O novo motor Waissi, com pistões, mas sem bielas

Embora grande parte da atenção dada aos novos sistemas de transmissão automotivos recentemente tenha se concentrado em veículos híbridos e elétricos a bateria, o simples fato é que os motores de combustão interna ainda estarão por aí por um tempo. Eles ainda estão ensinando alguns truques ao cachorro velho e até criando uma ou duas novas raças, como pode ser visto todos os anos no Congresso Mundial da Sociedade de Engenheiros Automotivos, no Cobo Hall de Detroit. Sempre há pelo menos um punhado de inventores e promotores na confab SAE exibindo seus novos projetos de motores. Talvez seja a ideia romântica de um inventor solitário tentando provar seu conceito diante de um mundo cético, mas depois de olhar o programa da convenção, o estande que eu mais queria visitar era o da Waissi Engine, invenção de Gary Waissi , professor de engenharia da Arizona State University.

Nota: O Congresso Mundial da SAE foi em abril. A publicação foi adiada enquanto eu me correspondia com o professor Waissi e esclarecia algumas dúvidas sobre seu motor.

O novo motor de Waissi é uma configuração de pistão oposto que usa designs convencionais de cabeçote, válvula e câmara de combustão. A diferença é que o motor Waissi não possui bielas entre os pistões e o virabrequim. Em vez disso, os pistões empurram diretamente o que Waissi chama de "crankdisk". O eixo de saída do motor tem um grande munhão montado excentricamente no eixo, com um anel de rolamento que gira no munhão. A superfície externa do anel do rolamento se encaixa em uma ranhura na parte inferior da estrutura do pistão. Quando o pistão é empurrado para baixo durante o curso de força, o movimento descendente do pistão faz com que a manivela gire devido ao deslocamento à medida que o anel do rolamento rola sob a aterrissagem do pistão. Cada pistão tem um gêmeo oposto que gira o disco da manivela outros 180 graus para completar uma revolução. Os dois pistões são presos um ao outro por meio de hastes de aço, o que os mantém sincronizados corretamente. Em seu projeto mais recente, Waissi substituiu as hastes por placas sólidas.

O mais recente projeto de Waissi, que servirá de base para o protótipo que esperamos rodar. Placas sólidas mais rígidas substituíram as hastes de aço que mantêm os pistões presos uns aos outros e devidamente alinhados.

A vantagem sobre um motor de biela convencional é o atrito reduzido, o peso reduzido e a complexidade reduzida. Para um motor de quatro cilindros, o conjunto pistão/manivela da Waissi tem apenas cinco partes móveis contra nove para um motor padrão. Menos peças significa menor custo.

O orgulhoso inventor.

Muitos dos novos projetos de motores de hoje estão focados na redução do atrito. O motor Waissi tem nove superfícies de rolamento em comparação com 11 para um motor padrão. Quatro dessas nove superfícies, onde os pistões se encontram com o anel do mancal do virabrequim, são superfícies rolantes que têm fricção significativamente menor do que as superfícies deslizantes nos mancais da haste do pistão de um motor convencional. Como os dois pistões são fixados um ao outro, também há atrito reduzido devido ao balanço dos pistões e, em seguida, raspagem nas paredes do cilindro. Waissi calcula que o atrito total será 50% do de um motor convencional.

O "crankdisc" que está no coração do design do motor Waissi

O balanceamento dinâmico também é mais simples porque não há bielas oscilantes gerando forças secundárias. Waissi afirma que, por não haver bielas, as curvas de aceleração e força do pistão seguem um caminho ideal, perfeitamente senoidal, algo que só seria possível em um motor convencional se as bielas fossem infinitamente longas. Isso deve resultar em um funcionamento mais suave do motor.

Menos peças significam montagem mais barata.

O conceito não depende do combustível ou do ciclo, portanto, dois tempos e motores a diesel são possíveis. Além de como a energia é transferida dos pistões para o eixo de saída, todo o resto funciona da mesma forma. O conceito é baseado em um módulo de dois cilindros, portanto versões de 4, 6 e 8 cilindros (ou mais) são possíveis apenas empilhando os módulos com a fase correta para manter o equilíbrio dinâmico. Os dois módulos de quatro cilindros seriam separados por fase em 180°, um cilindro de seis teria uma separação de 120° e um oito teria os módulos separados por fase em 90°. Tal como acontece com o motor OPOC modular similar da Ecomotor, ou com o motor abortado Gemini da Chrysler desenvolvido por Roush, a desativação do cilindro pode ser efetuada por uma embreagem entre os módulos, permitindo que um módulo seja completamente desligado, ao contrário de um motor multi-cilindrada convencional que ainda tem perdas de energia por atrito e bombeamento dos cilindros desativados.