Maiores e mais potentes motores de combustível liquido do Mundo

Resumo da historia dos motores de combustão interna

O engenheiro francês Nicolas Carnot (idealizador do ciclo termodinâmico de Carnot) foi o primeiro a desenvolver a teoria de um motor de combustão interna de 2 tempos (pistão).

O engenheiro americano Samuel Morey patenteou o primeiro motor de combustão interna de 2 tempos em 1826.

Em 1838, o engenheiro inglês William Barnett construiu o primeiro motor de dois tempos.

O motor com ciclo termodinâmico Otto (motor a pistão de 4 tempos com ignição por centelha) começou a ser desenvolvido pelo engenheiro francês Alphonse Beau de Rochas e foi construido pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto em parceiria com Gottlieb Wilhelm Daimler e Wilhelm Maybach em 1876.

O motor com ciclo termodinâmico Diesel (motor a pistão de 4 tempos com ignição sem centelha) foi desenvolvido pelo engenheiro alemão Rudolf Diesel em 1892. Os primeiros motores a Diesel funcionavam com óleo vegetal, pois o Diesel não existia na época.

Motores a Diesel também são usados para gerar energia elétrica em termelétricas queimando gás natural.



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Ao contrario do que a maioria das pessoas pensam as turbinas não foram originalmente concebidas e construídas para serem motores de avião.

Na verdade, as turbinas surgiram bem antes dos aviões.

Em 1791 o engenheiro britânico John Barber patenteou uma forma primitiva de turbina a gás.

Em 1872 o engenheiro americano George Brayton desenvolveu o ciclo termodinâmico de Brayton como alternativa de motor de combustão interna ao ciclo termodinâmico de Otto e construiu a primeira turbina a gás.

No final do século XIX e inicio do século XX, quando os aviões ainda não existiam, as turbinas a gás eram usadas para gerar energia elétrica, o que explica o porque da General Electric fabricar turbinas a gás.

As turbinas a gás são usadas em helicópteros, aviões a jato e hélice (turbo- hélice), na propulsão de navios de guerra e tanques de guerra e podem queimar querosene, gás natural, diesel, etc.



Pratt-Whitney V2500 Turbofan


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Ciclo Termodinâmico de Brayton



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Motores Radiais

São motores de combustão interna de simetria radial, com pistões dispostos em torno de um ponto central na árvore de manivelas. Esta configuração foi muito utilizada para mover as hélices de aeronaves.

Estes motores têm sido de utilização principalmente aeronáutica, sendo raros em outros tipos de veículos. Um exemplo de aplicação de um motor de 9 cilindros radial num veículo terrestre foi o tanque M4 Sherman. Um motor deste tipo foi utilizado na pouco convencional motocicleta Megola.



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Moto com motor radial exposta em show aéreo nos EUA



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O maior e mais potente Motor Radial da Segunda Guerra Mundial - Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major


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• 28 cilindros (4 grupos radiais de 7 cilindros em formato de semi-hélice)
• 4300 HP
• 71.5 litros
• 1755 kg


Entre 1944 e 1955 foram produzidas 18697 unidades


O Boeing B-50 Superfortress usava 4 motores Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major

O Convair B-36 Peacemaker usava 6 motores Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major


[Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar esta imagem]Convair B-36 Peacemaker

[Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar esta imagem]Boeing B-50D Superfortress on display at the National Museum of the United States Air Force in Dayton, Ohio.



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O Wartsila-Sulzer RTA96-C é o maior e mais potente motor Diesel do mundo



É fabricado pela companhia Wartsila-Sulzer, sediada em Helsinque, na Finlândia.

Esses motores são usados nos maiores navios de transporte de contêineres do mundo, como o Emma Maersk.





