Motor Wankel: rotatividade em estado puro

Depois da visita aos injectores Piezo, a Autopédia da Razão Automóvel dedica-se hoje a outro capitulo desta incursão pela mecânica: o motor Wankel.

O nome Felix Wankel é-lhe familiar? Não? Pois bem, o senhor Wankel foi um engenheiro alemão que quis revolucionar a industria motorizada. Wankel não se resignou ao establishment dos motores de pistões e decidiu desenhar uma alternativa viável à arquitetura de motores vigente. Uma tarefa, logo à partida muito difícil.

Em 1951, em colaboração com a NSU Motorenwerke (uma das empresas que deu origem à Audi), Wankel começou aquele que viria a ser o seu projecto mais marcante: o motor Wankel. Depois de 13 anos de ajustes, melhoramentos e algumas confusões pelo meio, surge o NSU Spider: o primeiro automóvel de produção movido por um motor rotativo Wankel. O tal motor com que Wankel queria surpreender o mundo.

Mazda-RX-8_2009

Tal como os motores de pistões a quatro tempos – para o efeito vamos esquecer os motores de ciclo a dois tempos ok? – o funcionamento do motor Wankel resume-se a quatro etapas: admissão, compressão, explosão e escape. No entanto, estas são feitas de maneira diferente do motor de pistões. O bloco Wankel é formado, essencialmente, por três peças (sim, três peças): o rotor, a caixa do rotor e o veio de excêntricos. Não há molas, válvulas, árvores de cames e outras coisas móveis. Keep it simple!

funcionamento wankel

Epitrocóide – não, não acabei de espirrar… –  esta é a palavra que define o formato da caixa que alberga o rotor triangular do motor Wankel. As etapas da conversão energética tomam lugar nas três áreas formadas pelo espaço entre o rotor e a caixa (vejam a imagem). O movimento circular que o rotor faz é passado para um eixo de excêntricos, semelhante a uma árvore de cames, que por sua vez, envia a energia para a caixa de velocidades.

Desvantagens
  • 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 blocos 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…uma formiga. Isto deve-se 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, a altas rotações, a inércia do rotor, ameniza este défice.
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Vantagens
  • Suavidade: ao contrário do motor tradicional, não há inversão de movimento como no cima-baixo do pistão, há sim o dito movimento rotativo que proporciona um trabalhar muito mais suave.
  • Número de peças: comparando com o motor recíproco, é muito menor, o que se traduz, pelo menos em teoria, numa maior fiabilidade (não fossem os vedantes do Ápice…)
  • Peso e tamanho: os motores Wankel são mais leves e mais compactos do que os motores de pistão. Isto permite, obviamente, diminuir o peso do automóvel e também baixar o centro de gravidade melhorando assim o comportamento global do automóvel.
  • CV vs. “Cilindrada”: quando se pensa na cavalagem de um motor aspirado com 1300cc , que número aparece? 90cv? 120cv? 140cv? Não. Que tal 240cv? Sim, o Mazda RX-8 produz 240cv com 1300cc, sem turbos. Tal facto simplesmente tem pinta.
  • Som: a sinfonia de 10000 RPMs de um motor Wankel é simplesmente brilhante.

Marcos históricos do motor Wankel:

Mercedes-Benz C111

Desenvolvido em 1968, o C111 foi um estudo da marca de Stuttgart com vista à produção e comercialização de automóveis movidos por blocos rotativos. Quando foi mostrado ao mundo em 1969 no salão de Frankfurt, rapidamente gerou curiosidade devido à inovação tecnológica e design arrojado. As prestações eram também elas simpáticas: 280 cv, 260km/h e 5 segundos dos 0-100km/h.

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Mazda 787b

Em 1991, a Mazda tornou-se a única marca de automóveis japonesa a ganhar as 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 brilhante 787b, com 830kg, 700cv e um som de bradar aos céus. Para a temporada de ’92, os motores Wankel foram proibidos uma vez que a sua enorme fiabilidade e eficiência (sim, à escala dos 700cv os motores rotativos são mais eficientes do que os recíprocos) foram consideradas como uma desvantagem para os outros concorrentes. Depois da corrida, os engenheiros da Mazda desmontaram o motor e previram que ainda aguentaria mais 24h a correr, sem qualquer tipo de problemas. Reza a lenda que o único problema que o 787b teve durante toda a corrida foi uma lâmpada partida…

Le Mans 1991
Culto

A Mazda é a única marca que num passado recente comercializou carros com este tipo de motorização, com destaque para o RX-7 e RX-8, por isso não é de admirar que se tenha criado um culto particular em torno destes dois modelos (vá… Dominic Toretto com o seu RX-7 vermelho também deu uma ajudinha). Os nossos amigos Aussies, por algum motivo, apaixonaram-se pelos motores Wankel e desenvolveram vários grupos, clubes e oficinas dedicadas aos rotary beasts e claro, as corridas de 400 metros não ficaram fora deste culto. O record actual situa-se numa passagem de 6,475 segundos a qualquer coisa como 360 km/h. Outro desporto que também não deixou de fora os Wankel foi o Drift. O fenómeno australiano de popularidade Mad Mike, com o MadBull RX-7 de quatro rotores, leva audiências e colectores de escape ao rubro.

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