El motor rotativo de Mazda en la era de los vehículos eléctricos

El motor rotativo renace en el híbrido

Mazda acaba de lanzar un vehículo propulsado por un motor rotativo, el primero desde que terminara la producción del RX-8 en 2012.

El MX-30 e-Skyactiv R-EV, salió a la venta en noviembre de 2023. (© Mazda)

En lugar de utilizar su motor rotativo para propulsar directamente el vehículo, el MX-30 R-EV recurre al motor para accionar un generador. La electricidad producida se utiliza entonces para propulsar un motor eléctrico, en una configuración generalmente denominada “híbrido en serie” o “vehículo eléctrico de autonomía extendida”. Entre los ejemplos de este tipo que ya están en producción se encuentran el e-Power de Nissan y el e:HEV de Honda (en el vehículo Honda, también se puede hacer que el motor impulse directamente las ruedas).

Sin embargo, lo que hace diferente al MX-30 R-EV es que, a diferencia del e-Power y el e:HEV, no contiene un motor de pistones alternativos (uno que se basa en el movimiento de vaivén de los pistones para generar potencia), y en su lugar cuenta con un motor rotativo Wankel que desarrolla la potencia haciendo girar un rotor triangular. Como híbrido enchufable con una gran batería, el MX-30 R-EV también puede utilizarse como un vehículo eléctrico puro.

Existe una razón por la que Mazda seleccionó la configuración híbrida enchufable de serie, un reto tecnológico, para el MX-30 R-EV: los motores rotativos se ven perjudicados por su mayor consumo de combustible y sus emisiones de hidrocarburos, y se cree que, en medio de una preocupación sin precedentes por las cuestiones medioambientales, estos inconvenientes sellaron el destino de la tecnología y fueron los motivos por los que Mazda decidió en 2011 dejar de producir vehículos con motores rotativos.

En 2013, Mazda dejó de vender el RX-8, convirtiéndolo en el último deportivo de la historia con motor rotativo. (© Mazda)

Mazda abordó los problemas de eficiencia energética y emisiones del motor combinándolo con un tren motriz híbrido enchufable de serie. Por fin, el coche estaba listo para su lanzamiento comercial. Pero, ¿por qué Mazda estaba tan empeñada en recuperar la tecnología rotativa?

Los problemas iniciales

Fue en 1967 cuando Mazda fabricó por primera vez en serie el motor rotativo, apodado en su día el “motor del futuro”. El Cosmo Sport lanzado ese año fue el segundo vehículo con motor rotativo producido en serie, siendo el primero el NSU Wankel Spider, lanzado en 1964 por el fabricante alemán NSU.

En virtud de un acuerdo tecnológico firmado en 1961, Mazda adquirió las tecnologías básicas desarrolladas por NSU, que por aquel entonces era líder en tecnología de motores rotativos. Sin embargo, a diferencia de NSU, que abandonó rápidamente la producción en serie de estos motores tras una serie de problemas, Mazda superó muchas dificultades y pasó a suministrar al mundo vehículos con motor rotativo durante casi medio siglo. Es más, NSU y Mazda son los únicos fabricantes que han producido en serie vehículos con motor rotativo, lo que significa que Mazda es el único fabricante de automóviles que ha puesto en práctica con éxito este tipo de motor.

Aunque los motores rotativos producidos por NSU suelen denominarse “motores Wankel”, en honor a su inventor, en este artículo utilizaré el término motor rotativo, que es el preferido por Mazda.

El diseño futurista del Cosmo Sport de 1967 hizo que el coche apareciera en El regreso de Ultraman. (© Mazda)

Veamos los retos que Mazda tuvo que superar para dar un uso práctico al motor rotativo. Al principio, el problema más grave eran las vibraciones (chatter marks): ondulaciones, o desgaste, que surgen en el interior de la carcasa del rotor (correspondiente al cilindro del motor de pistones alternativos) con el paso del tiempo. Fue un problema serio para asegurar la persistencia del motor rotativo. Para superar este problema, Mazda tuvo la idea de fabricar las juntas del vértice de la cámara de combustión con materiales autolubricantes a base de carbono, desarrollar nuevas técnicas de lubricación en colaboración con los fabricantes y aplicar un galvanizado de cromo duro al interior de la carcasa del rotor. Para descubrir la causa de la vibración interna responsable de las marcas de vibración, Mazda también fue uno de los primeros en adoptar el análisis computerizado en 1963.

