Le moteur Wankel est un moteur à piston rotatif fonctionnant selon le cycle de Beau de Rochas, dans lequel un piston triangulaire se déplace dans un carter de forme épitrocoïdale fermé par deux flasques. Ce moteur dérive de la pompe à palettes toujours utilisée pour la production de vide primaire.

Le stator
La coupe du stator est une épitrochoïde à deux lobes. On peut visualiser sa génération en cochant la case "Epitrochoïde".
Dans un repère centré sur le centre de l'arbre moteur, une épitrochoïde est le lieu des points dont l'équation paramétrique générale est :
    x = e.cos α + R.cos β    y = e.sin α + R.sin β
Pour obtenir une courbe fermée, il faut que le rapport α / β soit entier. Dans le moteur Wankel, on utilise un carter à deux lobes d'équation :
    x = e.cos α + R.cos α / 3     y = e.sin α + R.sin α / 3
e est la distance entre O cercle de base de rayon Rb et A centre du cercle roulant de rayon Rr
R est la longueur du bras lié au cercle roulant. On en déduit que Rb = 2.e et que Rr = 3.e
Pour obtenir des taux de compression importants il faut que e soit assez petit.
Le rotor
L'équation de l'enveloppe interne d'une épitrochoïde est assez compliquée et cette forme est peu adaptée pour constituer un piston. En première approximation on peut lui donner la forme d'un triangle de Reuleaux. Dans les réalisations industrielles, une partie des portions convexes est rendue concave pour augmenter le volume de la chambre.
Le rotor et stator constituent en fait un engrenage non représenté dans le programme.

Fonctionnement du moteur
Le moteur fonctionne en quatre temps. Les noms des temps affichés par le programme concernent le volume délimité par les joints dessinés en jaune et en rouge. Les deux autres chambres fonctionnent de manière identiques mais déphasées.
Quand le joint jaune dépasse la lumière d'échappement l'admission commence. Elle cesse quand ce joint dépasse la lumière d'admission. La compression commence. Quand elle est maximum on provoque l'allumage. A cause de la forme de la chambre de combustion, il est préférable d'utiliser deux bougies. Commence alors la détente qui se poursuit jusqu'à ce que le joint rouge arrive au niveau de la lumière d'échappement.
L'arbre moteur (en rouge) est entraîné par le rotor. L'arbre moteur décrit donc trois tours pour un tour complet du rotor ce qui correspond à trois temps moteurs.

Avantages
Ce moteur n'ayant pas de soupapes ne comporte peu de pièces en mouvement et produit beaucoup moins de vibrations (et de bruit) qu'un moteur à piston. Ceci permet aussi une montée rapide en régime.
Inconvénients
Le principal problème concerne les joints entre le rotor et le carter et leur lubrification. Du fait de la température élevée des gaz d'échappement, le rendement est plus faible que pour un moteur à piston mais l'usage d'un turbocompresseur permet d'égaliser les performances. Enfin il existe de grosses différences de température entre les différentes parties du carter ce qui impose sa réalisation avec des métaux spécifiques.