La familia de motores flat-12 de Ferrari es una serie de motores de gasolina flat-12 DOHC producidos por Ferrari desde 1964 hasta 1996. El primer motor flat-12 de carreras de Ferrari, el Tipo 207 diseñado por Mauro Forghieri , se introdujo en el monoplaza Ferrari 1512 F1 en 1964. Posteriormente, se utilizaron motores flat-12 de competición en los coches de Fórmula Uno y deportivos de carreras de Ferrari desde 1968 hasta 1980, incluidos los modelos 212 E Montagna , 312 B , 312 PB y 312 T. Los motores flat-12 de carretera se introdujeron con el 365 GT4 BB y se produjeron en varias versiones hasta el final de la producción del F512M en 1996.
Los motores flat-12 de Ferrari tienen dos bancos de 6 cilindros orientados a 180 grados uno del otro en un diseño horizontalmente opuesto o "plano" . Este diseño fue utilizado por primera vez en un motor Ferrari por el ingeniero Mauro Forghieri en el coche de carreras de Fórmula Uno Ferrari 1512 de 1964 , que fue el primer coche flat-12 de cualquier tipo en competir. [1] : 6 Ferrari había fabricado anteriormente solo motores con diseños de cilindros en V o rectos . El motor flat-12 se desarrolló inicialmente para su uso en coches de carreras Ferrari porque la forma del motor daba como resultado un centro de gravedad más bajo, lo que mejoraba varias dinámicas de manejo. En los posteriores coches de Fórmula 1 312 B y 312 T , la baja altura del flat-12 era aerodinámicamente ventajosa, ya que permitía que un flujo de aire adicional llegara al alerón trasero . [2]
Todos los motores Ferrari flat-12 tienen un diseño de cigüeñal en el que cada par de bielas opuestas utiliza el mismo muñón de cigüeñal, una característica compartida con los motores Ferrari V12 anteriores. Esto distingue este diseño de motor de un motor boxer . Según el diseñador de motores Forghieri:
“No lo llaméis boxer, por favor. Técnicamente, es correcto decir que este motor es un flat-12, o sea, que tiene 12 cilindros con las culatas en un ángulo de 180°. La diferencia entre este motor y un auténtico 'boxer' es que en el motor Ferrari las bielas correspondientes de cada bancada están acopladas en el mismo muñón del cigüeñal, por lo que los dos pistones se mueven en la misma dirección, mientras que en un auténtico motor boxer (por ejemplo, el flat-6 de Porsche) los pistones se mueven en direcciones opuestas.”
— Mauro Forghieri, citado en Ferrari Engines por Reggiani y Bluemel
Los motores flat-12 de Ferrari tienen tres nombres de uso común: "flat-12", "180° V12" y "boxer". "Flat" no especifica el diseño del cigüeñal y, por lo tanto, puede referirse a un motor no boxer como el Ferrari o a un verdadero motor boxer como un Porsche flat-6 . Alternativamente, algunas fuentes prefieren llamar a los motores flat-12 de Ferrari "180° V12", haciendo referencia al diseño del cigüeñal derivado del V12 y al ángulo de 180° entre los bancos de cilindros. [3] : 60 [4] : 8 Otras fuentes se refieren a ellos como motores "boxer". A pesar de la inexactitud técnica de "boxer", este término se usa ampliamente tanto en la prensa [1] como en las publicaciones oficiales de Ferrari, incluidas las especificaciones emitidas por la fábrica del 312 B F1 [5] y los folletos de ventas del automóvil de carretera BB 512. [4] : 195
