CICLO WANKEL

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UNIVERSIDADE PAULISTA
Curso: Engenharia Mecânica
 
 
 
 
 
 
 
 
13B6 - SISTEMAS FLUIDOTÉRMICOS
 
 
 
Coord. do Curso: Prof.a : SIMONI MARIA GHENO
 
 
 
 
RIBEIRÃO PRETO 2020
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – Motor completo Wankel..........................................................5
FIGURA 2 – Fases de funcionamento do motor.........................................6
FIGURA 3 – Veículo com motor Wankel.....................................................9
FIGURA 4 – Moto com motor Wankel........................................................10
FIGURA 5 – Avião com motor Wankel.......................................................11
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................4
2. DESENVOLVIMENTO .............................................................................5
3. FUNCIONAMENTO ..................................................................................6 
4. CONSUMO DE COMBUSTÍVEL ..............................................................7 
5. PONTO POSITIVOS E NEGATIVOS ........................................................8
5.1. POSITIVOS ........................................................................................8
5.2. NEGATIVOS .......................................................................................8
6. APLICAÇÃO...............................................................................................9
6.1 CARROS .............................................................................................9
6.2 MOTOCICLETAS...............................................................................10
6.3 AERONAVES.....................................................................................11
6.4 APLICAÇÕES ALTERNATIVAS........................................................11
5. CONCLUSÃO...........................................................................................12
6. REFERÊNCIAS........................................................................................13
1. INTRODUÇÃO 
O famoso motor rotativo Wankel foi criado pelo alemão Felix Wankel, que nem se quer tinha feito uma faculdade.Fonte: Biela Auto PeçasO motor Wankel é muito conhecido por apresentar altos números de potência, e ter uma enorme facilidade em arrancar mais potência ainda sem mudar muita coisa.Fonte: HackadayEsse motor dispensa o uso de vários cilindros, usando apenas uma câmara para obter o mesmo resultado.
Diferentemente dos motores com cilindro e pistão, o motor Wankel não utiliza o princípio da biela e manivela. Ele não produz nenhum movimento alternativo, por isso tem um funcionamento mais suave, com menos atrito, menos vibração e mais silencioso. O conjunto inclui também um número reduzido de peças. Estas vantagens o tornam uma atraente solução técnica que encontra uma vasta gama de aplicações em todas as áreas de transportes (carros, motocicletas e aeronaves). 
2. DESENVOLVIMENTO
Wankel concebeu seu motor rotativo por volta de 1924 e obteve sua primeira carta patente em 1933. Durante a década de 1940, dedicou-se a melhorar o seu projeto. Ainda nas décadas de 1950 e 1960, houve um esforço considerável no desenvolvimento de motores rotativos Eram particularmente interessantes por funcionar de um modo suave e silencioso, devido à simplicidade de seu mecanismo, e também pelo número reduzido de peças, comparado com os motores alternativos a pistão. 
Diferentemente dos motores com cilindro e pistão, o motor Wankel não utiliza o princípio da biela e manivela. Ele não produz nenhum movimento alternativo, por isso tem um funcionamento mais suave, com menos atrito, menos vibração e mais silencioso. O conjunto inclui também um número reduzido de peças. Estas vantagens o tornam uma atraente solução técnica que encontra uma vasta gama de aplicações em todas as áreas de transportes (carros, motocicletas e aeronaves). As maiores dificuldades em sua aplicação em larga escala são a vedação interna entre as câmaras, baixa durabilidade e alto consumo de combustível, porém vem sendo aprimorado devido aos recursos do controle eletrônico e novas tecnologias de fabricação. Em 2009, no setor automobilístico, a Mazda era o único fabricante que ainda incorporava esses motores em seus veículos.
Figura 1 - https://www.bing.com/images/search?view=dwankel
3. FUNCIONAMENTO
