Motor Wankel em carros esportivos: como funciona, a conta da cilindrada e por que saiu de linha
O motor Wankel troca os pistões por um rotor de três faces que gira dentro de uma carcaça oval, e cada face faz admissão, compressão, explosão e escape a cada volta do rotor. Nos carros esportivos, isso deu potência alta para um motor pequeno e leve: o Mazda RX-8 Type S tirava 250 cv no Japão de um motor de 1,3 litro, com limite de giro de 9.000 rpm. O preço veio no consumo, nas emissões e na vida das vedações, e esses pontos ajudam a explicar por que a Mazda deixou de vender carros com Wankel como motor principal em 2012.
Este artigo explica como o rotor funciona, faz a conta da cilindrada que confunde as comparações, conta a história do NSU ao 787B de Le Mans e mostra por que o motor saiu de linha.
Como funciona o rotor
O rotor triangular gira preso a um eixo excêntrico. A cada volta completa do rotor, o eixo dá três voltas, e cada uma das três faces passa pelas quatro fases do ciclo, segundo a Brake & Front End. As pontas do triângulo levam vedações de ápice, lâminas que raspam a parede da carcaça e separam uma câmara da outra.
- Menos peças: não há bielas nem válvulas; as janelas de admissão e escape ficam na própria carcaça.
- Giro suave: o rotor gira sempre no mesmo sentido, sem o vaivém dos pistões, segundo a Design News.
- Tamanho: o motor do NSU Wankel Spider pesava 125 kg já com câmbio, alternador e motor de arranque, segundo a Audi, herdeira da NSU.
Um motor a pistão comum segue o mesmo ciclo de quatro tempos, como mostra o artigo sobre o motor a combustão interna; a diferença está em como o movimento vira giro no eixo.
A conta da cilindrada
O motor 13B, usado no RX-7 e no RX-8, tem dois rotores de 654 cm³ cada, segundo a Mazda: 1.308 cm³ no total. Esse número engana, porque o Wankel queima mais vezes por volta do eixo.
- num motor a pistão de quatro tempos, cada cilindro queima uma vez a cada duas voltas do virabrequim;
- no Wankel, cada rotor queima uma vez por volta do eixo, porque as três faces se revezam ao longo das três voltas;
- logo, os 2 rotores do 13B queimam 2 vezes por volta, o mesmo que um motor de 4 cilindros;
- em volume queimado por volta do eixo, o 13B equivale a um motor a pistão de 2 × 1.308 = 2.616 cm³.
Com isso, a potência específica muda de figura. Os 250 cv do RX-8 Type S japonês sobre 1,308 litro dão 191 cv por litro, número de motor de corrida. Sobre o equivalente de 2,6 litros, dão 96 cv por litro, um valor bom para motor aspirado, sem nada de extraordinário. As duas contas estão certas; a segunda é a comparação justa com um motor a pistão.
Do NSU ao Mazda
- 1957: o primeiro motor de Felix Wankel funcionou na bancada da NSU, em Neckarsulm, na Alemanha, em 1º de fevereiro. Depois de 15 horas, apareceram os primeiros problemas de vedação, segundo a Audi.
- 1964: o NSU Wankel Spider, primeiro carro de série com o motor, começou a ser vendido; foram 2.375 unidades até 1967, segundo a mesma fonte.
- 1967: a NSU lançou o sedã Ro 80, com 37.374 unidades feitas até 1977, segundo a Audi. As vedações de ápice e os mancais do eixo falhavam muitas vezes antes de 40 mil km, e os custos de garantia pesaram nas contas da NSU, segundo o site de história automotiva Ate Up With Motor.
- 1967: no mesmo ano, a Mazda lançou o Cosmo Sport, o primeiro carro com motor de dois rotores, segundo a Mazda.
A Mazda tinha fechado contrato com a NSU em 1961, segundo a Britannica, e foi ela quem manteve o motor em esportivos de série por décadas.
Os esportivos: RX-7, RX-8 e o 787B
| Carro | Motor | Potência | Anos |
|---|---|---|---|
| RX-7 de 3ª geração (Japão) | 13B biturbo, 1.308 cm³ | 280 cv a 6.500 rpm nas versões RS e R, desde 1999 | 1991 a 2002 |
| RX-8 Type S (Japão) | Renesis aspirado, 1.308 cm³ | 250 cv a 8.500 rpm | 2003 a 2012 |
| 787B, protótipo de Le Mans | R26B de 4 rotores, 2.616 cm³ | 700 cv a 9.000 rpm | 1991 |
Os dados são da Mazda: o comunicado do RX-7 de 1999, o do RX-8 e a ficha do R26B. Nos Estados Unidos, o RX-7 de 3ª geração foi vendido só de 1993 a 1995, com 255 hp, antes da atualização de 1999, e o RX-8 estreou com 238 hp e limite de 9.000 rpm, segundo a Grassroots Motorsports.
