Motores radiais rotativos: como funcionavam?

O motor rotativo é um tipo de motor radial, de ciclo Otto, cujo eixo de manivelas é estacionário e fixado ao berço do motor, enquanto o conjunto de cárter e cilindros gira ao redor dele. A hélice era fixada diretamente no cárter e girava junto com o mesmo.

Os motores radiais rotativos foram desenvolvidos pouco antes e durante a Primeira Guerra Mundial. Nessa época, a maioria dos motores necessitava de um volante de inércia, para garantir suavidade no funcionamento, evitando trancos ao girar. Os volantes acrescentavam, entretanto, um peso morto considerável ao motor. Outro problema dos motores dessa época era a refrigeração insuficiente, pois os aviões tinham baixa velocidade, o que limitava muito o fluxo de ar de refrigeração.

Quando foram criados, os motores radiais rotativos se constituíram em uma eficiente solução técnica para equipar aviões, em razão  da boa relação peso-potência, da suavidade de funcionamento e da boa refrigeração, que era mantida mesmo com o motor funcionando em marcha lenta no solo. Eram considerados motores muito confiáveis, o que tornou-os ideais para equipar aviões militares durante a Primeira Guerra Mundial.

Diversos problemas tiveram que ser resolvidos, entretanto, para  que o motor fosse viável. A alimentação era um dos principais, pois o carburador não poderia ficar girando com os cilindros. A solução encontrada foi a utilização de eixos de manivelas ocos, que serviam de passagem para a mistura ar-combustível do carburador até janelas abertas no eixo e no cárter. Dessas janelas, a mistura chegava ao cilindro, atraves de válvulas de admissão ou por janelas abertas no cilindro pouco acima do ponto morto inferior.

A solução de usar janelas de admissão, ao invés de válvulas, foi usada nos motores Gnôme Monosoupape (monoválvula, em francês), e foi muito bem sucedida, pois possibilitou a eliminação de várias peças móveis, facilitando o balanceamento e aumentando a confiabilidade dos motores. Os motores de uma válvula por cilindro (fotos acima e abaixo) foram considerados como "um dos maiores avanços na aviação" pelo fabricante de aeronaves britânico Thomas Sopwith.

Os motores Monosoupape não tinham, na verdade, carburadores ou aceleradores. O controle do motor era feito através da regulagem da pressão de combustível. Bombas de ar pressurizavam o tanque, garantindo um fluxo uniforme de combustível ao motor. Todavia, o controle de velocidade do motor era bastante limitado.

A lubrificação do motor também se constituiu em um problema, pois o cárter servia frequentemente como caminho para a passagem da mistura para os cilindros, como ocorre nos motores atuais de dois tempos. A solução encontrada foi semelhante à utilizada nos motores dois tempos, ou seja, o lubrificante era adicionado à gasolina. Como os óleos minerais da época eram inadequados, utilizava-se o óleo de rícino, pois esse dissolvia-se mais lentamente no combustível, o que garantia uma apropriada lubrificação dos componentes móveis. Uma bomba de óleo fornecia o lubrificante à mistura ar-combustível pouco antes da mesma ser fornecida ao motor, para evitar sua diluição excessiva.

Um dos defeitos dos motores rotativos era o seu alto preço. A construção era de alta precisão, para garantir um bom balanceamento do conjunto de cárter e cilindros. Um motor Gnôme de 100 HP de 1916 custaria, em valores de hoje, o equivalente a 70 mil dólares americanos.

Os motores rotativos, em sua maioria, eram do tipo radial, mas outras configurações foram usadas, e existiu até mesmo um motor rotativo monocilíndrico. Nos radiais, um número ímpar de cilindros era geralmente usado, de forma que sempre havia um cilindro em tempo motor. Embora raros, alguns motores rotativos tinham duas carreiras (estrelas) de cilindros (foto abaixo, do motor alemão Oberursel U.III).

 

Embora a potência por cilindrada fosse relativamente baixa, a potência por Kg de massa era elevada, chegando a um HP por Kg de massa do motor. Os motores radiais rotativos forneciam geralmente 50 a 160 HP de potência, dependendo da cilindrada e do número de cilindros.

Os motores Clerget e Le Rhône utilizavam duas válvulas em cada cilindro, ao contrário dos Gnôme Monosoupape.

No início dos anos 1920, os motores rotativos caíram subitamente em desuso, principalmente devido às limitações na alimentação através dos eixos de manivela. Os motores radiais com eixos rotativos e os motores de cilindros em "V" rapidamente os susbstituíram no período entre as duas Guerras Mundiais.

Os motores rotativos não equiparam apenas aviões. Alguns fabricantes de motocicletas instalaram motores radiais rotativos no centro da roda de seus veículos. Na foto abaixo, pode-se ver uma motocicleta Felix Millet de 1897. Felix Millet foi, na verdade, o pioneiro no uso dos motores rotativos, em 1888.

As motocicletas alemãs Megola, produzidas entre 1921 e 1924, possuíam motores radiais Monosoupape de 5 cilindros e 14 HP instalados no meio da roda dianteira. Essa estranha e interessante motocicleta é um dos mais raros veículos, pois apenas 10 exemplares ainda existem.

Alguns carros também foram equipados com motores rotativos, como um De Dion-Bouton de 1899, que recebeu um motor rotativo de 4 cilindros, concebido para uso aeronáutico, mas que nunca equipou nenhum avião, pelo simples fato de que ainda não existiam aviões nessa época.