Motores Wankel – ou rotativos – não são novos, mas sempre impressionaram pelas suas características. Com rotor em vez de pistões, este motor é menor e gera mais potência que os convencionais, de ciclo Otto.
Em vez de pistões e bielas, eles possuem um ou mais rotores, cujo formato é de um triângulo com faces abauladas. Esses rotores giram em um eixo e se arrastam pela parede da carcaça, que é oca e tem forma ovalada parecida com a de um oito. 
Dentro da câmara existe um rotor que tem o formado parecido com o de um triângulo. Esse rotor tem a mesma função que a de um pistão em um motor convencional, assim como o eixo principal tem as mesmas funções de um virabrequim.
Os ciclos de Admissão, Compressão, Combustão e Escape ocorrem dessa maneira:
Figura 2 - https://blogdotwebcarrepassedotcomdotbr.wordpress.com/2016/06/13/voce-sabe-o-que-e- um-motor-rotativo/
1. O Ar é admitido na câmara
2. O Ar é Comprimido na parede da Câmara
3. Recebe a centelha da Vela, e entra em processo de Combustão
4. Os Gases são empurrados para fora da câmara
Pode-se dizer então, que o rotor é o coração do Motor Wankel.
4. CONSUMO DE COMBUSTÍVEL 
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.
5.0. PONTOS POSITIVOS E NEGATIVOS.
5.1. Positivos
 O menor número de peças do que um motor comum facilita sua produção, também impactando no custo.
· Tamanho: O seu tamanho é bem menor comparado a um motor convencional e bem mais leve, melhorando assim o equilíbrio de massas do veículo sobre os eixos.
· Suavidade: O motor é mais suave que o convencional, pois não ocorrem oscilações de movimento sequenciais dos pistões. No motor convencional, ele depende da relação R/L favorável do curso das bielas e diâmetro dos pistões para que o motor funcione suavemente. O Wankel não utiliza bielas, é como se os pistões estivessem conectados diretamente ao virabrequim trabalhando sem muitas variações no seu movimento rotativo caracterizando assim, sua suavidade.
· Potência: Grande aproveitamento de potência do motor com baixa cilindrada, um exemplo disto é o primeiro carro da Mazda equipado com o motor rotativo, o Cosmo que entregava 110 cv, com apenas 982 cm³.
5.2. Negativos
· Consumo: O motor não é tão eficiente em termos de consumo, há grande perda de energia na transformação de combustível em energia mecânica pela queima incompleta de hidrocarbonetos. Nesse quesito, acaba sendo inferior ao um motor convencional. Isso ocorre devido a seu o espaço no seu interior da câmara. Também não é ecologicamente correto pelo mesmo motivo, a mistura rica.
· Torque: Há pouco torque em baixas rotações devido o modo que ocorre a expansão dos gases dentro da câmara de combustão. Em um motor convencional os gases se expandem em um sentido único sem dispersão empurrando o pistão linearmente. Já no Wankel esse processo não ocorre de forma linear, o rotor é empurradopelos gases de forma dispersa, causando assim o baixo torque. Porém, quando ele atinge rotações mais altas este ponto negativo é anulado.
· Manutenção: “Tolerância zero” para métodos de manutenção que não sejam os específicos do fabricante. As vedações das paredes da sua câmara de combustão e das pontas do rotor deverão estar sempre em perfeitas condições. Há uma grande dificuldade de manter a vedação ideal das pontas do rotor por conta da dilatação do motor.
6.0 APLICAÇÕES
6.1. Carro
A Mazda fez história com esse motor nos Rx-7, RX-3, Cosmo, e o último da linha, o modelo Rx-8. A Mercedes chegou a produzir os famosos protótipos C-111-I e C-111-II utilizando o motor rotativo. Os únicos da marca a portar esse tipo de motor, estes eram equipados com o Wankel, acabaram não vingando por muito tempo, porém entregavam números surpreendentes, como a versão a C-111-II, que chegava a 350cv e de realizava 0 à 100 km/h em 4.8 segundos.
Figura 3 - https://blogdotwebcarrepassedotcomdotbr.wordpress.com/2016/06/13/voce-sabe-o-que-e-um-motor-rotativo/
6.2. Motocicletas.
De 1974 a 1977 a Hercules produziu um número limitado de motos equipados com motores Wankel. Mais tarde este motor foi usado pela Norton Motorcycle Company para produzir o modelo Norton Commander no início de 1980. 