El primer diseño de motor flat-12 de Ferrari fue el Tipo 207 de 1,5 litros , utilizado en el monoplaza de Fórmula 1 Ferrari 1512 de 1964-65 (también conocido como 512 F1). [6] El motor flat-12 Tipo 207 fue diseñado por Mauro Forghieri y desplazaba 1.489,63 cc (90,903 pulgadas cúbicas) con un diámetro y carrera de 56,0 mm × 50,4 mm (2,20 pulgadas × 1,98 pulgadas) y una relación de compresión de 9,8:1. El cárter estaba fundido en aleación de aluminio. El cigüeñal funcionaba sobre siete cojinetes principales. Cuatro árboles de levas en cabeza accionados por engranajes accionaban una válvula de admisión y una de escape por cilindro. El sistema de encendido utilizaba distribuidores gemelos (accionados por cadena desde los engranajes de distribución) y una única bujía por cilindro. Los componentes auxiliares como el alternador , la bomba de combustible y las bombas de inyección se colocaron en la parte superior del motor. La primera versión del motor del Tipo 207 , presentada a la prensa en la conferencia de prensa de Ferrari en diciembre de 1963, estaba equipada con un sistema de inyección indirecta de combustible fabricado por Lucas . Este se cambió por un sistema de inyección y encendido completo de Bosch antes del debut del automóvil en competición en 1964. En 1965, el motor fue revisado con un nuevo diseño de culata y trompetas de inyección revisadas. [1] : 8–13
El motor desarrollaba 220 CV (162 kW; 217 hp) a 12 000 rpm, [7] en comparación con los 210 CV (154 kW; 207 hp) a 11 000 rpm del motor V8 del 158. Esta potencia lo convirtió en uno de los motores de Fórmula 1 de 1,5 litros más potentes de la época, posiblemente superado por el RA271 V12 de Honda. [8] Sin embargo, la curva de par del motor no era lo suficientemente amplia como para proporcionar una ventaja significativa sobre otros coches y el 1512 no era competitivo al final de la temporada de 1965. [1] : 13
El motor flat-12 Tipo 232 de 2 litros fue desarrollado para el coche de carreras deportivo Ferrari Sport 2000 de 1968 (posteriormente llamado 212 E Montagna ) . El motor fue diseñado por el ingeniero de Ferrari Stefano Jacoponi, basado en el flat-12 Tipo 207 diseñado anteriormente por Forghieri . La cilindrada total de este motor era de 1.990,08 cc (121,442 pulgadas cúbicas), el diámetro y la carrera eran de 65 mm x 50 mm y la relación de compresión era de 11:1. [9] [10] El cárter era de aleación de aluminio con camisas de cilindro de hierro fundido. Si bien el desplazamiento se incrementó con respecto al Tipo 207 , el Tipo 232 era más compacto. Tenía cuatro cojinetes principales (en lugar de los siete utilizados en el motor anterior), el ángulo incluido de 27° entre las válvulas de admisión y escape era más estrecho y los componentes auxiliares de encendido/inyección de combustible estaban montados más abajo. Al igual que el Tipo 207 , el motor utilizaba cuatro árboles de levas en cabeza accionados por engranajes, pero ahora operaba con dos válvulas de admisión y dos de escape por cilindro. El combustible se suministraba mediante un sistema de inyección indirecta Lucas. Estaba equipado con un sistema de encendido transistorizado Magneti Marelli , que utilizaba una sola bujía por cilindro. [1] : 14, 18, 169
Cuando se instaló por primera vez en el Sport 2000, el motor producía 290 CV (220 kW) a 11.500 rpm. Más tarde, durante la temporada de carreras de 1969, el motor se desarrolló aún más y la relación de compresión aumentó a 11,3:1. y podía producir 315-320 CV (235-239 kW) en ráfagas cortas y 295 CV (220 kW) de manera constante. El motor estaba especializado para los recorridos cortos del Campeonato Europeo de Carreras de Montaña (donde tuvo un gran éxito en 1969) y no estaba destinado a eventos de resistencia, aunque se incorporaron suficientes sistemas de refrigeración por agua y aceite para evitar reconstrucciones frecuentes del motor. [1] : 14, 18, 169
