Motor rotativo

Motor rotativo é aquele que emprega rotor em vez de pistão, no contexto dos motores de combustão interna.

Motor rotativo

Motor orbital.[1]

Tipo

É, às vezes, chamado de "motor rotativo sem pistões" ou de "motor de pistões rotativos". Diferentemente do movimento sinusoidal, típico dos pistões nos motores alternativos, neste motor, o rotor (ou rotores) realiza um movimento rotativo.

O termo "motor de combustão rotativa" tem sido sugerido em geral, desde o início dos anos 1920, como um possível nome para estes motores [carece de fontes?] para distingui-los de determinados motores aeronáuticos e motociclísticos também conhecidos como motores giratórios. No entanto, ambos continuam a ser chamados de motores rotativos e só o contexto determina a qual uso destinam-se. Além da combustão, motores rotativos também encontraram usos no campo da refrigeração.[2]

História
Comparação dos movimentos dos rotores nos motores Wankel e Quasiturbine.

Até a atualidade o motor Wankel, invenção de Felix Wankel (1902-1988), é o único motor rotativo de combustão interna comercialmente bem sucedido. Depois de sua invenção, diversas indústrias automobilísticas criaram projetos de motores rotativos.[3] A NSU (primeira fabricante de rotativos Wankel) criou empreendimentos conjuntos com a Citroën (conhecido como Comotor) [4] e, com a Curtiss-Wright.[3] As empresas Toyo Kogyo (atual Mazda),[3] Rolls-Royce,[3] Ford,[3] General Motors,[3] Chevrolet,[4] Mercedes-Benz.[3] e outras obtiveram licenças para fabricá-lo. Durante os anos 1960 e 1970, o desenvolvimento deste motor apresentou dificuldades. Entre eles, problemas de vedação,[5] desgaste prematuro e, consumo elevado.[3] Como estes problemas mostraram-se de difícil solução e, com a crise do petróleo seu desenvolvimento foi abortado. A Mazda permaneceu como a única fabricante a equipar seus automóveis com este tipo de motor.[3]

Uma equipe de projetistas canadenses, formada pela família Saint-Hilaire e chefiada pelo físico Gilles Saint-Hilaire criou o motor rotativo Quasiturbine, patenteado em 1996.[6] Este projeto teria, teoricamente, solucionado as deficiências do motor Wankel. O Quasiturbine foi usado de forma experimental em um kart (2004),[7] numa motosserra (2006),[8] um gerador elétrico,[9] e microcarros a ar comprimido (2009) [10] e a vapor.[11]

A produção do modelo Mazda RX-8, último carro fabricado em série com motor rotativo Wankel, foi encerrada em 2012. Mas a companhia planeja uma nova geração do RX-7 para antes do final da década de 2010.[12] [13]

Características
NSU Spider (1964-1967, Alemanha Ocidental) primeiro automóvel com motor rotativo de série.[14]
Motor rotativo de ciclo Atkinson (em inglês).
Quasiturbine, aqui configurado como motor a vapor pode, similarmente, atuar como bomba/compressor.[15]
Motor Schukey também empregado em refrigeração.[2]

Em seu conceito básico, este motor não apresenta o movimento recíproco do pistão. O movimento rotativo do rotor alivia a tensão mecânica e evita a vibração relacionada com a velocidade. Ao longo da história do motor de combustão interna, muitos conceitos e protótipos de motores rotativos têm sido propostos e estão em diferentes estágios de desenvolvimento.

Estágios de desenvolvimento

Exemplos de motores rotativos incluem:

Fase de produção

Em de desenvolvimento

Conceitos
  • Gerotor.[38]
  • Motor rotativo de José Ignacio e Martin-Artajo.[39]
  • Motores de Jose Maria Bosch-Barata.[40]
  • Motor de rotores helicoidais de Gabriel Fernando Carrão Macedo.[41]
  • Yonto.[42]

Imagens

Veículos equipados com motores rotativos:

Vantagens e desvantagens

Vantagens

Apresenta boa relação peso-potência, baixo peso, menor volume e funcionamento mais "suave" do que o do motor convencional. Gera mais energia durante um período maior: o rotor produz força em 270 graus de seu giro, contra os 180 graus do movimento de um pistão.[43] Menor quantidade de peças móveis: dispensa o uso de correias, bielas, válvulas e cames. A admissão da mistura comburente/combustível e a expulsão dos gases de escape são realizadas pelo próprio movimento do rotor.[43] Sua curva de torque é plana, uma vez que, não usa válvulas. Sua forma de combustão produz menos óxidos de nitrogênio como o NOx (óxido nitroso) mas, o uso de catalisador reduz esta vantagem.[43] A separação entre as áreas onde ocorrem a admissão e a combustão favorece o uso de hidrogênio.[43]

