O Motor de pistão rotativo DKM 54 de Felix Wankel, exposto no Deutsches Museum Bonn, na Alemanha

Inventado por Felix Wankel por volta de 1924, o motor Wankel é um propulsor rotativo de combustão interna, que utiliza rotores no lugar de pistões.

O inventor obteve sua primeira patente em 1933, trabalhando ininterruptamente na melhoria do projeto entre as décadas de 40 e 60, em conjunto com a NSU.

Na época, os motores rotativos foram considerados interessantes pela simplicidade e funcionamento mais suave e silencioso.

Como não tinham qualquer movimento alternativo, a quantidade de peças móveis era significativamente menor que a dos motores convencionais. Além disso, a vibração era muito menor por serem balanceados.

Bastante leve e compacto, o motor Wankel também podia ser montado atrás do eixo dianteiro, o que melhorava significativamente a distribuição de peso.

FUNCIONAMENTO

O projeto de Wankel se baseava nos movimentos de um rotor triangular com as faces abauladas, montado sobre um eixo que girava no interior de uma carcaça ovalada.

O funcionamento seguia o Ciclo Otto, com o tempo de admissão se iniciando logo após a passagem do rotor pela abertura de admissão.

À medida que o rotor gira, o volume da câmara aumenta, admitindo um volume maior de mistura. Na sequência, o volume volta a se reduzir (compressão), enquanto a face do rotor ultrapassa a vela de ignição.

Em seguida, ocorre a combustão, que força o giro do rotor e, após passar pela abertura de escapamento, é feita a descarga, reiniciando-se o ciclo.

Enquanto isso, cada uma das outras duas faces do rotor encontra-se em um dos outros tempos do ciclo.

Após a concepção e o registro da patente inicial, Wankel começou a questionar a durabilidade dos motores, que dificilmente passava dos 50 mil km.

Em 1929, aos 29 anos, julgou ter encontrado a razão e emitiu mais dois pedidos de patente.

As maiores dificuldades para a aplicação do projeto em larga escala eram as vedações internas entre as câmaras e o alto consumo de combustível.

O inventor então trabalhou na solução desses problemas, registrando inclusive uma nova patente, relativa à vedação entre os lóbulos do rotor. Isso permitiu aperfeiçoar o sistema de vedação, até então o ponto mais vulnerável do projeto.

Porém, apesar da suavidade de funcionamento, do pequeno número de peças móveis, do tamanho reduzido e da maior potência específica (o motor de 1300 cc do Mazda RX-8 tinha 240 cv), os projetistas não conseguiram resolver os problemas de menor eficiência energética, torque em baixa rotação e vedação entre as câmaras.

Posteriormente, inclusive, o motor também não conseguiria atender à legislação ambiental na maioria dos países.

O projeto de Wankel se baseava nos movimentos de um rotor triangular
com as faces abauladas, montado sobre um eixo que
girava no interior de uma carcaça ovalada

HISTÓRIA

Os trabalhos de Wankel foram interrompidos com a guerra, quando tudo foi confiscado por americanos e franceses. Conseguiu então um contrato com a NSU para construir um motor de motocicleta.

Em 1956, uma moto aerodinâmica produzida pela NSU conquistou vários recordes mundiais nas classes de 50 e 75 cm³.

Em 1957, foi fabricado o primeiro motor para o automóvel NSU Spider. Em 1962, nove empresas assinaram contratos de licença, entre as quais a Toyo-Kogyo (atual Mazda Corporation), Curtiss-Wright (motores de aviação), Mercedes-Benz, Rolls-Royce, GM e Ford.

Em 1967, foi lançado o modelo NSU Ro80, com motor de dois rotores e 115 cv, vencedor do prêmio Carro do Ano europeu.

Apesar da grande procura, os constantes problemas de vedação das câmaras e o consumo de lubrificante arruinaram sua reputação e a da fábrica, que acabou sendo comprada pela Volkswagen, que suspendeu a produção.

