Ferrari 312B. Горизонтальная оппозиция

Ferrari 312B

Единственным двигателем, который мог достойно противостоять господству Ford-Cosworth DFV в Формуле-1 70-х годов, был 12-цилиндровый оппозитник Ferrari 312B, являвшийся сердцем алых болидов на протяжении всего десятилетия и принесший 3 чемпионских титула и 4 Кубка конструкторов.

Казалось, когда в 1966-м году Формула-1 переходила с 1,5-литровых двигателей на 3-литровые у Ferrari были отличные шансы на успех, ведь большинство соперников попросту остались без моторов, а итальянцы адаптировали 3,3-литровый V12 от спортпрототипа P2. Но неожиданный взлёт Brabham-Repco вкупе с просчётами руководства Scuderia (переход на шины Firestone, уступавшие Goodyear и Dunlop, а также уход Сёртиза по ходу сезона) оставили «красных» ни с чем по итогам Чемпионатам мира ’66. В последующих сезонах ситуация только ухудшалась. Во-первых, много ресурсов было затрачено на борьбу с Ford в Ле-Мане, во-вторых, несмотря на последующие модернизации Ferrari V12 уступал задавшему новые стандарты в формульном двигателестроении Cosworth V8, как по мощности в большинстве диапазонов, так и по масса-габаритным параметрам.

Отказавшись от сделки с Ford Энцо Феррари поставил свою фирму в сложное финансовое положение, но с выходом на сцену концерна Fiat дела Ferrari пошли на лад. Коммендаторе принял решение о создании Отдела перспективных разработок, в котором не отвлекаясь на гоночные дела под руководством Мауро Форгьери с 1968-го года работала небольшая группа инженеров в составе Сальварини, Майоли, Марчетти, Панини, Лугли и Пакаглиани. Основной задачей конструкторов было создание нового двигателя для Формулы-1, который изначально планировалось установить в полноприводный автомобиль.

Мауро Форгьери
Мауро Форгьери

Форгьери выбрал горизонтально-оппозитную компоновку для 12-цилиндрового двигателя, что позволило сделать агрегат с низким центром тяжести и меньшей массой по сравнению с классическим V12, а также получить аэродинамические преимущества – плоский мотор позволял направить больше воздуха на заднее антикрыло. Двигатель получил название 312B. Интересно, что буква ‘B’, добавленная к традиционному числовому индексу, в котором зашифрован объём и число цилиндров, была сокращением от ‘boxer’ – так на немецкий лад называли оппозитный двигатель, в котором поршни находящихся напротив цилиндров двигались в противоположные стороны, для чего их шатуны должны были находиться на разных шейках. Однако в двигателе Ferrari 312B шатуны противоположных цилиндров располагались на общей шатунной шейке, как в классическом V12, поэтому по факту «боксёром» он не был. Более того, многие называют такой мотор V12 с углом развала цилиндров в 180°.

312B не был первым оппозитником Ferrari – в сезонах ’64 и ’65 параллельно с оснащёнными V8 автомобилями 158-й модели использовались машины с индексом 1512 (или просто 512), на которые устанавливался созданный Форгьери 1,5-литровый 12-цилиндровый двигатель. 1512 не удалось реализовать свой потенциал в Ф-1, но созданный Стефано Якопони на его базе 2-литровый мотор с 4-мя клапанами на цилиндр был установлен на спортивный автомобиль Ferrari Dino 212E и в финальной эволюции принёс победу в Чемпионате Европы по горным гонкам ’69 – Петер Шетти выиграл семь этапов из семи, в которых принял участие, причём все с новым рекордом! Опыт, накопленный в этих проектах и анализ конструкции Ford-Cosworth DFV позволили Форгьери создать конкурентоспособный двигатель.

Двигатель Ferrari 312B
Двигатель Ferrari 312B

Основной задачей, которую Форгьери ставил при проектировании 312B, было снижение механических потерь в двигателе. Для этого коленчатый вал был выполнен 4-опорным, а не привычным для 12-цилиндровых моторов 7-опорным. Изначально планировалось использовать четыре роликовых подшипника для снижения трения и потерь на смазку, но такая конструкция показала свою недееспособность в ходе первых испытаний на дино-стенде – составной коленвал оказался недостаточно прочным. В итоге, роликовыми остались только два крайних подшипника, а для двух центральных постелей коленвала были использованы тонкостенные подшипники скольжения («вкладыши») фирмы Glico. Чтобы выдержать нагрузки, коленчатый вал вытачивался из легированной магнием и алюминием цельной стальной заготовки, каждая из которых стоила $375 и доставлялась от поставщика из Калифорнии. Шейки коленвала располагались через 120°. Для снижения вибраций вместе со специалистами фирмы Pirelli была разработана специальная резиновая муфта, которая устанавливалась между коленвалом и маховиком.