Versão de 14 Cilindros





• Cilindrada: 25480 litros
• Nº de Válvulas: 2 por Cilindro
• Curso do Cilindro: 2489.2 mm
• Diâmetro do Cilindro: 960 mm
• Peso: 2300 toneladas (O Virabrequim pesa 300 toneladas)
• Comprimento: 27 metros
• Altura: 13 metros
• Rotação: 92-102 RPM
• Potência Máxima: 108920 HP a 102 RPM
• Torque Máximo: 775377 kgf*m a 102 RPM
• Consumo na Potencia Máxima: 13.7 toneladas de Diesel por hora


Versão de 12 Cilindros

Potência Máxima: 93360 HP a 102 RPM


Versão de 10 Cilindros

Potência Máxima: 77800 HP a 102 RPM



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Versão de 6 Cilindros




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Versão de 10 Cilindros




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Versão de 12 Cilindros



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O motor de combustível liquido mais potente da historia



O motor de foguete “F1” foi usado no primeiro estagio (S-IC) do foguete Saturn V, que colocava as naves espaciais Apollo na órbita da Terra.

Havia cinco motores F1 no primeiro estagio (S-IC) e cada motor (que pesava 8.3 toneladas) queimava durante 165 segundos:

• 976 litros de querosene de aviação por segundo
• 1565 litros de oxigênio liquido (−184 °C) por segundo

Para se ter uma idéia da potencia desse motor, uma turbina com potencia de 55 mil HP (41 MW), acionava as bombas de querosene e oxigênio liquido.

O primeiro estagio (S-IC) queimava 4880 litros de querosene de aviação e 7825 litros de oxigênio liquido (−184 °C) por segundo.

O F1 produzia um empuxo de 690 toneladas, o equivalente a uma potência de mais de 30 milhões de HP, mais de duas vezes a potência da usina hidrelétrica de Itaipu.



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Nenhuma maquina é tão pequena e produz tanta energia quanto um motor de foguete. Nenhuma maquina trabalha com extremos de temperatura tão grandes (até -257 ºC na turbo-bomba centrifuga e até 3300 ºC na câmara de combustão). Por isso existem vários desafios no seu projeto e desenvolvimento como impedir que as vibrações destruam o motor e que ele derreta ou até mesmo venha a explodir.

As turbo-bombas centrifugas (acionada por turbinas a gás), que são responsáveis por injetar o combustível e oxidante na câmara de combustão, trabalham sob condições extremas de elevada rotação e baixíssima temperatura (hidrogênio liquido a – 257 ºC e oxigênio liquido a – 183 ºC). A turbo-bomba centrifuga tem que trabalhar com uma pressão maior que a da câmara de combustão.

O motivo pelo qual a queima do combustível nos motores de foguete atinge temperatura tão mais elevadas que nos motores a pistão e a jato é que os motores de foguete queimam oxigênio puro. O nitrogênio presente no ar usado nos motores a pistão e a jato “atrapalha” a queima.

Os motores a pistão Otto ou Diesel costumam ser resfriado com água circulando entre os cilindros.

Todo motor de foguete de combustível liquido precisa de um brutal sistema de resfriamento da câmara de combustão, placa injetora, cone de expansão (tubeira), pois não existem materiais e metais que suportem as elevadissimas temperaturas durante os minutos de operação, que superam os 3300 ºC.

Uma dos métodos de resfriamento consiste em fazer o combustível ou oxidante, que podem ser criogenicos (hidrogênio liquido a – 257 ºc e oxigênio liquido a – 183 ºC), circular através de tubos em torno da câmara de combustão e cone de expansão (tubeira) antes de ser queimado na câmara de combustão.

No motor F1 do Saturn V, o querosene de aviação circulava em tubos em torno da câmara de combustão e cone de expansão (tubeira) antes de ser queimado na câmara de combustão.

No motor RS-25D (SSME - Space Shuttle Main Engine) do ônibus espacial, o hidrogenio liquido (-257 ºC) circula em tubos em torno da câmara de combustão, pré-queimador e cone de expansão (tubeira) antes de ser queimado na câmara de combustão.

