Mazda, la storia del motore rotativo che punta...

FOCUS

Mazda, la storia del motore rotativo che punta al futuro

Gianluigi Giannetti

Dopo quasi 60 anni di affinamenti e investimenti, l'idea resta rivoluzionaria: compattezza e prestazioni che hanno spinto auto da ricordare ora diventano l'arma in pi¨´ per estendere l'autonomia delle batterie nelle auto elettriche

Cilindri, pistoni e poi l'unica alternativa radicale ma possibile all'architettura classica del motore a scoppio. Dal 1961, Mazda ha legato indissolubilmente il suo nome all'idea del propulsore rotativo. La casa giapponese resta tutt'oggi l'unica al mondo ad aver usato un rotore di forma triangolare che, con un movimento eccentrico all'interno di una camera di scoppio, riproduce le classiche fasi dei motori a quattro tempi. Una differenza netta, arrivata con il debutto al pubblico nel 1964 della coup¨¦ Cosmo Sport, e che ha chiuso il suo primo ciclo con la sportiva RX-8, uscita di produzione nel 2012.?

Un percorso che ha portato a modelli di successo, nuovi standard di progettazione meccanica e una lunga serie di vittorie sportive culminate con quella nella 24 Ore di Le Mans del 1991, con la 787B, prima ed unica affermazione sul circuito della Sarthe per una vettura che non utilizzava un propulsore e cilindri e pistoni tradizionali. Una strada percorsa in modo non convenzionale, esattamente come lo sar¨¤ quella che aspetta il motore rotativo nel suo secondo ciclo di vita, che lo vedr¨¤ non pi¨´ protagonista della trazione alle ruote, ma con il nuovo ruolo di Range Extender. Pi¨´ che mai torneranno sotto i riflettori le sue doti di compattezza e assenza di vibrazioni, stavolta come chiave per un suo utilizzo come generatore di energia di bordo, capace cio¨¨ di estendere l'autonomia delle batterie nella nuova generazione di vetture elettriche Mazda. I vantaggi di sempre, che trasformano 60 anni di investimenti e ricerca in un fattore competitivo.

Motore rotativo: Due uomini al comando

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L'idea arriva quasi quando nasce chi la porter¨¤ a compimento. E' un duetto quello attorno al motore rotativo, conosciuto anche come Wankel perch¨¦ la storia ne attribuisce l'invenzione nel 1923 al tedesco Felix Wankel. Gli si deve la ricerca di una alternativa al motore come ancora comunemente lo immaginiamo, alla sua inefficienza congenita: quel moto alternato dei pistoni che, nei punti morti superiore e inferiore, invertono la direzione e dunque bruciano inutilmente una grande forza. Sarebbe stato possibile utilizzarla invece con un moto rotatorio; questo pensa Felix Wankel il quale nel dopoguerra si trasferisce con intuizioni, armi e bagagli al servizio della fabbrica automobilistica tedesca Nsu dove nel 1957 mette a punto il primo esemplare di motore rotativo funzionante. Bisogner¨¤ attendere il 1964 per l'arrivo della Nsu Spider, tecnicamente prima vettura ad adottare questa soluzione, nonostante per¨° ne fosse pianificata la produzione in piccola serie, non andata poi oltre le 2.500 unit¨¤.

A metterci il coraggio che in un Giappone da ricostruire non mancava, pensa invece Mazda la quale nel 1961 acquista la licenza di produzione del motore Wankel. Affida l'idea nata nel 1923 alle mani di un ingegnere nato poco prima. Kenichi Yamamoto rester¨¤ nella storia dell'auto per il genio d'aver visto sempre lontano, con quel lusso d'aver perfino immaginato una icona come la Spider MX-5 nel 1979. Ma nel 1961 raduna un gruppo selezionatissimo di 47 tecnici e punta sul primo obiettivo.

Come funziona il motore rotativo Mazda

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L'equilibrio ideale di un motore sta nell'utilizzare le forze altrimenti disperse e ottimizzare l'efficienza con un numero minimo di componenti meccanici in gioco. ? evidente a tutti come il motore Wankel abbia costituito per tutti i costruttori automobilistici un richiamo clamoroso, visto che in questa soluzione mancano del tutto alberi a camme e valvole in senso classico, ma in teoria anche l'intera catena di distribuzione, oltre a qualsiasi forma di bilanciamento mediante alberi supplementari. Lo schema ¨¨ di una disarmante semplicit¨¤. Il motore rotativo ¨¨ costituito nella sostanza da un rotore di forma triangolare con tre lati scavati, il quale si muove con un movimento eccentrico all'interno di cilindro chiamato statore, nel quale sono ricavate luci di aspirazione per lo scarico e per le candele. Ogni faccia del rotore forma ciclicamente nello statore tre camere di volume variabile, nelle quali si realizzano parallelamente tre cicli a quattro tempi ma sfasati di un terzo di giro di rotore. La logica della combustione resta identica e inevitabile. Il rotore innesca la fase di aspirazione creando una depressione nel volume vicino al condotto che fa entrare la miscela aria-benzina, per poi comprimerla e trasportarla verso la parete dello statore che incorpora la candela. Da qui in poi il rotore viene trasportato dall¡®espansione, generando il movimento dell'albero motore fino a che la camera arriva in corrispondenza del condotto di scarico, nel quale la pressione espelle i gas combusti .Tutto questo con una linearit¨¤ assoluta in coppia e potenza, che viene amplificata dall'aggiunta sullo stesso albero di un secondo rotore con angoli sfalsati di 180 gradi rispetto al primo.