Блок-картер 312B был изготовлен из алюминиевого сплава и разделён на две половинки в вертикальной плоскости по оси коленвала, которые соединялись между собой болтами. Впрессованные чугунные гильзы образовывали цилиндры, а для увеличения жесткости охлаждались водой только в верхней части, в нижней – маслом. Картер был разбит на три части, каждая из которых имела отдельный маслооткачивающий насос. Еще одним преимуществом избранной конфигурации было постоянство объёма картера, что исключало потери на сжатие. Поддон картера был изготовлен из магниевого сплава. Единственный нагнетающий масляный насос подавал масло в носовую часть двигателя, откуда оно распределялось по высверленным в блоке каналам. Поршни с плоской верхней частью из алюминиевого сплава поставлялись фирмой Mahle, кольца (два компрессионных и одно маслосъёмное) – Borgo AE. Кованые шатуны I-образного сечения длиной 110 мм каждый изготавливались из титанового сплава и изначально также должны были иметь роликовые подшипники со стороны коленвала, но от этого решения отказались в пользу традиционных подшипников скольжения диаметром 36 мм.

Слева вверху – головки блока цилиндров; справа внизу – блок цилиндров в сборе; справа – одна из секций блока цилиндров
Слева вверху – головки блока цилиндров; справа внизу – блок цилиндров в сборе; справа – одна из секций блока цилиндров.

Головки блока цилиндров изготавливались из алюминиевого сплава и имели по два стальных распределительных вала, вращающихся в игольчатых подшипниках. Привод распредвалов осуществлялся шестернями, компактно расположенными в задней части двигателя и прикрытыми магниевой крышкой. При этом навесные агрегаты (масляные, водяной, топливный насосы, распределитель зажигания) приводились в действие шестернями в передней части. Головки имели свою масляную под-систему с отдельным откачивающим насосом. Охлаждение головок осуществлялось водой, поступавшей от расположенного снизу насоса по каналам в крышке, закрывавшей переднюю часть мотора.

Двигатель имел по четыре клапана на цилиндр: впускные диаметром 31 мм и выпускные – 27 мм. Существенным отличием от предыдущих моторов Ferrari был угол между впускными и выпускными клапанами всего в 20°, что позволило получить очень высокое значение коэффициента наполнения цилиндров благодаря близким к прямым газовым каналам. Каждый клапан открывался посредством накрытой колпачковым толкателем одиночной витой пружины, которые изготавливались в Германии из шведской стали, способной выдержать давление свыше 9,5 тысяч бар. Каждый цилиндр имел собственный впускной патрубок с дроссельной заслонкой скользящего типа и расположенной за ней форсункой механического впрыска топлива фирмы Lucas. На каждые три цилиндра приходился отдельный выпускной коллектор из титанового сплава, расположенный в нижней части двигателя. Зажигание осуществлялось транзисторной системой Magneti-Marelli Dinoplex с одной расположенной по центру свечой фирмы Champion.

Двигатель Ferrari 312B в своём первоначальном виде в сезоне ’70.
Двигатель Ferrari 312B в своём первоначальном виде в сезоне ’70.

Диаметр цилиндра Ferrari 312B составлял 78,5 мм при ходе поршня в 51,5 мм. По отношению диаметра к ходу, которое равнялось 1,52, 312B значительно превосходил моторы BRM V12 (1,3) и Ford-Cosworth V8 (1,32), был впереди старого Ferrari V12 (1,44) и Honda V12 (1,49) и уступал лишь Matra V12 (1,59). Оппозитник Ferrari получился очень оборотистым – на стенде он свободно раскручивался до 13500 об/мин, хотя в реальной эксплуатации отсечка располагалась значительно ниже из соображений надёжности. При этом двигатель вышел довольно компактным – 650 мм в длину, 680 мм в ширину и 300 мм в высоту, а его масса составила всего 160 кг, что было на 2 кг меньше, чем у Ford-Cosworth, не говоря уже о тяжёлом моторе Matra. При этом блок-картер Ferrari 312B был достаточно жестким, чтобы использовать двигатель в качестве силового элемента шасси.

Двигатель Ferrari 312B был готов к сезону ’70. При рабочем объёме 2991 см³ и степени сжатия 11,5:1 он развивал 455 л.с./11500 об/мин, но уже по ходу сезона максимальная мощность была увеличена до 460 л.с./11600 об/мин, что являлось лучшими показателями в Формуле-1. Новый автомобиль «Скудерии», вслед за двигателем получивший название Ferrari 312B, вышел отлично скомпонованным и во второй половине Чемпионата мира ’70 был самым быстрым. Жаки Икс выиграл этапы в Австрии, Канаде и Мексике, а его партнёр Клей Регаццони в Италии. Икс претендовал на чемпионский титул до последней гонки, но так и не смог опередить погибшего в Монце Йохена Риндта.

