Motor rotativo Wankel estudio dise o y construccion


Proyecto final de carrera
Ingeniería Técnica Naval
Facultad Náutica de Barcelona (UPC)

Autor: Roger Canals Noguera
Director: Manuel Rodríguez Castillo Co‐Director: Jordi Torralbo Gavilán
ÍNDICE
Prólogo________________________________________________________4
1. Introducción 5
1.1. Concreto básico de funcionamiento 6
1.2. Historia del motor rotativo Wankel 9
2. Geometría del motor 152.1. Geometría del estator 16
2.2. Geometría del rotor 18
2.3. Volumen de la cámara de combustión 20
2.3.1. Relación de compresi __21
3. Diseño de elementos 22
3.1. Elección de las dimensiones básic __23
3.2. Diseño del estator 25
3.2.1. Cargas estructurales del estat __28
3.3. Diseño del rotor 31
3.4. Diseño del cigüeñal excéntrico y engranajes fijo y rotativo 33
3.5. Sistema deadmisión y escape 37
3.6. Sistema de refrigeración 40
3.6.1. Predicción de la transferencia de energía térmica en el sistema 43
3.6.2. Refrigeración del rotor 49
3.7. Sistema de lubricación 53
3.8. Sellado 57
3.9. Sistema de ignición 60
3.10. Modelo termodinámico y prestaciones 63
4. Técnicas constructivas 69
Introducci __70
4.1. CNC (Control Numérico por Computador)71
4.2. Micro-corte lase _79
4.3. Sinterizado 81
5. Proceso constructivo de los elementos 83
Introducció _84
5.1. Construcción del rot __85
5.2. Construcción del estator y culatas 88
5.2.1. Construcción del alojamiento de la buj __91
5.2.2. Construcción de puertos de admisión y escape 96
5.2.3. Orificios para montaje de la tornillería y aletas de refrigeración 97
5.2.4.Construcción de los apoyos del cigüeñal 99
5.3. Construcción del cigüeñal 102
5.4. Engranajes 107
5.5. Juntas de culata 108
6. Montaje del motor 110
7. Puesta en marcha 122
7.1. Preparativos para la puesta __________123
7.2. Puesta en marcha y correcciones de los defectos de fabricación 126
7.2.1. Segunda puesta en marcha 128
8. Conclusiones 130
BIBLIOGRAFÍA 134
ANEXOS 137
ANEXO I:Programas CNC para la fabricación de component __138
ANEXO II: Planos de los componentes fabricados 170

PRÓLOGO.
El motor rotativo ideado por Felix Wankel supuso en su época una revolución de la ingeniería mecánica, no obstante su implementación en la industria no se extendió de forma considerable. Pese a todo sigue siendo una alternativa palpable a los motores alternativos de combustión interna eincluso mejor si lo que se busca son altas prestaciones, por ello estudiar las particularidades de dicho motor sirve como base del proyecto presente, teniéndose en cuenta su geometría, funcionamiento y propiedades.
Analizar en una primera aproximación la geometría y funcionamiento de la máquina rotativa introduce al lector al principio de operación de éste tipo de tecnología. Enmarcarhistóricamente al motor permite entender el porqué y como del desarrollo.
Una vez se analizan las bases del motor rotativo, se procede al estudio de diseño, proporcionando las claves para gestarlo. Como existen varias soluciones para los sistemas de admisión, escape, refrigeración, lubricación e ignición se escogen en función de la sencillez que ofrecen a la construcción del motor, alcanzando un compromisoentre prestaciones y facilidad de fabricación.
El diseño de la máquina permite su construcción real. Para ello se deben estudiar y aplicar los procedimientos de mecanizado, seleccionar materiales adecuados para la construcción y finalmente construir, montar y valorar el producto realizado.

Junio 2011













1. Introducción

1.1. Concepto básico de funcionamiento.
Elesquema básico del motor rotativo Wankel consiste en unas pocas partes que actúan desarrollando un ciclo termodinámico Otto. El elemento móvil principal es el rotor, provisto de 3 laterales y vértices. Los vértices están en contacto con la superficie periférica interior del estator, de geometría trocoide y en la cual se dispone el sistema de ignición y los conductos de admisión escape....