Ciclo Wankel.
Interior mostrando o rotor triangular.Bem, uma das razões que estimulou o desenvolvimento dos motores a jato foi o fato de os motores de combustão interna a pistões despenderem enormes quantidades de energia nos movimentos alternados de suas peças. Claro que os motores a jato também atendem a outras demandas de potência e usos, que nada tem a ver com sua arquitetura mais “clean” que os motores que usam o ciclo Otto de quatro tempos.
Entretanto, essa mesma complexidade dos motores convencionais incomodou um alemão chamado Felix Wankel que, na década de 1950, apresentou projeto de um motor ultra simples e eficiente, que foi chamado depois de motor Wankel. O motor utiliza rotores ao invés de pistões, que lhe permitem fornecer energia sem vibração em rotações muito mais elevadas. O design é simples e elegante, sem a parafernália de peças que vão e vêm consumindo força que poderia ser útil. Tive oportunidade de ensaiar um desses em laboratório e me impressionou sua simplicidade mecânica e a facilidade com que a engenhoca atinge altíssima rotação em fração de segundos.
O motor rotativo, como é chamado, tem um sistema de ignição e um sistema de admissão de combustível que são similares aos de motores a pistão, mas aí terminam as semelhanças. Se você nunca viu o interior de um motor rotativo, deve estar preparado para uma surpresa, porque ele não tem nada a ver com motores convencionais.
A base (bloco) do motor Wankel de um único rotor é uma caixa oval, a qual envolve um rotor de três lados, uma espécie de prisma retangular de paredes convexas. Cada face do rotor tem uma concavidade que aumenta a cilindrada (capacidade cúbica de admissão) do motor, permitindo mais espaço para a mistura ar/combustível. Em cada vértice do triângulo formado pelas paredes do rotor existe uma lâmina metálica que forma uma vedação para a parte externa da câmara de combustão, à semelhança dos anéis de segmento dos motores convencionais. O espaço entre a carcaça (bloco) e as paredes do rotor são as “câmaras” onde vão acontecer os quatro tempos vitais para a transformação do calor gerado pela queima do combustível, em energia mecânica rotativa no eixo central.
O eixo central, também chamado de eixo excêntrico ou eixo “E”, atravessa o centro do rotor e é apoiado por rolamentos. O rotor gira em revoluções orbitais em torno do eixo central e, através de engrenagem envolvente, transmite sua rotação ao eixo.
Motores Wankel produzem mais potência que um motor de cilindros de igual capacidade de admissão, entretanto, consomem mais combustível. Eles também são muito mais leves e, uma vez que consistem em apenas três ou quatro partes móveis são muito mais simples de construir e manter.
Devido ao seu design compacto, motores rotativos foram instalados em uma variedade de veículos e dispositivos, tais como automóveis (incluindo automóveis de corrida), aviões, karts, embarcações, motosserras e grupo geradores. Talvez o melhor exemplo de uso seja o magnífico NSU RO 80, com dois rotores, que começou a ser produzido em série em outubro de 1967, sendo que a versão com a direção do lado direito foi introduzida no mercado inglês em fins de 1968. Contudo, o uso mais extensivo automotivo foi feito pela empresa japonesa Mazda em seu carro RX-8. Agora, uma novidade que deve dar novo incremento ao motor, engenheiros aeronáuticos europeus acabam de apresentar um motor rotativo para certificação para uso em pequenos aviões. O novo motor Wankel, agora desenvolvido por pesquisadores da Universidade Politécnica de Lausanne, na Suíça, funciona com querosene, o combustível padrão da aviação comercial, utilizado por todos os aviões a jato. É menor e mais aerodinâmico que um motor a pistão de seis cilindros opostos, de mesma potência.
Agora surge a pergunta inevitável, com todas essas vantagens por que o motor rotativo não é amplamente utilizado? Parece que três óbices travam um maior emprego desse motor, formidável pela simplicidade. Primeiro, o selo que impede fuga de compressão, o qual, por ser exigido em demasia, costuma desgastar-se com muita frequência, demandando manutenção constante. Depois o grande consumo, e, por último, a falta de elasticidade de potência, ou seja, o motor dificilmente mantém potência “intermediária”, não é dócil a comandos, não é facilmente controlável entre marcha lenta e potência máxima, tende a atingir sua máxima performance e se manter lá.
Parece que está faltando apenas mais investimento em pesquisa para se ter um motor viável e duradouro que poderá concorrer com vantagem com os motores a pistão. Aguardemos. JAIR, Floripa, 19/07/10.
Entretanto, essa mesma complexidade dos motores convencionais incomodou um alemão chamado Felix Wankel que, na década de 1950, apresentou projeto de um motor ultra simples e eficiente, que foi chamado depois de motor Wankel. O motor utiliza rotores ao invés de pistões, que lhe permitem fornecer energia sem vibração em rotações muito mais elevadas. O design é simples e elegante, sem a parafernália de peças que vão e vêm consumindo força que poderia ser útil. Tive oportunidade de ensaiar um desses em laboratório e me impressionou sua simplicidade mecânica e a facilidade com que a engenhoca atinge altíssima rotação em fração de segundos.
O motor rotativo, como é chamado, tem um sistema de ignição e um sistema de admissão de combustível que são similares aos de motores a pistão, mas aí terminam as semelhanças. Se você nunca viu o interior de um motor rotativo, deve estar preparado para uma surpresa, porque ele não tem nada a ver com motores convencionais.