Жаки Икс за рулём Ferrari 312B в ходе победного Гран При Мексики ’70.
Жаки Икс за рулём Ferrari 312B в ходе победного Гран При Мексики ’70.

К сезону ’71 максимальную мощность удалось увеличить до 475 л.с./12000 об/мин, а в двигателе для сезона ’72 диаметр цилиндра был увеличен до 80 мм при уменьшении хода поршня до 49,6 мм – при рабочем объёме 2992 см³ мощность 312B составила 490 л.с./12100 об/мин. Отсечка двигателя была сдвинута на 12800 об/мин и лимитировалась лишь производительностью систем впрыска и зажигания, но не надёжностью его компонентов. Однако располагая мощнейшим двигателем в пелотоне, Ferrari выступала всё хуже. В Чемпионате мира ’71 было одержано всего две победы – Марио Андретти на 312B выиграл в Кьялами, а Жаки Икс на новой 312B2 в Зандфорте. В 1972-м и вовсе только одна – Жаки Икс и Клей Регаццони завоевали дубль на Нюрбургринге.

Сосредоточившись на двигателе, Ferrari уступали британским «гаражистам», которые могли себе позволить заниматься исключительно шасси и прогресс в этой области шел стремительнее, чем раньше, особенно после появления революционного Lotus 72. Когда все остальные автомобили строились на базе полноценных монококов, в Ferrari использовали так называемый полу-монокок – пространственную раму, обшитую усиленными листовыми панелями. Но первая попытка отойти от подобной конструкции обернулась провалом – 312B3 с монококом английской фирмы TCP Prototypes оказалась просто ужасной и в чемпионате ’73 Scuderia осталась без побед.

Эрманно Куоджи, механик Ники Лауды (слева), с коллегой возле двигателя Ferrari 312B образца сезона ’75.
Эрманно Куоджи, механик Ники Лауды (слева), с коллегой возле двигателя Ferrari 312B образца сезона ’75.

Дела пошли в гору с появлением подготовленной к сезону ’74 новой Ferrari 312B3, в конструкции которой Форгьери снова вернулся к полу-монококу. Гонщики Scuderia вновь боролись за чемпионский титул. Ники Лауда выиграл в Испании и Нидерландах, а Регаццони – в Германии. Следующий автомобиль получил название 312T и в первую очередь отличался поперечной коробкой передач, установленной а базе – такое решение позволило уменьшить полярный момент инерции. Ferrari 312T, оснащённый двигателем увеличенной до 495 л.с./12200 об/мин мощности и крутящим моментом в 320 Нм/9700 об/мин был лучшим автомобилем сезона ’75. Лауда победил в Монако, Бельгии, Швеции, Франции и США и завоевал свой первый титул Чемпиона мира, еще одну победу Ferrari, выигравшей Кубок конструкторов, в домашней Монце принёс Регаццони.

Ники Лауда на Ferrari 312T в ходе Гран При США-Запад ’76
Ники Лауда на Ferrari 312T в ходе Гран При США-Запад ’76.

В 1976-м году мощность мотора 312B достигла заветной отметки в 500 л.с./12200 об/мин, а Лауда и Регаццони снова одержали семь побед в Чемпионате мира. 312T принесла Ники победы в Сан-Пауло и Кьялами, а Клею в Лонг-Бич. Более лёгкая и эффективная в аэродинамическом плане 312T2, созданная в соответствии с новым техническим регламентом, позволила Лауде выиграть в Бельгии, Монако и Великобритании и уверенно лидировать в чемпионате перед злополучным Гран При Германии, где австриец чудом уцелел в жуткой аварии, но пропустил две гонки и по итогам сезона уступил титул Джеймсу Ханту. Седьмую победу в сезоне ’76 Scuderia принёс Регаццони в Канаде, Ferrari снова выиграла Кубок конструкторов.

Ники Лауда выиграл три гонки по ходу сезона ’77 в Кьялами, Хоккенхайме и Зандфорте и вернул себе чемпионский титул, а Ferrari, еще одну победу для которой в Бразилии завоевал Карлос Ройтеманн, в третий раз стала лучшей в Кубке конструкторов. Обновленная Ferrari 312T3 получила двигатель, развивавший 510 л.с./12300 об/мин при степени сжатия 11,6:1 и крутящем моменте 320 Нм/9250 об/мин, но осталась в тени доминировавшего Lotus 79, хотя Ройтеманн завоевал победы в Рио, Лонг-Бич, на Брэндс-Хэтч и Уоткинс-Глене, а Жиль Вильнёв – в родном Монреале.