A Suzuki RE5 foi uma motocicleta equipada com motor Wankel produzida em 1975 e 1976. Anunciada como o futuro do motociclismo, o motor de pequeno deslocamento produzia uma impressionante potência. No entanto, outros problemas e falta de peças intercambiáveis resultou em vendas baixas. Van Veen da Países Baixos, importador e fabricante de motocicletas, projetou a Van Veen OCR 1000, motocicleta com o motor Wankel duplo rotor da companhia joint venture da NSU e Citroën, Comotor SA. Sua empresa fabricou 38 destas motos, entre 1974 e 1978. Contudo, a partir da década de 1980, os motores rotativos não tiveram tanto sucesso equipando motocicletas. Eles não têm sido usados em corridas de motos, que é inteiramente dominada pelos motores alternativos multi-cilindros. Nem têm sido produzidos para venda ao público em geral para utilização nas ruas. Até agora, motocicletas atuais com motores rotativos foram confinadas a protótipos e demonstrações conceituais.
 Norton tem usado motor Wankel em vários modelos, notavelmente com o piloto Steve Hislop onde obteve várias vitórias na Norton F1 no TT em 1992. Norton faz agora um modelo de 588cc rotor duplo chamado NRV588 e está em processo de projetar uma versão de 700cc chamada NRV700.
Figura 4 - https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Wankel#Consumo_de_combustível
6.3 Motores Aeronaúticos
O primeiro avião com motor rotativo Wankel foi o experimental Lockheed Q-Star versão civil do avião de reconhecimento QT-2 do Exército dos Estados Unidos, basicamente equipando um planador Schweizer, em 1968 ou 1969. Era equipado por um motor rotativo Wankel de 185 hp (138 kW) Curtiss-Wright RC2-60. Motores Wankel também estão se tornando cada vez mais popular em aeronaves experimentais homebuilt, devido a uma série de fatores. A maioria são motores para automóveis Mazda 12A e 13B, convertidos para uso em aviação. Esta é uma boa alternativa para o custo-eficiência para certificação de motores de aeronaves, fornecendo motores de 100 a 300 hp (220 kW) a uma fração do custo dos motores tradicionais. 
Essas primeiras conversões tiveram lugar no início de 1970. Com um bom número desses motores montados em aeronaves, até 10 de Dezembro de 2006, o conselho de segurança nacional do transporte dos EUA tem apenas sete relatórios de incidentes envolvendo aeronaves com motores da Mazda, e nenhum deles é de uma falha devido a falhas de design ou de fabricação.
Figura 5 - https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_Wankel#Consumo_de_combustível
6.4. Outras Aplicações
Motoes Wankel pode ser aplicado em diversas outras máquina, tais cmo: jet ski, kart e outros veículos de pequeno porte. A simplicidade do Wankel torna-o adequado para mini, micro e micro-mini projetos de motores. Os sistemas microeletromecânicos (MEMS) do Laboratório de motores rotativos da Universidade da Califórnia em Berkeley, têm desenvolvidos motores Wankel de até 1 mm de diâmetro, com deslocamentos de menos de 0,1 cc. O objetivo final é desenvolver um motor de combustão interna que irá entregar 100 miliwatts de energia elétrica, o motor em si vai servir como o rotor do gerador, com ímãs construído no rotor do próprio motor. 
7. CONCLUSÃO 
Este artigo acadêmico apresenta todo o conteúdo sobre motores Wankel, apresentando seu surgimento inicial em meados de 1950, e seu desenvolvimento, construção, funcionamento, aplicação ao longo de sua existência. Entende-se que pelo estudo sobre o motor Wankel, que desde sua criação até os tempos atuais, o motor Wankel passou por muitas mudanças e fases.
Por ser um motor com suas exclusividades, teve seus bons e maus momentos na indústria automobilística, tendo apenas algumas montadoras de veículos utilizando seu produto, e os motores convencionas com sistema biela manivela evoluindo cada vez mais, perdeu seu encanto e espaço no cenário mundial. Porém há evidencias que a Mazda ainda sonha em desenvolver um novo veículo super esportivo utilizando o motor Wankel.
8. REFERÊNCIAS 
· ↑ «Topspeed». www.topspeed.com  - 2018 Mazda RX-7. Ciprian Florea, 9 de Novembro de 2015. (em inglês) Acessado em 11/06/2016. 
· ↑ «Carscoops». www.carscoops.com  - Mazda's New Turbo Rotary Engine Reportedly Coming In 2017. Cristian Gnaticov, 16 de Novembro de 2015. (em inglês) Acessado em 11/06/2016. 
· ↑ Paulo Roberto Poydo. «Ascensão e queda do motor sem pistões». Consultado em 1 de março de 2010  
· ↑ Best Cars Web Site. «Audi A1 E-tron». Consultado em 30 de março de 2010  
· ↑ «Hercules W2000» (em alemão). Der-wankelmotor.de. Consultado em 3 de julho de 2009  
· ↑ «Triumph-Norton Wankel»  
· ↑ SUZUKICYCLES.ORG. «Suzuki RE5 Rotary 1974–1976». Consultado em 1 de fevereiro de 2009  
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