El Tipo 001 fue un flat-12 de 3 litros utilizado en los coches de Fórmula 1 312 B y en los coches de carreras deportivos 312 PB entre 1970 y 1974. Diseñado por Mauro Forghieri, este motor estaba destinado a reemplazar al antiguo Colombo V12 utilizado en los coches de carreras deportivos 312 F1 y 312 P. El Tipo 001 fue el primer motor Ferrari F1 financiado por Fiat , después de que Fiat adquiriera una participación del 50% en la empresa en 1969. La reestructuración de Fiat del programa de carreras y la financiación adicional llevaron a Forghieri a crear un nuevo departamento de I+D independiente donde se desarrollaron el coche de Fórmula 1 312 B y el motor Tipo 001. Forgheri estuvo fuertemente influenciado por el motor Cosworth DFV V8 al diseñar el Tipo 001 , particularmente en cómo se optimizó el movimiento del aceite dentro del cárter para reducir las pérdidas de bombeo de aceite y el diseño de la cámara de combustión. [11] : 139–144 [2] [12]
La cilindrada total del motor era de 2.991 cc (182,5 pulgadas cúbicas), con un diámetro y carrera de 78,5 mm x 51,5 mm y una relación de compresión de 11,8:1. Las versiones posteriores utilizadas en el 312 B2 y B3 tenían un diámetro y carrera de 80 mm x 49,6 mm y una relación de compresión de 11,5:1. El cárter de aleación de aluminio (con revestimientos de hierro fundido) se fabricó en dos piezas, con una división vertical en el centro de la caja. Para reducir el peso, se utilizaron bielas de titanio granallado . El cigüeñal mecanizado de una sola pieza giraba sobre cuatro cojinetes principales y estaba acoplado al volante con un acoplamiento de goma (desarrollado por Pirelli ) que reducía la tensión en el cigüeñal, evitando roturas. Al igual que el anterior Tipo 232 , cuatro árboles de levas en cabeza eran accionados por engranajes y operaban dos válvulas de admisión y dos de escape por cilindro. El ángulo incluido entre las válvulas se redujo aún más a 20°. El motor estaba equipado con inyección indirecta de combustible Lucas y encendido por transistores Marelli de una sola bujía. La altura total del motor se redujo en comparación con el motor Tipo 207 F1 anterior y el motor era solo 15 kg (33 lb) más pesado que el Cosworth DFV V8 rival, a pesar de tener 4 cilindros adicionales y dimensiones generales más grandes. [1] : 20, 22, 170–173 [2]
Ferrari informó inicialmente que el Tipo 001 producía una potencia de 455 bhp (339 kW) a 11.500 rpm, lo que excedía la potencia del V12 del 312 anterior y del DFV en casi 20 bhp (15 kW). [1] : 22 Al final de la temporada de Fórmula Uno de 1970, un mayor desarrollo aumentó la potencia del Tipo 001 a 480 bhp (360 kW) a 12.600 rpm. [2] En su versión final en el 312 B3 de 1974, el motor producía 485 bhp (362 kW) a 12.500 rpm. [1] : 173
Junto con el uso del motor en los monoplazas 312 B de Fórmula 1, se utilizó una versión modificada del Tipo 001 en los monoplazas deportivos de competición 312 PB de 1971 a 1973. Esta versión producía inicialmente 440 CV (330 kW) a 10.800 rpm, aumentando en 1973 a 470 CV (350 kW) a 11.500 rpm. [13]
El motor flat-12 Tipo 015 de 3 litros se utilizó en la serie Ferrari 312 T de coches de Fórmula 1 entre 1975 y 1980. Se derivaba en gran medida del Tipo 001 , pero se adaptó para adaptarse a la nueva caja de cambios transversal del 312 T. La capacidad total del motor era de 2991 cc (182,5 pulgadas cúbicas) con un diámetro y carrera de 80 mm x 49,6 mm y una relación de compresión de 11,5:1. [1] : 175 El diseño del motor se mejoró continuamente durante sus años de competición, incluido un mayor uso de componentes ligeros de magnesio y titanio y refinamientos en las culatas, las cámaras de combustión y los conductos de admisión. [3] : 60–62 Los primeros motores 312 T produjeron aproximadamente 500 bhp (370 kW) a 12.200 rpm. Esto aumentó a 510 bhp (380 kW) a 12.200 rpm en el 312 T3 de 1978 y finalmente 515 bhp (384 kW) a 12.300 rpm en el 312 T4 de 1979. [1] : 175–178
El Tipo 015 fue reemplazado por el V6 turboalimentado Tipo 021 en el 126C de 1980. El Tipo 015 fue el último motor atmosférico de Ferrari hasta 1989.
