i cui vertici rimasero affascinati dal motore rotativo in sperimentazione presso la NSU. Nel 1957, quindi, Felix fonda la Wankel Gmbh. per gestire commercialmente il brevetto. Interlocutore unico della Wankel Gmbh rimase la NSU con cui Citroën e Mazda strinsero di collaborazione tecnica senza essersi mai relazionate commercialmente con Felix Wankel.
LA TECNICAIl segreto del Wankel sta nella sua semplicità: non ha parti in moto alternato e non ha organi della distribuzione che, inevitabilmente, contribuiscono a peggiorare il rendimento del classico motore a ciclo Otto. Il Wankel è costituito da una camera di combustione (Statore) a sezione “pressoché” ovale con una strozzatura appena percettibile all’altezza della mezzeria. Tecnicamente, tale forma è detta epitrocoide: in pratica è molto simile a quella di un’arachide, una nocciolina, dalle curve un po’ smussate. All’interno di questa camera ruota eccentricamente, perché calettato su un ingranaggio di tipo epicicloidale, il rotore, ovvero un blocco di metallo a sezione triangolare con i lati lievemente convessi (giusto per cercare altre analogie, è la forma del logo Lancia).
Il rendimento del Wankel è elevatissimo per due motivazioni. La prima è facilmente intuibile: a differenza di un motore a pistoni, in cui la fase utile (ovvero quella in cui si genera energia) e solo quella di scoppio, mentre per tutto il resto della corsa il pistone consuma energia perchè trascinato dall’inerzia (nel caso dei monocilindrici) o dal lavoro degli altri pistoni, per ogni giro del rotore le fasi utili sono ben tre, una per ogni lato dello stesso. La seconda motivazione risiede nell’assenza dei manovellismi presenti, invece, sui motori a pistoni e che contribuiscono al dispendio energetico. Il Wankel non ha bielle, non ha alberi a camme, né valvole. Ha il 40% di componenti in meno, e non ha parti in moto alternato: un bel vantaggio. Il motore rotativo è in grado di girare a regimi impensabili per altri propulsori, senza danni. E poi, rendimento elevato significa elevate potenze specifiche o, in altri termini, bassi consumi.
Perché, allora, nonostante queste caratteristiche geniali, il motore rotativo e rimasto sostanzialmente legato alla caparbietà della sola Mazda anziché essere diffuso capillarmente come sarebbe logico aspettarsi? I due problemi sono correlati tra loro e generano una serie di altri inconvenienti. La differenza di temperatura tra i due lati dello statore è un grave handicap per il rotativo, dalla soluzione pressoché impossibile. In pratica il lato corrispondente alla camera di scoppio che, lo ribadiamo è dedicato solo alle fasi di compressione e combustione, raggiunge facilmente temperature nell’ordine dei 1000°C, mentre nel lato opposto, in cui ci sono le luci di aspirazione e di scarico, difficilmente si va oltre i 150°C. Le conseguenze di tale disequilibrio termico sono facilmente immaginabili, soprattutto relativamente alle sollecitazioni subite dai metalli. Un buon impianto di raffreddamento, ben dimensionato e dalla circolazione studiata accuratamente riesce a lenirne in qualche misura le conseguenze, senza però annullarle del tutto.
La scarsa resistenza dei segmenti, poi, genera una serie di altri inconvenienti. La perdita di compressione e quindi il peggioramento del rendimento, è il più semplice da intuire, ma ce n’è un altro, più subdolo: l’inquinamento della miscela. Visto che la separazione tra le camere la fanno i segmenti stessi, è ovvio che un segmento usurato lasci filtrare, senza troppe remore, i gas combusti verso la camera di aspirazione, che è stretta tra la camera di scoppio e quella di scarico e riceve, quindi, aria “sporca” da entrambi i lati. Causando anche problemi di emissioni. Questo è uno dei motivi per cui il Wankel è rimasto relegato alla sola combustione a benzina: un diesel avrebbe un rapporto di compressione troppo elevato, da essere insopportabile per i segmenti. L’unico Wankel diesel allo studio è stato disegnato dall’Università della W. Virginia ma non è ancora stato realizzato.
Il futuro? È difficile dire qualcosa al riguardo. Teoricamente il motore rotativo sarebbe adatto alla combustione dell’idrogeno, totalmente pulita, e per questo quasi esente da fenomeni di inquinamento dovuto all’usura dei segmenti, ma è troppo presto per parlarne. Certo, a ben pensarci, nonostante il continuo avanzare della tecnologia, con leghe sempre nuove, è un po’ mortificante sapere che, per problemi che nessuno ha ancora risolto del tutto, siamo obbligati a relegare in un angolino il geniale Wankel
La prima auto con motore rotativo fu la NSU Spider Wankel, prodotta tra il 1964 e il 1967. Cronologicamente, seguì alla scoperta tedesca la Mazda Cosmo Sport 110L. Quando, nel 1968, la NSU presentò la Ro80, berlina di prestigio, secondo modello propulso da un Wankel e ultima creazione con il marchio della Casa di Neckarsulm; la Mazda dava i natali ad una nutrita famiglia di vetture a motore rotativo, la cui discendenza arriva fino ai giorni nostri, con la bella coupè RX8. Riguardo alle Citroën, invece, il discorso è molto ristretto. Dopo la “strana” coupè M35, una sorta di AMI8 “tagliata”, prodotta per sperimentalmente dal 1969 al ’71, rispettivamente in 6, 212 e 49 unità; solo la GS Birotore ha avuto un minimo seguito commerciale. Tra il ’74 e il ’75 è stata prodotta e commercializzata in circa 870 esemplari. Era inoltre allo studio anche una CX Trimotore, mai realizzata industrialmente. Alla produzione in serie (o pseudo tale) di NSU, Mazda e Citroën, si è affiancata negli anni una cospicua famiglia di motocicli, aerei e veicoli di ogni tipo, oltre all’attività di ricerca da parte di molti costruttori. Tra il ’62 e il 1970, la Mercedes Benz realizzò quasi una decina di prototipi tra cui le famose C111 a tre e quattro rotori (realizzate tra il 1969 e il 1970) e una 350 SL Quadrirotore utilizzata normalmente da Wankel stesso. Alla Mercedes si affiancò la GM, con i prototipi Chevrolet e la American Motors, che realizzò una versione rotativa della sua Pacer.
MOTORE WANKEL NSU RO 80per i più smaliziati : notare i freni a disco all’uscita dei semialberi … che vi ricorda?
NORTON WANKELmoto effettivamente prodotta e usata anche in competizioni …
Carissimi pazienti Amici , Forse Vi sarete “leggermente” rotti i cosidetti … ma queste moto e queste auto … sono veramente esistite. Personalmente ebbi il piacere di andare in una NSU RO 80 … auto molto lussuosa … ben fatta … ma che dirvi (?) … il bialbero di PORTELLO (!!) era un’altra musica !! Le moto con il rotativo non hanno avuto successo, anzi sono stati dei veri flop come del resto le auto. Oggi solo la MAZDA RX5 produce un’auto con motore rotativo … tra l’altro molto costosa. Caro Federico “WINDOW” spero d’essere stato quasi esaustivo senza addentrarmi troppo nella tecnica per il pudore di non annoiare il resto della BANDA! Non prendete l’abitudine … parliamo di cose più terrene …. Grazie a Ettorone e a Renatino. MITICO O’ PRESIDENTE
