تاریخچه پیشرانه‌های هشت سیلندر فراری در قرن ۲۱، نیروگاه جذاب ایتالیایی

F136 یکی از مشهورترین پیشرانه‌ها در تاریخ فراری محسوب می‌شود. این موتور که تحت عنوان محصول مشترک فراری و مازراتی شناخته می‌شود، در سال ۲۰۰۱ متولد شد و اولین بار در سینهٔ مازراتی کوپه و اسپایدر قرار گرفت. حجم این موتور ابتدا ۴٫۲ لیتر بود اما در نسخه‌های بعدی این رقم افزایش یافت و نهایتاً به ۴٫۷ لیتر رسید درحالی‌که بازهٔ قدرت موتور هم از ۳۹۰ اسب بخار آغاز و به ۶۰۰ اسب بخار ختم شد. این موتور نه‌تنها در محصولات فراری و مازراتی استفاده شد بلکه در سینهٔ آلفارومئو 8C هم قرار گرفت. مازراتی و آلفارومئو از نسخه‌های میل‌لنگ صلیبی موتور F136 استفاده می‌کردند درحالی‌که نسخه‌های فراری میل‌لنگ تخت بودند. موتور F136 در خودروهای مسابقه‌ای زیادی هم استفاده شد. مدل‌های F430 چلنج و F430 GT3 از نسخهٔ ۴٫۳ لیتری این موتور استفاده می‌کردند که این عدد در مدل‌های 458 GT2 و 458 GT3 به ۴٫۵ لیتر افزایش یافت. این موتور همچنین جوایز متعددی را هم از آن خود کرد.

اولین نسخهٔ این موتور V8 با حجم ۴٫۲ لیتر ابتدا در مازراتی کوپه استفاده شد که ۳۹۰ اسب بخار قدرت و ۴۵۰ نیوتن متر گشتاور داشت. این پیشرانه تغییر بزرگی نسبت به موتورهای قبل مازراتی به‌حساب می‌آمد زیرا این برند را پس از بیست سال دوباره به پیشرانه‌های تنفس طبیعی بازگرداند. این یک موتور میل‌لنگ صلیبی با زاویهٔ ۹۰ درجه، نسبت تراکم ۱۱، قطر سیلندر ۹۲ میلی‌متر و کورس پیستون ۸۰ میلی‌متر بود و از بسیاری از ویژگی‌های موتورهای مسابقه‌ای مدرن مثل سیستم روغن‌کاری کارتل خشک و چهار سوپاپ در هر سیلندر استفاده می‌کرد. میل‌لنگ و سرسیلندرها نیز از آلیاژ آلومینیوم و سیلیکون ساخته شده بودند که وزن نسبتاً سبک ۱۸۴ کیلوگرمی را برای موتور فراهم می‌کرد. این پیشرانه تا سال ۲۰۰۷ در مازراتی کوپه و اسپایدر مورداستفاده قرار گرفت و در مدل گرن اسپرت نیز نسخهٔ F136RB با افزایش قدرت جزئی ۱۰ اسب بخاری ارائه شد.

این نسخه که به‌طور اختصاصی در مازراتی کواتروپورته از سال ۲۰۰۳ تا ۲۰۰۸ مورداستفاده قرار گرفت، نسبت مدل R افزایش ۱۰ اسب بخاری تجربه کرد اما در دیگر قسمت‌ها تغییری صورت نگرفت. البته با تنظیم متفاوت گیربکس، رفتار این پیشرانه نسبت به مدل R متمدن‌تر بود.

این نسخه از سال ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۷ در مازراتی کواتروپورته و گرن‌توریسمو مورداستفاده قرار گرفت و نسبت به نمونه اولیه تغییراتی از قبیل سیستم روغن‌کاری کارتل تر و شیرهای هیدرولیکی استاندارد تجربه کرد. این پیشرانه بین ۴۰۰ تا ۴۰۵ اسب بخار قدرت و بین ۴۵۰ تا ۴۶۰ نیوتن متر گشتاور تولید می‌کرد و مشتقات آن یعنی UC، UD، UE و UF هم تغییراتی جزئی را صرفاً برای گذراندن استانداردهای آلایندگی تجربه کردند.