Le regole del gioco

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Ragionare del motore rotativo come la soluzione perfetta si ¨¨ dimostrato un errore. Ci¨° che ha pagato ¨¨ stato la scelta di materiali e tecniche che ne riducessero le controindicazioni evidenti. Non ¨¨ un caso che Mercedes, General Motors e perfino Alfa Romeo abbiano nei decenni spinto per dare al propulsore Wankel un futuro produttivo, nonostante l'esperienza della Citro?n GS del 1973 e del suo motore, cronicamente carente di affidabilit¨¤ e coppia ai bassi regimi, fosse molto pi¨´ che un indizio.

Mazda nei decenni ha affrontato con molta dedizione le problematiche pi¨´ chiare, prima tra tutte quella della tenuta degli spigoli dei rotori, che nella sostanza hanno lo scopo di isolare le tre camere mantenendo un movimento senza attriti che ne mettano a repentaglio la durata, ma devono poi anche assumersi il ruolo che hanno le fasce elastiche nei propulsori tradizionali. La soluzione pi¨´ immediata ¨¨ stata quella di adottare una miscela con una percentuale di olio, che dunque facesse da lubrificante, ma con la enorme controindicazione di aumentare le emissioni inquinanti frutto della combustione.

? stato questo il primo scoglio da affrontare nei propulsori sperimentali datati 1961, salvo poi il debutto dell'unit¨¤ siglata 0810 a doppio rotore da 998 cc di cilindrata e 110 Cv di potenza, nel 1967 con la Cosmo Sport. L'orizzonte della casa giapponese cambi¨° in modo decisivo nei primi anni Settanta, con la crisi petrolifera che convinse ad adottare il Wankel solo su vetture sportive, andando nella direzione di un rivestimento dello statore con materiali ad altissima resistenza e poi compensando la mancanza di spinta ai bassi regimi con l'abbinamento del turbo. Una rivoluzione che tocca nel 1978 alla coup¨¦ sportiva Mazda RX-7 prima generazione e al suo motore 12A a doppio rotore da 1.146 cc per 160 Cv.

La Mazda RX-7 raggiunge il culmine

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Il vertice dell'evoluzione arriva con RX-7 terza generazione, anno 1991, che ospita un doppio rotore con turbocompressore sequenziale gemellato che consente una potenza di fino a 280 Cv . Resta naturalmente il problema dei consumi, alti, e della necessit¨¤ di sfruttare meglio una camera di combustione che per sua natura non ha una forma ottimale. In questa direzione Mazda introduce proprio con RX-7 un sistema a due candele per ogni rotore, con fasatura differenziata che accompagnare la miscela trasportata dal movimento rotatorio e ne razionalizza l'accensione. La svolta definitiva arriva con il propulsore Renesis 13B-MSP, che si aggiudica il titolo di Motore Internazionale dell¡¯Anno 2003 e che va a debuttare lo stesso anno sulla coup¨¦ RX-8. Ha una cilindrata di 1.308 cmc distribuita su due rotori, abbandona il turbo ma imbocca una vera e propria trasformazione genetica del motore rotativo, con un sistema di presa d¡¯aria sequenziale-dinamico, una valvola a farfalla elettronica e soprattuto nuovi iniettori ad alta efficienza. Due i livelli di potenza, 192 Cv e 231 Cv in quella variante High Power che resta lo stato dell'arte del motore rotativo anche in termini di regolarit¨¤ di funzionamento a i regimi bassi e medi. Esattamente la base di partenza per quello che sar¨¤, l'utilizzo come generatore di energia a bordo, con una regolazione a punto fisso, ovvero a regime controllato che ne ottimizza consumi ed emissioni. La soluzione che ha scelto Mazda per estendere l'autonomia delle sue vetture a trazione elettrica e dunque a batterie, cio¨¨ sfruttando l'alternativa possibile in modo diverso dal passato, ma altrettanto radicale.

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