Motor Wankel

Durante muitos anos o motor rotativo foi uma das aspirações máximas da tecnologia automobilística. Desde a bomba de Ramelle, de 1588 (o estudo mais antigo de que se tem conhecimento) até o modelo esportivo de maior sucesso produzido pela Mazda, o RX-7, muito se percorreu para atingir o grau de desenvolvimento necessário para a produção em série. Desde 1903, com o modelo lobular de Cooley, passando pelos projetos de Murdock, Galloway e Kraus, pesquisavam-se formas alternativas ao funcionamento tradicional. Foi nas mãos do engenheiro Felix Wankel que se conseguiu grande êxito, em parceria com a fábrica alemã NSU. A exemplo do motor idealizado por Cooley, o projeto de Wankel baseava-se em uma estrutura de movimentos epicicloidais de um rotor sobre um eixo. Um rotor trilobular: um triângulo com as faces abauladas, girando no interior de uma carcaça oca com forma ovalada. Os motores Wankel também ficaram conhecidos como motores de combustão rotativa ou, simplesmente, motores rotativos.

Esse motor consiste essencialmente em uma câmara cujo formato interno se aproxima da forma de um oito. Dentro dela, um rotor mais ou menos triangular - o pistão do motor - gira excentricamente com relação ao eixo principal, que equivale ao virabrequim dos motores a pistões. As formas destes dois elementos são tais que enquanto os cantos do pistão estão sempre equidistantes das paredes da câmara - e muito próximos a elas, formando uma vedação - eles sucessivamente aumentam e diminuem o espaço entre os lados convexos do triângulo - o rotor - e as paredes da câmara. Assim, se uma mistura for injetada numa das câmaras, quando está aumentando de tamanho, será comprimida na redução subsequente de volume, enquanto o rotor, ou pistão, gira. Deste modo, o ciclo clássico de quatro tempos - admissão, compressão, explosão e exaustão - é produzido e, além disso, as três faces do rotor estão em três fases diferentes do ciclo, ao mesmo tempo.

Assim como a forma das câmaras de combustão do motor Wankel previnem a pré-detonação, ela também leva à combustão incompleta da mistura ar-combustível, fazendo com que os hidrocarbonetos não queimados sejam liberados no escape. No caso de motores de pistão, uma solução cara foi adotada, a de usar catalisadores para oxidar completamente os hidrocarbonetos não queimados. A Mazda conseguiu evitar esse custo enriquecendo a mistura ar-combustível e aumentando o número de hidrocarbonetos não queimados no escape até que uma combustão completa pudesse acontecer em um "reator térmico" (uma câmara expandida aberta na tubulação de escape) sem a necessidade de um catalisador, produzindo assim um escape limpo com o custo de um ligeiro aumento no consumo de combustível. O preço mundial da gasolina aumentou severamente na mesma época em que a Mazda introduziu seu motor Wankel, fazendo com que o escape limpo à custa do aumento de consumo de combustível se tornasse uma troca não muito bem vinda.

As vantagens do motor Wankel sobre os motores a pistão convencional são muitas. Em primeiro lugar, não existem vibrações devido ao fato de que só há um movimento rotativo, isso significa ainda menor desgaste e vida mais longa. O motor Wankel não tem nada de complicado, pelo contrário, tem poucos componentes e é bem menor. Além disso ele gera mais potência e mais torque que um motor "convencional" de mesma cilindrada. Isso porque cada lado de seu rotor encontra-se em uma fase do ciclo, gerando mais explosões por volta do eixo virabrequim do que um motor a pistão. A Mazda atualmente conta com uma nova geração de motores rotativos, chamado de Wankel 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 automotiva (carros com motor dianteiro).

Entre suas desvantagens incluem-se uma curva de potência não muito elástica e os problemas em manter uma vedação ideal entre os cantos do rotor e as paredes da câmara de combustão devido à dilatação térmica, o que causa algumas dificuldades devido ao rigor das especificações do projeto e às tolerâncias mínimas na produção. Além disso o motor Wankel aquece muito mais que o motor a pistões, devido às altas rotações, trabalhando sempre no "limite", por assim dizer. Outra desvantagem é a alta taxa de emissão de gases poluentes. Em 1996 foi patenteado o motor Quasiturbine, uma evolução do motor Wankel. Foi desenvolvido por uma equipe formada pela família canadense Saint-Hilaire, chefiada pelo físico Dr. Gilles Saint-Hilaire. No Quasiturbine, várias das desvantagens do motor Wankel foram eliminadas.