O RS-25D é bastante complexo e tem varias válvulas, turbo-bomba centrifugas de baixa e alta pressão, pré-queimador, câmara de combustão e tubeira.

A turbo-bomba centrifuga de alta pressão de oxigênio do RS-25D gira a 28120 RPM e desenvolve 23260 HP.

A turbo-bomba centrifuga de alta pressão de hidrogênio do RS-25D gira a 35360 RPM e desenvolve 71140 HP.


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Existem varias configurações de motores de foguete de combustível liquido


A configuração do F1 é Gas-generator cycle

A configuração do RS-25D é Staged combustion cycle




Expander cycle


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Gas-generator cycle

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Staged combustion cycle



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RS-25D (SSME --- Space Shuttle Main Engine): antes de ser queimado, o hidrogênio liquido a congelantes - 257 ºC circula em torno da tubeira, pré-queimador e camara de combustão, para resfria-los das abrasadoras temperaturas de 3300 ºC.



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Caterpillar 797 - maior motor de caminhão do Mundo



• Peso carregado: 600 toneladas
• peso vazio: 200 toneladas
• Motor Diesel: V24 - dois blocos de 12 cilindros em V
• Potência: 3793 hp (2828 kW)
• Transmissão: 7 marchas e ré
• Tanque de Combustivel: 6814 litros
• Velocidade: 67 km/h
• preço: US$ 5.6 milhões



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Os Dragsters da categoria Top Fuel aceleram de 0 a 160 km/h em menos de 1 seg e 0 de 500km/h em 4.5 seg.


Os motores V8 de 8 litros desenvolvem:

• 8 mil HP de potência
• 800 kgf*m de torque


A imensa potência e torque só é conseguida graças ao combustível altamente explosivo usado:

• 90% de nitrometano (CH3NO2)
• 10% de metanol

4CH3NO2 + 3O2 → 4CO2 + 6H2O + 2N2


O nitrometano possui menos energia que a gasolina, mas precisa de uma massa de ar 8 vezes menor para queimar, sendo considerado um explosivo.


• gasolina (energia de 44 KJ/kg e precisa de 14.6 kg de ar para queimar 1 kg de gasolina)
• nitrometano (energia de 11.2 KJ/kg e precisa de 1.7 kg de ar para queimar 1 kg de nitrometano)


Um motor a nitrometano queima 8 vezes mais combustível por segundo que um motor a gasolina e produz mais que o dobro da energia que um motor a gasolina.


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Lycoming R-7755 - Maior Motor a Pistão para Aviões da Historia


• 36 Cilindros (9 grupos de 4 cilindros em linha)
• 127 Litros
• 5 mil HP (3,700 Kilo Watts)


Foram construídos 2 protótipos e nunca foi produzido em serie.


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Nenhuma maquina é tão pequena e produz tanta energia quanto um motor de foguete. Nenhuma maquina trabalha com extremos de temperatura tão grandes (até -252 ºC na turbo-bomba centrifuga e até 3300 ºC na câmara de combustão). Por isso existem vários desafios no seu projeto e desenvolvimento como impedir que as vibrações destruam o motor e que ele derreta ou até mesmo venha a explodir.

As turbo-bombas centrifugas (acionada por turbinas a gás), que são responsáveis por injetar o combustível e oxidante na câmara de combustão, trabalham sob condições extremas de elevada rotação e baixíssima temperatura (hidrogênio liquido a – 252 ºC e oxigênio liquido a – 183 ºC). A turbo-bomba centrifuga tem que trabalhar com uma pressão maior que a da câmara de combustão.

O motivo pelo qual a queima do combustível nos motores de foguete atinge temperatura tão mais elevadas que nos motores a pistão e a jato é que os motores de foguete queimam oxigênio puro. O nitrogênio presente no ar usado nos motores a pistão e a jato “atrapalha” a queima.

Os motores a pistão Otto ou Diesel costumam ser resfriado com água circulando entre os cilindros.