O ponto alto foi 1991. O 787B número 55 venceu as 24 Horas de Le Mans, a primeira vitória de um carro japonês e de um motor rotativo na prova, segundo a história oficial da Mazda. Pela conta da seção anterior, os 700 cv sobre 2,6 litros dão 268 cv por litro nominais, ou 134 cv por litro no equivalente de 5,2 litros.
Por que o Wankel saiu de linha
- Câmara comprida: a câmara de combustão do Wankel é longa e fina, com muita superfície para pouco volume. A chama perde calor para as paredes e deixa combustível sem queimar. Um estudo da General Motors de 1978 apontou como fontes de hidrocarbonetos o vazamento pelas vedações de ápice, as zonas de parede fria e essa relação entre superfície e volume, segundo o artigo SAE 780419.
- Óleo queimado: o motor injeta óleo nas câmaras para lubrificar as vedações, e esse óleo queima junto com o combustível. Em 2006, a Mazda fez recall do RX-8 para aumentar a injeção de óleo em marcha lenta e em baixa rotação, segundo a Brake & Front End.
- Consumo: o RX-8 de 2004 com câmbio manual era avaliado em 18 milhas por galão na cidade e 24 na estrada, segundo a Machine Design. Em unidades brasileiras: 18 × 1,609 / 3,785 ≈ 7,7 km/l e 24 × 1,609 / 3,785 ≈ 10,2 km/l. Pelo método revisado da agência ambiental americana, de 2008, a nota passa a 16 e 22 milhas por galão, cerca de 6,8 e 9,4 km/l.
O RX-7 saiu de produção em 2002, quando entraram em vigor regras de emissão mais rígidas, segundo a Mazda. O RX-8 parou em junho de 2012, com 192.094 unidades feitas até março daquele ano, segundo a Mazda. A imprensa ligou o fim às vendas em queda e às normas de emissão e consumo, segundo a Motor Authority; a Mazda não deu motivo oficial.
A volta como gerador
O Wankel voltou em 2023, sem mover as rodas. No MX-30 e-Skyactiv R-EV, um motor rotativo de um rotor só, com 830 cm³, funciona como gerador para recarregar a bateria de 17,8 kWh, e quem traciona o carro é um motor elétrico de 125 kW (170 cv), segundo a Mazda do Reino Unido. O tamanho compacto permite montar o motor rotativo no mesmo eixo do gerador e do motor elétrico, segundo a mesma fonte. O funcionamento desse outro motor está no artigo sobre motores elétricos, e o reaproveitamento de energia nas frenagens, no de frenagem regenerativa.
Perguntas frequentes
O que é um motor Wankel?
Um motor de combustão interna que usa um rotor triangular girando dentro de uma carcaça oval, no lugar de pistões. Cada face do rotor faz as quatro fases do ciclo a cada volta.
Qual a cilindrada real do motor do RX-7 e do RX-8?
Nominalmente 1.308 cm³, com dois rotores de 654 cm³. Em volume queimado por volta do eixo, ele equivale a um motor a pistão de quatro tempos de cerca de 2,6 litros.
Por que o motor Wankel gasta tanto combustível?
A câmara de combustão é longa e tem muita superfície para pouco volume, o que faz a chama perder calor e deixa combustível sem queimar. O motor também queima o óleo que lubrifica as vedações.
Qual carro com motor Wankel venceu Le Mans?
O Mazda 787B, em 1991, com um motor de quatro rotores de 700 cv. Foi a primeira vitória de um carro japonês na prova.
A Mazda ainda fabrica motor rotativo?
Sim, desde 2023, como gerador no MX-30 R-EV. O motor de um rotor só recarrega a bateria, e as rodas são movidas por um motor elétrico.
O Wankel mostra que potência por litro depende de como se conta o litro: pela conta justa, o motor rende como um bom aspirado, com menos peso e mais giro, e paga isso em consumo e emissões. Quem compara um esportivo rotativo com um a pistão deve olhar o volume queimado por volta do eixo, e a história do motor, que começa com o primeiro carro da história, mostra que nenhuma solução de engenharia escapa dessa troca.