Nos anos 60, a Mazda decidiu produzir seu próprio motor. Seu primeiro veículo foi o Cosmo, com motor de alumínio de dois rotores e 110 cv, que se manteve em produção por cinco anos.

Posteriormente, foram lançados outros modelos, sendo que a Mazda chegou a vender 200 mil veículos com motor rotativo em 1971.

Posteriormente, uma nova versão do Cosmo foi produzida com motor de três rotores e dois turbocompressores, injeção eletrônica e 270 cv, cujas vendas só decolaram no Japão.

Em 1987 foi lançado o RX-7, que se tornaria o maior sucesso da Mazda com esse conceito. No entanto, o alto consumo e as emissões elevadas levaram a fábrica a interromper a venda do modelo nos principais mercados mundiais, embora permanecesse disponível no Japão. Até que Felix Wankel faleceu, em 9 de outubro de 1988.

Mas os projetos prosseguiram. Em 22 de julho de 2012, a fábrica liberou seu último motor Wankel, que deixou de ser produzido no mundo.

Em 2023, a Mazda lançou seu primeiro veículo híbrido, o MX-30 R-EV. Apresentado na Feira de Bruxelas daquele ano, o modelo possui autonomia de 85 km e motor Wankel acionando um gerador, que aumenta a autonomia para mais de 600 km.

Desde então, esse veículo vem sendo vendido somente nos Estados Unidos.

A Mazda também utilizou esse motor em competições.

Após uma vitória em Spa, em 1981, um segundo RX-7 chegou na 5ª colocação, dando à Mazda a Taça King por equipes.

Em 1987, um Mazda 787B venceu as 24 horas de Le Mans, sendo o único fabricante japonês a realizar o feito.

Primeiro veículo da Mazda, o modelo Cosmo tinha motor de
alumínio de dois rotores e 110 cv, mantendo-se em
produção por cinco anos na década de 1960

CONCEITOS

A GM também investiu no projeto do motor rotativo, apresentando em 1973 dois carros-conceito de dois rotores – baseados no Chevrolet Corvette – e um modelo com quatro rotores – o XP-897 GT.

Em 1974, o Chevrolet Monza (bem maior que o homônimo brasileiro) se tornaria o primeiro veículo norte-americano com esse propulsor, mas as leis antipoluição implementadas a partir daquele ano colocaram o programa em xeque.

E a legislação ainda mais rígida da Califórnia fez com que o projeto fosse abandonado de vez.

Por sua vez, a Citroën lançou dois veículos: o Ami 6 e o GS Birotor, que tiveram pouco sucesso e vida curta.

A Mercedes-Benz experimentou o propulsor no carro-conceito C-111, de 1969, exibido no Salão de Frankfurt em versões com três e quatro rotores, com potências de 320 e 450 cv, mas não chegou a colocar nenhum modelo em produção.

Já a Nissan apresentou um protótipo em 1972, cuja produção foi cancelada com a crise do petróleo de 1973.

Para prosseguir em sua trajetória, a evolução do motor Wankel deve passar por um desses conceitos, a partir do ciclo Otto: motores com injeção direta de gasolina diretamente no cilindro durante a compressão (mistura heterogênea), quando se emite a faísca; mistura parcial do ar e combustível na câmara de combustão, comprimindo-se a mistura até que ocorra a autoignição (Ciclo Diesel); ou mistura prévia homogênea do ar e combustível, com aplicação de pressão extrema, que provoca a autoignição (HCCI – Homogeneous Charge Compression Ignition).

A foto-detonação queima por completo o combustível, melhorando substancialmente o desempenho, mas não foram desenvolvidos protótipos nem testes em laboratório.

Em princípio, os materiais usados atualmente não suportam as pressões envolvidas, o que torna extremamente difícil a fabricação de câmaras de combustão que possam produzir e suportar pressões dessa intensidade. Atualmente, trata-se de um conceito puramente teórico.