Desvantagens

Menor eficiência termodinâmica por causa da grande superfície da zona de combustão. Tempo de ignição muito longo, devido ao formato da zona de combustão.[5] Este problema é abordado com a utilização de duas velas de ignição pelo fabricante Mazda (em certos mototes para veículos de competição usam-se três velas). Problemas de vedação.[5] Consumo de combustível e emissões de poluentes elevados em modelos de projeto mais simples.[44] Este item relaciona-se com o uso que será dado ao motor, já que o projeto deve levar em consideração o nível de potência. Assim, o rendimento do modelo RX-7, da Mazda, é comparável com os de outros veículos da mesma categoria. A crise do petróleo de 1973, apenas 16 anos após a criação do motor rotativo, prejudicou as pesquisas para seu desenvolvimento, não dando tempo para solucionar a questão do consumo elevado. Consequentemente, o motor rotativo ganhou a fama imerecida de antieconômico. Em projetos mais básicos, apresenta elevados índices de emissões de CO (monóxido de carbono).

Ver também

Literatura
  • Wankel auf dem Prüfstand: Ursprung, Entwicklung und Niedergang eines innovativen Motorenkonzeptes. Autor: Ulrich Christoph Knapp. BoD (Books on Demand), 2006, (em alemão) ISBN 9783830916376 Adicionado em 11/06/2016.
  • Les Moteurs: moteur à explosion, moteur rotatif, moteur diesel. Autores: Marcel Menardon & Didier Jolivet. Chotard & Associés Editeurs, 1986, (em francês) ISBN 9782712700270 Adicionado em 11/06/2016.
  • Rotary engine. Autor: Kenichi Yamamoto. Sankaido, 1981, (em inglês) Adicionado em 11/06/2016.
  • Rivals to the Wankel: A Roundup of Rotary Engines. Jan P. Norbye, Popular Science, Janeiro de 1967, págs 80-85, (em inglês) Adicionado em 11/06/2016.