Ferrari 312T2, оснащённая двигателем 312B, на пит-лейн в ходе Гран При Аргентины ’77.
Ferrari 312T2, оснащённая двигателем 312B, на пит-лейн в ходе Гран При Аргентины ’77.

Горизонтально-оппозитный мотор оказался далеко не самым лучшим вариантом для болида с граунд-эффектом, так как здорово ограничивал конструкторов при размещении тоннелей Вентури. Тем не менее, Мауро Форгьери удалось создать удивительную Ferrari 312T4, которая оказалась достаточно хороша для завоевания Чемпионского титула и Кубка конструкторов. Пусть в плане граунд-эффекта Ferrari и уступала конкурентам, но это было компенсировано мощностью двигателя, надёжностью и радиальными шинами Michelin. Ставший чемпионом Шектер выиграл в Бельгии, Монако и Италии, а вице-чемпион Вильнёв в Южной Африке и двух Гран При в США.

Джоди Шектер (#11) и Жиль Вильнёв (#12, оба на Ferrari 312T4) значительно впереди остального пелотона на Гран При Южной Африки ’79
Джоди Шектер (#11) и Жиль Вильнёв (#12, оба на Ferrari 312T4) значительно впереди остального пелотона на Гран При Южной Африки ’79.

Сезон ’80 стал последним для двигателя Ferrari 312B, закончившим свою гоночную карьеру с максимальной мощностью в 515 л.с./12300 об/мин и максимальным крутящим моментом в 328 Нм/9500 об/мин. В Маранелло уже вовсю трудились над новым 1,5-литровым V6 с турбонаддувом, а когда стало ясно, что Ferrari 312T5 уступает конкурентам, сезон был пущен на самотёк, став одним из худших в истории итальянской команды.

Конструктивно Ferrari 312B остался неизменным на протяжении 11 сезонов, менялось лишь расположение навесных агрегатов, но из года в год двигатель улучшался в деталях, в основном за счёт повышения качества применяемых материалов и улучшения технологий изготовления. Поэтому если двигатели первых сезонов сравнить с последними, то найти взаимозаменяемые детали будет крайне сложно. С дебюта оппозитник Ferrari превосходил «восьмёрку» Cosworth в мощности и был очень надёжен для своего времени, но при этом стоимость итальянского двигателя была в разы выше. Например, один только титановый шатун стоил около 1000 фунтов стерлингов, а срок службы коленвала 312B составлял всего 15 часов, тогда как для DFV такого понятия вообще не существовало. Благо, в Ferrari, получившей доступ к практически неограниченным ресурсам Fiat, могли себе позволить менять двигатель даже между квалификацией и гонкой, если были сомнения, что агрегат выдержит нагрузки.

Тим Шенкен (#10, выступал в экипаже с Ронни Петерсоном) впереди Брайана Редмана (#9, в экипаже с Клеем Регаццони, оба на Ferrari 312PB) в ходе «1000 км Брэндс-Хэтча» ’72.
Тим Шенкен (#10, выступал в экипаже с Ронни Петерсоном) впереди Брайана Редмана (#9, в экипаже с Клеем Регаццони, оба на Ferrari 312PB) в ходе «1000 км Брэндс-Хэтча» ’72.

Помимо Формулы-1 мотор 312B в дефорсированном до 445 л.с./10800 об/мин варианте и с семи-опорным коленвалом, способным гарантированно выдерживать длинные дистанции, нашел применение в спорт-прототипе Ferrari 312PB. В Чемпионате мира для спорткаров ’72 Жаки Икс, Брайан Редман, Клей Регаццони, Марио Андретти, Ронни Петерсон, Артуро Мерцарио и Тим Шенкен принесли Ferrari 10 побед в 10 стартах (пропустив Ле-Ман) и еще две годом спустя. Кроме того гоночный двигатель 312B стал примером для создателей двух поколений гражданских 12-цилиндровых оппозитных двигателей, которые устанавливались на такие легендарные дорожные модели марки, как 512 BB и 512 Testarossa, поэтому можно сказать, что наследие творения Мауро Форгьери не ограничилось кубками, добытыми на гоночных трассах.

феррари 70-80

При оформлении статьи использованы иллюстрации из журнала Automobilsport следующих интернет-ресурсов: fusebox.tukune.jeanjaures37.fr; espirituracer.com; motorsportimages.com; wheelsage.org; gettyimages.com; motorsportmagazine.com; imgur.com; twitter.com; parabolike.com.

Похожие

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *