MOTOR ROTATIVO WANKEL

Um pouco de História
A maior parte dos motores que equipam os carros, são de combustão interna através do deslocamento de pistões, entretanto, existe uma outra categoria de motores a combustão interna que se utiliza de outro princípio. São os chamados motores rotativos ou Wankel.
A denominação Wankel, vem do Engenheiro alemão Felix Wankel que foi o responsável pela maior parte dos estudos que levaram ao seu desenvolvimento atual, bem como o responsável por patentear o seu princípio de funcionamento em 1954. Alguns anos depois, em 1º de Fevereiro de 1957, Wankel e sua equipe puseram em funcionamento o primeiro motor com "pistão" rotativo.

Desde então, muitas empresas (Ford, GM, Daimler-Benz, Nissan, Mazda) interessaram-se por desenvolverem veículos equipados com este tipo de motor, todavia por diversas razões a única que manteve seus propósitos até os dias atuais e continua a empregar este tipo de motor é a Mazda em seu esportivo RX-7.

Os primeiros motores Wankel apresentavam alguns problemas que levaram os fabricantes de veículos a deixá-lo de lado. Entre eles o maior consumo de combustível devido a sua elevada temperatura de funcionamento e menor taxa de compressão, custo de manutençao mais elevado em relação ao motor convencional e a maior emissão de CO (Monóxido de Carbono).

Por outro lado, também existem vantagens no emprego de motores rotativos. A Mazda atualmente conta com uma nova geração de motores rotativos, chamados de Renesis pela marca, que apresentam um consumo muito semelhante a carros concorrentes. Devido ao seu princípio de funcionamento, em que não existem mudanças bruscas de componentes (alteração no sentido de movimento dos pistões), as vibrações produzidas pelo motor são bem menores, assim como o nível de ruído. Outro aspecto importante, fica por conta do torque, que é disponibilizado de forma mais homogênea e constante. Como se não bastasse, são muito mais compactos e leves, possibilitando cofres de motor também menores, centro de gravidade do carro mais baixo, frentes menores e com melhor aerodinâmica (carros com motor dianteiro).

O Funcionamento

A carcaça externa ou bloco do motor Wankel conta com a superfície externa ovalada e alongada. Internamente as câmaras que abrigam o rotor (peça que desempenha o papel do pistão) também possuem forma ovalada. O rotor por sua vez, é um componente com formato triangular e laterias abaoladas. No centro deste triângulo localiza-se a engrenagem que se acopla à engrenagem do eixo de saída do motor.

A geometria interna do bloco faz com que o rotor ao girar (excentricamente) mantenha constantemente seus vértices em contato com as paredes do bloco, vedando cada uma das três câmaras formadas. Conforme este giro ocorre, o volume de cada uma das três câmaras é alterado, produzindo aumento ou diminuição do volume dos gases do motor.

No caso da posição em que está localizado o duto de admissão, o aumento do volume produzido pelo giro do rotor, produz a aspiração da mistura. Enquanto isto na câmara adjacente (sentido horário), a mistura começa a ser comprimida para receber as centelhas das velas e explodir. Simultaneamente, na terceira câmara, os gases produzidos pela combustão já se expandiram, deslocaram o rotor e estão sendo expulsos pelo duto de escape. Repare que em cada uma destas câmaras ocorrem os quatro tempos do chamado Ciclo Otto.

1º tempo - Admissão da mistura ar / combustível
2º tempo - Compressão da mistura
3º tempo - Combustão ou explosão
4º tempo - Escape

Em apenas uma volta do rotor 3 ciclos completos ocorrem, bem como três voltas completas do eixo do motor, que equivale ao eixo do virabrequim no motor convencional. Esta relação de 3 voltas do eixo motor para cada volta do rotor, se deve a relação das engrenagens. Nos motores convencionais, o virabrequim realiza duas voltas completas para cada ciclo completo do pistão.

Fica então claro perceber, que devido as relações de voltas do rotor (em relação a engrenagem do motor) e número de explosões (uma em cada câmara, no total de três por volta) a cada giro completo do mesmo, porque os motores rotativos conseguem grandes níveis de potência com capacidades cúbicas razoavelmente pequenas.

No diagrama, a face CA do rotor pode ser vista nas posições 1 e 4, passando gradualmente através dos sucessivos estágios da primeira fase - injeção, na qual a mistura explosiva de ar e gasolina é introduzida na câmara.

Voltemos à figura 1 e vejamos o lado AB. Ele agora começa a fase que AC tinha atingido na figura IV - fase de compressão. Esta fase pode ser seguida nas posições 5, 6 e 7.

Assim que este ponto é atingido, a única vela de ignição produz centelha, e os gases de explosão podem ser vistos na posição 8 produzindo a força para mover o rotor.

Nas posições 9 e 10, pode-se ver o lado BC nas fases de explosão e expansão. Nas posições seguintes (11 e 12), ele expulsa a mistura queimada para fora da câmara de exaustão, caracterizando a etapa de exaustão do ciclo.

Assim, três fases do ciclo realizaram-se sucessivamente em três lados do rotor, afastados 120º uns dos outros. Isto explica como um motor Wankel de 500cc pode facilmente desenvolver 50HP. Os 500cc referem-se ao volume entre a câmara e um lado do rotor; como vimos, isto é multiplicado por três, pelos três lados do rotor.

Fonte:
Site Carroantigo e
Site Envenenando
 
Observação: A Mazda disputa a American Le Mans usando o motor Wankel