Ferrari introdujo un motor bóxer de 12 cilindros para carretera con el 365 GT4 BB de 1973. Este motor se desarrolló aún más para su uso en los modelos 512 BB, 512 BBi, Testarossa, 512TR y F512M, y permaneció en producción hasta 1996.
El motor Tipo F102A fue la primera configuración de 12 cilindros planos instalada en un automóvil de carretera Ferrari, el 365 GT4 BB de 1973-1976. [14] El diseño y desarrollo del nuevo motor fue supervisado por el ingeniero de Ferrari Giuliano de Angelis y Angelo Bellei. [14] El motor F102A se derivó del motor de Fórmula Uno Tipo 001 [15] : 127 así como de los motores Ferrari Colombo V12 anteriores . La cilindrada, el diámetro y la carrera, las bielas y los pistones del motor eran los mismos que los del motor Colombo V12 de 60° Tipo 251 que impulsaba al 365 GTB/4 Daytona al que reemplazó. [16] : 21 El F102A tenía dos válvulas por cilindro y dos árboles de levas en cabeza por banco, aunque ahora estos eran accionados por correa, en lugar de por cadena como en los motores Ferrari de 12 cilindros anteriores. Se eligió la transmisión por correa para reducir el ruido, mejorar la confiabilidad y reducir los costos de fabricación y servicio. [16] : 25 El motor estaba equipado con dos bancos de dos carburadores Weber 40IF3C de triple estrangulador y un sistema de encendido electrónico Magneti Marelli "Dinoplex" [17] . [18] A diferencia del Tipo 251 y el Tipo 001 , las bujías ingresan a la cámara de combustión desde la parte superior, en lugar de los lados. [16] : 32 El bloque y las culatas se construyeron con aleación ligera Silumin , con pistones de aleación ligera Borgo, camisas de cilindros de hierro fundido encogidas y un cigüeñal de acero forjado de plano cruzado . [15] : 128 Como era la práctica estándar de Ferrari, el cigüeñal se mecanizó a partir de un solo tocho de acero, que se envejeció antes del mecanizado para mejorar la estabilidad estructural. [16] : 22 El motor estaba lubricado por un cárter húmedo con una capacidad de 12 litros (13 cuartos de galón estadounidenses) y filtros de aceite gemelos. [15] : 127, 131
Según de Angelis y Bellei, el primer prototipo del motor F102 A producía 380 CV (280 kW) a 7100 rpm y propulsaba el prototipo a 302 km/h (188 mph) durante las pruebas. [16] Algunos materiales de ventas de Ferrari citan esta cifra de 380 CV, mientras que otros informaron que la versión de producción del motor F102 A producía 360 CV a 7500 rpm y 311 ft/lb de torque a 4500 rpm. [19] Las cifras informadas en otras publicaciones de fábrica y de prensa varían, y el manual del propietario informa 344 PS (253 kW; 339 hp) a 7200 rpm. [20]
En 1976, Ferrari lanzó una versión revisada del BB, el BB 512. Este coche estaba equipado con un motor flat-12 Tipo F102B , basado en el anterior F102A pero ampliado a 4942 cc. El diámetro y la carrera eran ahora de 82 mm x 78 mm y la relación de compresión se incrementó a 9,2:1. [21] También se modificó la sincronización del árbol de levas. [4] : 43
Ferrari inicialmente afirmó una potencia máxima de 360 bhp (270 kW) a 6800 rpm y 331 lb⋅ft (449 N⋅m) de torque. Publicaciones posteriores de Ferrari revisaron esto a 340 bhp (250 kW). [4] : 43 A pesar de la pérdida de potencia máxima, la curva de torque más plana del motor de 4.9 litros proporcionó una entrega de potencia más suave y fácil de usar. El motor de mayor cilindrada también le permitió a Ferrari cumplir con regulaciones más estrictas sobre contaminación y ruido sin perder rendimiento. [16] [19] [4] Ahora se utilizó un sistema de lubricación de cárter seco para evitar problemas de falta de aceite y sobretensiones, que se vieron exacerbados por las mayores fuerzas en las curvas generadas por los neumáticos más anchos del BB 512. [4] : 43