De este modo, Mazda adquirió diversos conocimientos sobre materiales, tratamientos superficiales, análisis de vibraciones y análisis de combustión, sentando así las bases de una de las mejores tecnologías del mundo para el desarrollo de motores. Pero además de permitir a Mazda perfeccionar su destreza técnica, el motor rotativo también desempeñó un papel importante para que el fabricante floreciera hasta convertirse en la empresa de automoción integrada que es hoy.

El motor rotativo del RX-7 de la tercera generación de 1991 contaba con doble turboalimentación, lo que permitía obtener una potencia de unos 250 CV, aunque era compacto. (© Mazda)

A principios de la década de 1960, el Gobierno japonés intentó converger la industria automovilística en tres grupos principales para reforzar la competitividad internacional: un grupo de producción en serie, un grupo deportivo/de lujo y un grupo de vehículos ligeros. Mazda (conocida entonces como Tōyōkōgyō), que entró en el mercado automovilístico en 1960 con el lanzamiento de su gama de vehículos ligeros, habría sido incorporada al grupo de vehículos ligeros, pero esa idea no sentó bien a los ingenieros de Mazda, que ya soñaban con convertirla en un fabricante de automóviles integrado. Para demostrar que la empresa tenía potencial para cubrir todas las bases, los ingenieros de Mazda intentaron poner en práctica las tecnologías avanzadas desarrolladas por Mazda, y eligieron el motor rotativo como ejemplo principal.

Aunque el rápido crecimiento posterior del sector automovilístico japonés hizo que el Gobierno abandonara su plan de reestructuración de la industria, el motor rotativo desempeñó un papel importante, no solo tecnológicamente, sino también en el transcurso del crecimiento de Mazda como fabricante de automóviles.

Problemas con la eficiencia

Volvamos al MX-30 R-EV. Como parte del renacimiento del motor rotativo para esta oferta de 2023, Mazda no solo combinó el motor con el sistema híbirdo enchufable de serie, sino que rediseñó ampliamente el motor en un esfuerzo por mejorar la eficiencia del combustible y el comportamiento medioambiental. Además de aumentar la eficiencia con un sistema de inyección directa, utilizando esta característica para suministrar combustible de forma más precisa, reduciendo así el consumo de combustible cuando el motor aún está frío, Mazda también rediseñó significativamente el interior de la cámara de combustión para permitir una combustión más rápida, creando así eficiencias adicionales. Mazda también redujo en más de 15 kg el peso del motor fabricando la carcasa lateral en aluminio y mejoró la durabilidad rociando térmicamente el interior del motor con un recubrimiento cerámico.

El motor rotativo rediseñado, bautizado como 8C, es un producto innovador, que podría compararse al motor de pistones alternativos con un bloque de cilindros, una culata y un pistón nuevamente diseñados por completo: casi podría decirse que se trata de un rediseño total del motor.

En la unidad de propulsión eléctrica del MX-30 e-Skyactiv R-EV, el motor rotativo, ya de por sí compacto, comparte un eje común con el generador y el motor. (© Mazda)

A pesar de todo, sin embargo, el MX-30 R-EV sigue quedándose algo corto, con una eficiencia de combustible en catálogo de 15,4 kilómetros por litro (medido en modo WLTC). Al no haber vehículos similares en el mercado, no es posible realizar una comparación de igual a igual, aunque el Toyota RAV4 híbrido enchufable consigue 22,2 km/l, mientras que el Prius híbrido enchufable alcanza los 26,0 km/l. El MX-30 R-EV es claramente inferior en términos de eficiencia de combustible.

De ello se deduce que el futuro del motor rotativo aún no está asegurado, ni siquiera cuando se combina con el sistema híbrido enchufable. Por ello, Mazda intenta transmitir el motor rotativo para el futuro, no solo mejorando la eficiencia de combustible, sino también elevando el valor del producto con la producción y la circulación a la manera de Mazda. Esto se debe a que el motor rotativo está en el corazón de la identidad de Mazda.

Al desvelar su prototipo Iconic SP en el Japan Mobility Show de otoño de 2023, Mazda mostró el potencial del motor rotativo con una elegante carrocería deportiva que contenía un motor de dos rotores, lo que representaba una evolución del modelo MX-30 R-EV de un solo rotor. Al anunciar el MX-30 R-EV, Mazda se comprometió a no dejar morir al rotativo. Esperemos que esta promesa se cumpla.

(Publicado originalmente en japonés y traducido al español desde la versión en inglés. Fotografía del encabezado: El rotor triangular que ejemplifica el motor Wankel del MX-30 e-Skyactiv R-EV gira dentro de una carcasa en forma de cápsula, produciendo potencia al realizar repetidamente ciclos de compresión, encendido y escape. © Mazda).