A base (bloco) do motor Wankel de um único rotor é uma caixa oval, a qual envolve um rotor de três lados, uma espécie de prisma retangular de paredes convexas. Cada face do rotor tem uma concavidade que aumenta a cilindrada (capacidade cúbica de admissão) do motor, permitindo mais espaço para a mistura ar/combustível. Em cada vértice do triângulo formado pelas paredes do rotor existe uma lâmina metálica que forma uma vedação para a parte externa da câmara de combustão, à semelhança dos anéis de segmento dos motores convencionais. O espaço entre a carcaça (bloco) e as paredes do rotor são as “câmaras” onde vão acontecer os quatro tempos vitais para a transformação do calor gerado pela queima do combustível, em energia mecânica rotativa no eixo central.
O eixo central, também chamado de eixo excêntrico ou eixo “E”, atravessa o centro do rotor e é apoiado por rolamentos. O rotor gira em revoluções orbitais em torno do eixo central e, através de engrenagem envolvente, transmite sua rotação ao eixo.
Motores Wankel produzem mais potência que um motor de cilindros de igual capacidade de admissão, entretanto, consomem mais combustível. Eles também são muito mais leves e, uma vez que consistem em apenas três ou quatro partes móveis são muito mais simples de construir e manter.
Devido ao seu design compacto, motores rotativos foram instalados em uma variedade de veículos e dispositivos, tais como automóveis (incluindo automóveis de corrida), aviões, karts, embarcações, motosserras e grupo geradores. Talvez o melhor exemplo de uso seja o magnífico NSU RO 80, com dois rotores, que começou a ser produzido em série em outubro de 1967, sendo que a versão com a direção do lado direito foi introduzida no mercado inglês em fins de 1968. Contudo, o uso mais extensivo automotivo foi feito pela empresa japonesa Mazda em seu carro RX-8. Agora, uma novidade que deve dar novo incremento ao motor, engenheiros aeronáuticos europeus acabam de apresentar um motor rotativo para certificação para uso em pequenos aviões. O novo motor Wankel, agora desenvolvido por pesquisadores da Universidade Politécnica de Lausanne, na Suíça, funciona com querosene, o combustível padrão da aviação comercial, utilizado por todos os aviões a jato. É menor e mais aerodinâmico que um motor a pistão de seis cilindros opostos, de mesma potência.
Motor Wankel para aviões.
Agora surge a pergunta inevitável, com todas essas vantagens por que o motor rotativo não é amplamente utilizado? Parece que três óbices travam um maior emprego desse motor, formidável pela simplicidade. Primeiro, o selo que impede fuga de compressão, o qual, por ser exigido em demasia, costuma desgastar-se com muita frequência, demandando manutenção constante. Depois o grande consumo, e, por último, a falta de elasticidade de potência, ou seja, o motor dificilmente mantém potência “intermediária”, não é dócil a comandos, não é facilmente controlável entre marcha lenta e potência máxima, tende a atingir sua máxima performance e se manter lá.
Parece que está faltando apenas mais investimento em pesquisa para se ter um motor viável e duradouro que poderá concorrer com vantagem com os motores a pistão. Aguardemos. JAIR, Floripa, 19/07/10.
9 comentários:
Eu não entendo nada de mecânica, pudera né... mas pela primeira vez consegui entender através de um texto simples, super didático e esclarecedor! E o melhor, sobre um motor 'diferente', que nunca imaginei existir! Agora poderei conversar com meus amigos homens tirando onda!! Hehehe... Muito bacana e moderno para algo que já existe há 60 anos! Estranho não ter tido mais desenvolvimento... Hoje o ideal seria buscar um motor desses, mas pensando na preservação do Planeta, com menos queima de combustível! Seria possível?? Difícil né?!
Jair, que ótima, clara e enxuta matéria sobre o motor Wankel.
Eu pensava que o desenvolvimento tinha sido congelado após sua aplicação no Mazda RX.
Talvez com as tecnologias e materiais atuais, que não existiam na época do seu lançamento, possam ser sanados os obstáculos à sua aplicação.
O que eu acho mais legal neste motor é que ele não é tão complicado como um motor a pistão convencional, nem exige tanta sofisticação como uma turbina.
O problema é o consumo excessivo de combustível.
- Magnífica exposição, Jair. Junto meus aplausos aos da galera.
- Os quatro eventos básicos do motor de combustão interna - admissão, compressão, combustão e escape - ilustram bem o continuum espaço-tempo de Einstein: no ciclo Otto ocorrem no mesmo espaço, mas em tempos diferentes (por isso a designação "quatro tempos"); nas turbinas, ocorrem todos ao mesmo tempo, mas em diferentes espaços. Motores de dois tempos ou o Wankel (três espaços?) combinam as duas características, provando que o tempo e o espaço têm a mesma natureza - pelo menos no domínio da Física.
- Abraços.
Bem atualmente Faço mecatrônica industrial,e estou fazendo um curso de motores e entre tantas aulas hoje ao ler sobre o motor wenkel, expandi meus conhecimentos e fiquei indgnada com tantas informações!novas sobre o mesmo.
Muito bom o post, bom blog!
Muito bom !!
Amigo meus parabéns sou Engenheiro mecânico, sei e estudei sobre esse motor e falo a todos, sua matéria é simples, direta e bem conceituada, até uma pessoa leiga entenderá tranquila a matéria e o funcionamento do motor.
Muito bom
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