Referências
  1. Managing Innovation. Autor: John Ettlie. Routledge, 2007, pág. 204, (em inglês), ISBN 9781136383861 Adicionado em 11/06/2016.
  2. Translation of a technical publication, published by Euro Heat & Power (outubro de 2009). «Power and cooling from waste heat and solar. New possibilities for trigeneration» (PDF). Microtrigeneration.eu (em inglês). Consultado em 12 de dezembro de 2019
  3. Fueltech - Motor Rotativo. Cristian P. da Silva, 21 de Junho de 2013. Acessado em 11/06/2016.
  4. Flatout - Rotary Club: os carros com motores Wankel que não são da Mazda. Gustavo Henrique Ruffo, 30 de Abril de 2015. Acessado em 11/06/2016.
  5. Deltaexpo - Rotary engine: advantages and disadvantages. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  6. Quasiturbine - Quasiturbine Technical Papers. (em francês) e (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  7. Youtube - Vídeo: 2004(F) Quasiturbine APUQ Gokart TQS. (em francês) Acessado em 02/07/2018.
  8. Youtube - Vídeo: 2006 Quasiturbine (2 bar - 30 psi) Zero-Vibration Chainsaw. (em inglês) Acessado em 02/07/2018.
  9. Youtube - Génératrice Quasiturbine de l'APUQ. (em francês) Acessado em 02/07/2018.
  10. YouTube - 2009(F) Quasiturbine Voiture APUQ à air comprimé. (em francês) Acessado em 02/07/2018.
  11. Apuq - La voiture à double QTsc.6L-vapeur. (em francês) Acessado em 11/06/2016.
  12. Topspeed - 2018 Mazda RX-7. Ciprian Florea, 9 de Novembro de 2015. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  13. Carscoops - Mazda's New Turbo Rotary Engine Reportedly Coming In 2017. Cristian Gnaticov, 16 de Novembro de 2015. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  14. NSU Spider is powered by Wnankel rotary engine. Popular Science, vol. 183, Nº 6, pág. 58, Dezembro de 1963. (em inglês) Adicionado em 11/06/2016.
  15. Mohammed Akram (junho de 2014). «Quasiturbine Rotor Development Optimization» (PDF). Semanticscholar.org (em inglês). Consultado em 12 de dezembro de 2019
  16. The Tower Spherical Engine. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  17. How the Baylin Engine Works. Popular Mechanics, Julho de 1946, págs. 131-132. (em inglês) Adicionado em 11/06/2016.
  18. Pure Energy Blog - Inventor, Angelo Di Pietro Talks About EngineAir. Sterling D. Allan, 27 de Agosto de 2013, (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  19. Liquidpiston - (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  20. Crankless.net (em inglês) Adicionado em 11/06/2016.
  21. Douglas-self - THE HAMILTON WALKER ROTARY ENGINES. (em inglês) Acesado em 11/06/2016.
  22. CNN - An engine of change. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  23. Greencarcongress - Modified Rand Cam Rotary Engine Entering Series Hybrid Testing. 30 de Novembro de 2005, (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  24. YouTube - Libralato Engine. (em inglês) Acessado em 02/07/2018.
  25. Free Patents On-line - Rotary piston machine. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  26. Excel HSC Business Studies. Auora: Louise Fleming. Pascal Press, 2004, pág. 59, (em inglês) ISBN 9781741250718 Adicionado em 11/06/2016.
  27. Tri-Dyne: Slick New Rotary Engine Could Lick the Wankel. Popular Science, Julho de 1969, págs 45-47 e 160-162. (em inglês) Adicionado em 11/06/2016.
  28. Douglas-self - HISTORICAL TOROIDAL ENGINES. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  29. Greencarcongress - New Toroidal Internal Combustion Engine Promises 20:1 Power-to-Weight Ratio. 18 de Abril de 2006. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  30. ARPA - Michigan State University (MSU). Wave Disk Engine. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  31. Techtalk - Gerador de disco de onda, WDG. Acessado em 11/06/2016.
  32. YouTube - Motorrad mit radialer Turbine von Jean Claude LEFEUVRE 1/4. (em alemão) e (em francês) Acessado em 02/07/2018.
  33. Universidade do Arizona - Innovative Engine Mixes Rotary, Internal Combustion Technology. Ed Stiles, 28 de Agosto de 2003, (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  34. Oocities - A little American Motors and Rambler engine history. Patente espanhola nº 0313466. Adicionado em 11/06/2016.
  35. UFRGS - Análise da estanqueidade do motor rotativo MIT (Miranda Inovações Tecnológicas). Link: Yumpu.com Acessado em 11/06/2016.
  36. Jurgen Schukey. «Heat engine». Google Patents (em inglês). Consultado em 10 de dezembro de 2019
  37. GAIA Association (30 de janeiro de 2013). «Schukey engine». Gaia-energy.org (em inglês). Consultado em 10 de dezembro de 2019
  38. Pump School - Gerotor Pumps. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  39. YouTube - Motor rotativo español (JI Martin-Artajo SI,ICAI). (em castelhano) Acessado em 02/07/2018.
  40. Freepatentsonline. - ROTARY ENGINE EMPLOYING DOUBLE ECCENTRIC. European Patent EP0027665. Adicionado em 11/06/2016.
  41. Patentes On-Line Arquivado em 5 de agosto de 2016, no Wayback Machine. - Motor de combustão interna com utilização de rotores helicoidais. Acessado em 11/06/2016.
  42. YoTube - Motor rotativo Yonto 1. (em castelhano) Acessado em 02/07/2018.
  43. Angelfire - The Rotary Engine: The wonderfull motor that powers all 3rd generation RX-7's. Advantages and Disadvantages of Rotary Combustion Engines. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  44. Carthrottle - Engineering Explained: The Pros And Cons Of Inline 5s, V10s And Rotary Engines. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.

Ligações externas
  • Dds78dan78.free - MOTEUR ROTATIF. (em francês) Acessado em 11/06/2016.
  • APUQ - (Association de Promotion des Usages de la Quasiturbine.) (em francês) Acessado em 11/06/2016.
  • Invention Europe - La QUASITURBINE, enfin une solide alternative au moteur à piston !. (em francês) Acessado em 11/06/2016.
  • Documents.tips - The RKM engine principles. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  • Popularmechanics - 'How It Works: The Mazda Wankel Rotary Engine'. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  • Roadandtrack - How a Rotary Engine Works, And Why It's Currently Dead. (em inglês) Acessado em 11/06/2016.
  • YouTube - Vídeo: The Rotary Engine - History, Theory, Configuration, Construction. (em inglês) Acessado em 02/07/2018.
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