El motor F102B también se utilizó en los coches de carreras 512 BB LM . En los coches de la serie 1, los motores se modificaron con nuevos pistones, árboles de levas y carburadores, lo que dio como resultado una potencia de aproximadamente 400 CV (300 kW). Los coches de la serie 2 también tenían un sistema de inyección de combustible mecánico Lucas, alimentado por bombas de combustible duales Turolla. De esta forma, el motor generaba aproximadamente 475–480 CV (354–358 kW) [4] : 85, 87
En 1981, el BB 512 fue reemplazado por el BB 512i, equipado con el motor Tipo F110A . Este motor estaba basado en el F102B, pero ahora estaba equipado con inyección de combustible Bosch K-Jetronic . Tenía las mismas dimensiones y capacidad total que el F102B. El sistema de inyección de combustible permitió a Ferrari cumplir con las regulaciones de emisiones más estrictas. La potencia total era ahora de 340 bhp (250 kW) a 6.000 rpm. El sistema de encendido electrónico Dinoplex ahora tenía un limitador de revoluciones incorporado que se activaba a 6.600 rpm. [4] : 55–56
El Testarossa se introdujo en 1984, reemplazando al BB 512i. Estaba equipado con el motor Tipo F113A . Este motor fue el primer motor Ferrari flat-12 de carretera con cuatro válvulas por cilindro. La potencia de salida era de 390 CV (287 kW; 385 hp), lo que lo convirtió en el motor más potente montado en un automóvil deportivo de producción en el momento de su lanzamiento. El diámetro y la carrera y la cilindrada de 4942 cc eran idénticos a los del motor F110A anterior. [22] El F113A estaba equipado con un sistema de encendido electrónico Marelli Microplex MED120 e inyección de combustible Bosch K-Jetronic. Las versiones de exportación para Estados Unidos, Canadá y Japón tenían convertidor catalítico e inyección de combustible KE-Jetronic. Las versiones europeas obtuvieron esas características en 1986 y el motor revisado se conoció como F113B. [23]
El 512 TR de 1991 estaba equipado con el motor Tipo F113D . Se trataba de una versión mejorada del F113A del Testarossa, que mantenía la misma cilindrada de 4,9 L. Se realizaron cambios en la distribución de los puertos, con cámaras de admisión rediseñadas y válvulas más grandes que proporcionaban una entrada de mezcla de aire y combustible más eficiente, mientras que el sistema de inyección de combustible y de encendido se cambiaron a un sistema combinado Bosch Motronic M2.7 . [24] El motor se mejoró aún más con nuevos pistones de faldón poco profundo y un diseño de cigüeñal modificado. Este motor producía 422 CV (315 kW) a 6750 rpm y 362 lb⋅ft (491 N⋅m) a 5500 rpm. [15] : 188–191
Para el F512M de 1994 , el motor se mejoró aún más y se denominó Tipo F113G . Este motor tenía un cigüeñal aligerado , bielas de aleación de titanio , pistones nuevos y un sistema de escape de baja contrapresión de acero inoxidable. [25] La relación de compresión aumentó a 10,4:1. El F113G produjo 434 bhp (324 kW) a 6.750 rpm. [15] : 196
La producción del flat-12 cesó con el F512M, siendo reemplazado por el 550 Maranello con motor delantero que incorporaba el nuevo motor F133 V12 de 65° . [15] : 196
A finales de los años 60, la compañía Franklin Engine Company contactó a Ferrari con un pedido de un motor que pudiera instalarse en un pequeño avión bimotor. Mauro Forghieri comenzó a adaptar un diseño de motor flat-12 para este propósito, ya que esta configuración encajaría dentro de un ala. Sin embargo, el proyecto se canceló rápidamente cuando Franklin entró en quiebra . El trabajo de diseño de Forghieri en el motor de avión se incorporó al motor flat-12 del Tipo 001 de carreras de 1970. [2] [12] [5] [11] : 141
