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Técnica: motor Wankel e a teoria da rotatividade

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O nome Felix Wankel é familiar? Não? Pois bem, Wankel foi um engenheiro alemão que tentou revolucionar a indústria automobilística. O alemão não se conformou com os motores de pistões e decidiu desenvolver uma alternativa viável à estrutura de funcionamento dos propulsores. Dá para imaginar como essa tarefa é muito difícil, pois são muitos os interesses envolvidos, mas ele não se inibiu.

Em 1951, em colaboração com a NSU Motorenwerke (uma das marcas que deu origem à Audi), Wankel começou a trabalhar naquele seria seu projeto mais marcante: o motor Wankel. Depois de 13 anos de testes, melhoramentos e algumas desilusões pelo caminho, surgiu o NSU Spider, o primeiro automóvel de produção movido por motor rotativo Wankel. O motor com que Wankel queria surpreender o mundo.

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Como os motores de pistões a quatro tempos –não vamos falar dos motores de dois tempos– o funcionamento do motor Wankel resume-se a quatro fases: admissão, compressão, explosão (ignição) e escapamento. No entanto, estas são feitas de maneira diferente do motor de pistões. O bloco Wankel é formado, essencialmente, por três peças (isso mesmo, três peças!): o rotor, a caixa do rotor e o eixo de excêntricos. Não há molas, válvulas, comando de válvulas e outras coisas móveis. Muito simples!

funcionamento wankel

Epitrocóide é o termo que define o formato da caixa que aloja o rotor triangular do motor Wankel. As etapas da conversão energética acontecem nas três áreas formadas pelo espaço entre o rotor e a caixa (veja na imagem acima). O movimento circular que o rotor faz é passado para um eixo de excêntricos, semelhante a um virabrequim que, por sua vez, envia a energia para a caixa de câmbio.

CONTRAS

As principais desvantagens do motor Wankel em relação ao convencional são:

  • Consumo: a eficiência deste tipo de motores é inferior à dos motores de pistão. Os motores de combustão interna transformam combustível em energia mecânica e calor. No caso dos motores Wankel, há mais desperdício de energia em forma de calor, uma vez que a área superficial dos espaços internos do motor é maior do que a área superficial da câmara de combustão dos motores de pistões.
  • Torque: a baixas rotações, os motores Wankel têm o mesmo torque que nada. Isto se deve à forma com que os gases, depois da ignição, se expandem. Num motor de pistões, os gases expandem-se numa só direção, empurrando o pistão num movimento linear. No caso dos motores rotativos, os gases expandem-se em várias direções, empurrando o rotor num movimento não-linear, que não aproveita tão bem a energia gerada. No entanto, em altas rotações, a inércia do rotor ameniza este inconveniente.

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VANTAGENS:
  • Suavidade: ao contrário do motor tradicional, não há inversão de movimento como no sobe e desce do pistão, existindo o movimento rotativo, que proporciona funcionamento mais suave.
  • Número de peças: comparando com o motor de pistões, é muito menor, o que se traduz, pelo menos em teoria, na maior confiabilidade e menor custo de produção
  • Peso e tamanho: os motores Wankel são mais leves e mais compactos do que os motores de pistão. Isto permite, claro, diminuir o peso do automóvel e também baixar o centro de gravidade, melhorando assim a dirigibilidade
  • Potência específica: quando se pensa na potência de um motor aspirado de 1.300 cm3, por exemplo, imaginamos 90 cv, 120 cv, 140 cv… Não. Que tal falarmos de 240 cv? Sim, o Mazda RX-8 com motor Wankel tem 240 cv de potência máxima com apenas 1.300 cm3, e sem turbo.
  • Som: para quem teve a oportunidade de ouvir, a sinfonia de 10.000 rpm de um motor Wankel é de arrepiar

Os motores Wankel tiveram várias aplicações além do uso em automóveis. Aviões e, principalmente, motos tentaram o recurso. A primeira moto a usar motor Wankel foi a IFA/MZ de 1960, mas Yamaha, Hercules, Norton, Suzuki e outras também tentaram. Algumas com maior ou menor sucesso. A maior dificuldade desse tipo de motor é ter lâminas de vedação (equivalentes aos anéis dos pistões), eficientes e duráveis. Hoje nenhum veículo de grande série utiliza motor Wankel.

O último carro com motor Wankel foi fabricado em 21 de junho de 2012. Era o derradeiro Mazda RX8.

CARROS MARCANTES

Mercedes-Benz C111 – Desenvolvido em 1968, a Mercedes C111 foi um estudo da marca alemã pensando na produção e comercialização de automóveis movidos por motores rotativos. Quando foi apresentada em 1969 no Salão de Frankfurt, rapidamente gerou curiosidade devido à inovação tecnológica e ao desenho arrojado. Os dados de desempenho eram bem simpáticos: 280 cv, 260km/h e 5 segundos no zero a 100 km/h.

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Mazda 787b – Em 1991, a Mazda tornou-se a única marca de automóveis japonesa a ganhar a “24h de Le Mans”, bem como a única a ganhar a prova não recorrendo a um motor de pistões, feitos que ainda hoje se mantêm. O carro utilizado foi o Mazda 787b, com 830 kg, 700 cv e som assustador. Para a temporada de 1992, os motores Wankel foram proibidos, uma vez que a sua enorme confiabilidade e eficiência (na casa dos 700 cv os motores rotativos são mais eficientes e confiáveis que os convencionais) foram consideradas como desvantagem para os outros concorrentes. Depois da corrida, os engenheiros da Mazda desmontaram o motor e previram que ainda aguentaria mais 24 horas correndo, sem qualquer tipo de problemas. O único problema que o 787b teve durante toda a prova foi uma lâmpada queimada…

Le Mans 1991

OS FÃS

A Mazda foi a única marca que, no passado recente, comercializou carros com este tipo de motor, com destaque para os RX-7 e RX-8. Por isso não é de admirar que se tenha criado um verdadeiro culto em torno destes dois modelos. Os apaixonados pelos motores Wankel criaram vários clubes e oficinas especializadas dedicadas aos “rotary beasts”, presentes também em provas de arrancada. O recorde atual para esse tipo de motor está em 6,475 s para cobrir 400 metros, cruzando em torno de 360 km/h. Outro esporte que também não deixou de fora os Wankel foi o Drift. O piloto australiano Mad Mike, com o MadBull RX-7 de quatro rotores, leva o público ao delírio e os coletores de escapamento à incandescência.

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