این نسخه هم از ۲۰۰۸ در محصولات پرچم‌دار و رده‌بالای مازراتی همچون سری S کواتروپورته، گرن‌توریسمو MC و گرن‌کابریو مورداستفاده قرار گرفت. سری Y بیشترین تغییرات را نسبت به نمونه اولیه تجربه کرد که باعث افزایش قدرت بین ۴۳۰ تا ۴۶۰ اسب بخار و گشتاوری بین ۴۹۰ تا ۵۲۰ نیوتن متر شد.

این نسخه از سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۰۹ در فراری F430 مدل‌های مختلف آن مورداستفاده قرار گرفت. پیشرانه‌های سری F136 برای فراری تغییر بسیار بزرگی به‌حساب می‌آمد زیرا تمام فراری‌های V8 قبلی از نوادگان ارتقاءیافته موتورهای مسابقه‌ای دینو در دهه ۱۹۵۰ بودند. این چرخه توسعه پنجاه‌ساله با موتور کاملاً جدید در مدل F430 به پایان رسید. این پیشرانه ۴۹۰ اسب بخار قدرت و ۴۶۵ نیوتن متر گشتاور تولید می‌کرد که ۸۰ درصد از این گشتاور در دور زیر ۳٬۵۰۰ rpm ارائه می‌شد. علیرغم افزایش ۲۰ درصدی حجم، وزن موتور تنها چهار کیلوگرم افزایش یافته بود و به‌منظور سهولت در جانمایی، قطر سیلندرها هم کاهش یافته بود. شاتون‌ها، پیستون‌ها و میل‌لنگ کاملاً جدید بودند درحالی‌که سرسیلندر و سوپاپ‌ها مستقیماً از موتورهای فرمول یک فراری گرفته شده بودند. همچنین نسخه ارتقا یافته این پیشرانه با کد ED برای بزرگداشت شانزدهمین قهرمانی فراری در بخش سازندگان فرمول یک، در نسخه‌ای ویژه از F430 اسپایدر معرفی شد که ۵۱۰ اسب بخار قدرت و ۴۷۰ نیوتن متر گشتاور داشت.

این نسخه از سال ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۴ در فراری کالیفرنیا مورداستفاده قرار گرفت. موتور F136I در مدل پایه که با کد IB شناخته می‌شد، ۴۶۰ اسب بخار قدرت و ۴۸۵ نیوتن متر گشتاور تولید می‌کرد درحالی‌که این اعداد در نسخهٔ IH در مدل کالیفرنیا ۳۰ به ۴۹۰ اسب قدرت و ۵۰۵ نیوتن متر گشتاور افزایش پیدا کرد.

نسخهٔ جدید موتور F136 با حجم ۴٫۵ لیتر در سال ۲۰۰۹ در مدل ۴۵۸ با ۵۷۰ اسب بخار قدرت و ۵۴۰ نیوتن متر گشتاور معرفی شد. این موتور به سیستم تزریق مستقیم سوخت مجهز بود و برای اولین بار بود که چنین سیستم سوخت‌رسانی در یک فراری موتور وسط استفاده می‌شد. در این موتور همچنین از زنجیر تایم استفاده شده بود و بنابراین نیازی به تعویض دوره‌ای تسمه تایم نداشت. برای دینام، واترپمپ و کمپرسور تهویه مطبوع نیز یک تسمه جانبی تعبیه شده بود که به‌راحتی تعویض می‌شد. نقطهٔ عطف موتور F136 اما در مدل ۴۵۸ اسپشاله رقم خورد که با ۴٫۵ لیتر حجم، ۶۰۰ اسب بخار قدرت و ۵۴۰ نیوتن متر گشتاور تولید می‌کرد. نکتهٔ قابل‌توجه اینکه پیشرانهٔ موردبحث در این نسخه به ازای هر لیتر حجم، ۱۳۴ اسب بخار قدرت تولید می‌کرد که بیشترین قدرت نسبت به حجم در بین موتورهای تنفس طبیعی محسوب می‌شد. این دستاورد چشمگیر به لطف استفاده از فناوری‌های فرمول یک فراری حاصل شد زیرا موتور F136 در همان کارخانهٔ تیم فرمول یک و با استفاده از همان ماشین‌آلات و فرایندها ساخته می‌شد. اصلاح پیستون‌ها و شاتون‌ها، میل بادامک تهاجمی‌تر و منیفولد فیبر کربنی، امکان افزایش ۳۵ اسب بخاری قدرت نسبت به ۴۵۸ معمولی و همین‌طور افزایش نسبت تراکم به ۱۴ را فراهم کرد.