Todo motor de foguete de combustível liquido precisa de um brutal sistema de resfriamento da câmara de combustão, placa injetora, cone de expansão (tubeira), pois não existem materiais e metais que suportem as elevadissimas temperaturas durante os minutos de operação, que superam os 3300 ºC.

Uma dos métodos de resfriamento consiste em fazer o combustível ou oxidante, que podem ser criogenicos (hidrogênio liquido a – 252 ºc e oxigênio liquido a – 183 ºC), circular através de tubos em torno da câmara de combustão e cone de expansão (tubeira) antes de ser queimado na câmara de combustão.

No motor F1 do Saturn V, o querosene de aviação circulava em tubos em torno da câmara de combustão e cone de expansão (tubeira) antes de ser queimado na câmara de combustão.

No motor RS-25D (SSME - Space Shuttle Main Engine) do ônibus espacial, o hidrogenio liquido (-257 ºC) circula em tubos em torno da câmara de combustão, pré-queimador e cone de expansão (tubeira) antes de ser queimado na câmara de combustão.

O RS-25D é bastante complexo e tem varias válvulas, turbo-bomba centrifugas de baixa e alta pressão, pré-queimador, câmara de combustão e tubeira.

A turbo-bomba centrifuga de alta pressão de oxigênio do RS-25D gira a 28120 RPM e desenvolve 23260 HP.

A turbo-bomba centrifuga de alta pressão de hidrogênio do RS-25D gira a 35360 RPM e desenvolve 71140 HP.


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Existem varias configurações de motores de foguete de combustível liquido

A configuração do F1 é Gas-generator cycle

A configuração do RS-25D é Staged combustion cycle





Configurações de motores de foguete


Expander cycle



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Gas-generator cycle


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Staged combustion cycle



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RS-25D (SSME --- Space Shuttle Main Engine): antes de ser queimado, o hidrogênio liquido a congelantes - 252 ºC circula em torno da tubeira, pré-queimador e camara de combustão, para resfria-los das abrasadoras temperaturas de 3300 ºC.


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O mais gigantesco motor diesel do mundo



Talvez seja um pouco chocante saber que muitas coisas que consumimos sejam fabricadas na China. Para conseguir suprir a imensa demanda por Hi-Phones e outras tranqueiras da sociedade moderna, o Emma Maersk faz a viagem China-EUA quatro dias mais rápido que a média dos navios cargueiros.

Já falei que o Emma Maersk é o maior navio cargueiro do mundo? Com mais de 395 metros de comprimento, ele pesa 170.974 toneladas e transporta mais de 11.000 contâineres de 20 pés. Para levar esse navio mamute à sua velocidade de cruzeiro de 31 nós (57,41 km/h) – ante os 18 (33) a 20 (37) nós dos navios comuns – é preciso algo maior que um franzino reator nuclear. Você precisará do Wärtsilä-Sulzer RTA96-C, um motor diesel de 13,4 metros de altura e 27,4 metros de comprimento capaz de gerar 110.511 cv (sim, cento e dez mil e quinhentos e onze cavalos-vapor).

O RTA96 de 14 cilindros e ciclo dois-tempos a bordo do Emma Maersk pesa mais de 2300 toneladas e opera a tranquilas 102 rpm. Ao contrário dos motores diesel tradicionais, o RTA96-C abre mão do comando de válvulas, corrente de sincronização, bomba de combustível e atuadores hidráulicos em favor da tecnologia common-rail, que injeta o combustível (diesel “bunker” nesse caso) com alta pressão para alimentar válvulas solenóides individuais em vez de usar injetores alimentados por bomba de combustível. Isso permite que o motor trabalhe melhor em baixa rotação e consuma menos combustível. Ainda assim, mesmo com toda essa eficiência, ele ainda injeta 190 ml de diesel em cada cilindro por ciclo.

Com 25 unidades já em funcionamento e outras 86 encomendadas, esses motores conduzirão a globalização direto à prateleira do supermercado da esquina.


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6 cilindros em linha



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Impulso especifico (Specific Impulse - Isp) e Relação Empuxo/Peso (Thrust-to-Weight Ratio) de motores a jato e de foguete


O impulso especifico é uma medida da eficiência dos motores e combustíveis de foguete e também dos motores a jato.

Da mesma forma, se usa o km por litro para medir a eficiência de motores de carros, motos, etc.

Quanto maior o impulso especifico, menos combustível é necessário.

O impulso especifico dos motores a jato é de 3000 segundos, isto significa que 1 kg de querosene de aviação produz um empuxo de 1 kg-força durante 3000 segundos.

O impulso especifico dos motores de foguete de combustível sólido é de 250 segundos, isto significa que 1 kg de combustível sólido produz um empuxo de 1 kg-força durante 250 segundos.

O impulso especifico dos motores de foguete de combustível liquido (hidrogênio) é de 450 segundos, isto significa que 1 kg de combustível liquido produz um empuxo de 1 kg-força durante 450 segundos.

Por isso os motores de combustível liquido (hidrogênio) são mais eficientes que os de combustível sólido.

Impulso especifico de alguns motores (vácuo / nível do mar)


● Motor a jato General Electric CF6 (querosene) = 11700 seg
● Motor de foguete SSME do Ônibus Espacial (hidrogênio) = 453 seg / 363 seg
● Motor de foguete Merlin 1D do Falcon 1 e 9 (querosene) = 304 seg / 275 seg
● Motor de foguete do Saturn V (querosene) = 304 seg / 265 seg
● Motor de foguete SRB do Ônibus Espacial (combustível sólido) = 269 seg / 237 seg


A relação empuxo/peso de um motor de foguete é maior que a de um motor a jato.

Da mesma forma, motores de F1 tem elevada relação potencia/peso.

Relação empuxo/peso de alguns motores:

● Motor a jato General Electric CF6 = 6:1
● Motor de foguete SSME do Ônibus Espacial = 73:1
● Motor de foguete do Saturn V = 94:1
● Motor de foguete Merlin 1D do Falcon 1 e 9 = 159:1


Os motores de plasma tem um elevado impulso especifico, mas produzem pouco empuxo. Eles tem como característica produzir um pequeno empuxo (baixa relação empuxo/peso) por um grande período de tempo usando pouco combustível e por isso são indicados para viagens em gravidade próxima de zero, como quando a nave já esta no espaço. Um motor de plasma não tem força para vencer a gravidade da Terra e colocar naves na sua órbita.

Os motores de foguete de combustível sólido e liquido são o inverso dos motores de ions: gastam muito combustível por um período curto de tempo, mas em compensação produzem um empuxo muito elevado (elevada relação empuxo/peso) e portanto conseguem colocar naves na órbita da Terra.

O empuxo produzido pelos motores de foguete de combustível sólido e liquido é diretamente proporcional a velocidade e massa de gases que sai do motor. Por isso, para produzir grande empuxo, esses motores liberam varias toneladas de gases por segundo que se movem a velocidades de até 4.5 km/seg.



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O motor de foguete Merlin 1D (querosene) do Falcon 1 e 9 detem o recorde de relação empuxo/peso = 159:1


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Enquanto os motores a jato e a pistão queimam o combustível com o ar (que possui 21% de oxigênio e 78% de nitrogenio), os motores de foguete queimam oxigênio puro, o que potencializa a queima.

A câmara de combustão dos motores de foguete atinge temperaturas de mais de 3300 ºC, muito mais alto que qualquer outro motor de combustão.

Somente o carbono e o tungstênio permanecem no estado solido nessa temperatura.


Os vídeos abaixo mostram o quanto o oxigênio puro potencializa a queima de qualquer combustível

Foi despejado oxigênio liquido nas churrasqueiras