پس از موفقیت‌های چشمگیر پیشرانه F136 هم در خیابان و هم در موتوراسپرت، حال نوبت به برداشتن قدمی بزرگ‌تر برای پیشرفت و رقابت بود. با حضور رقبای قدرتمندی همچون مک‌لارن 720S، فورد GT، مرسدس AMG و همچنین رقیب همیشه مدعی یعنی پورشه 911 GT2 RS، پیشرانه تنفس طبیعی دیگر توان شکست دادن رقبایی با کوهی از تکنولوژی‌های پیشرفته و همچنین دستیاری مؤثر به نام توربوشارژ را نداشت؛ بنابراین، راه چاره چیزی جز تقویت و به‌روزرسانی پیشرانه F136 با تکنولوژی روز نبود. پاسخ فراری به این رقبا، اضافه کردن سیستم القای اجباری با دو توربوشارژر توئین اسکرول آب خنک ساخت برند مطرح IHI، دو اینترکولر هوا به هوا، سیستم زمان‌بندی متغیر سوپاپ دوگانه (هم برای سوپاپ‌های هوا و هم دود) و تغییرات عمده در ساختار انتقال قدرت، تعلیق و گیربکس بود.

اولین نمونه از سری پیشرانه‌های F154 از سال ۲۰۱۴ تا ۲۰۱۷ در مدل کالیفرنیا T مورداستفاده قرار گرفت که حرف T مخفف کلمه توربو بود. پیشرانه V8 توئین توربوشارژ جدید ۳٫۹ لیتر حجم و قدرتی برابر با ۵۶۰ اسب بخار قدرت و ۷۵۵ نیوتن متر گشتاور تولید می‌کرد. یکی دیگر از پیشرفت‌های این موتور کاهش ۱۵ درصدی آلایندگی در مقایسه با نمونه قبلی بود. در این موتور همچنین از توربو شارژرهای کوچک و سیستم مدیریت بوست متغیر برای کاهش تأخیر توربو استفاده شده بود.

این پیشرانه که نسخه ارتقاءیافته نسخهٔ قبلی بود از سال ۲۰۱۷ تا ۲۰۲۰ در مدل GTC4 لوسو T مورداستفاده قرار گرفت و ۶۱۰ اسب بخار قدرت و ۷۶۰ نیوتن متر گشتاور تولید می‌کرد.

این نسخه از سال ۲۰۲۰ در دو مدل روما و پورتوفینو M مورداستفاده قرار گرفت و با قدرت ۶۲۰ اسب بخار، فقط کمی قوی‌تر از نسخهٔ قبلی بود درحالی‌که گشتاور ۷۶۰ نیوتن متری بدون تغییر باقیمانده بود.

این نسخه که پاسخ دندان‌شکنی به رقبایی مثل مک‌لارن بود، از سال ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۹ در مدل ۴۸۸ استفاده شد. در این موتور توربین توربوشارژرها از آلیاژ TiAl با چگالی کم ساخته شده بود که اغلب در موتورهای جت برای کاهش اینرسی و مقاومت در برابر دماهای بالا استفاده می‌شود. این موتور ۶۷۰ اسب بخار قدرت و ۷۶۰ نیوتن متر گشتاور تولید می‌کرد با تولید ۱۷۰ اسب بخار قدرت و ۱۹۵ نیوتن متر گشتاور به ازای هر لیتر از حجم، رکوردهای جدیدی را برای یک فراری جاده‌ای به ثبت رساند.

این نسخهٔ خاص از موتور F154 که ۷۲۰ اسب بخار قدرت و ۷۷۰ نیوتن متر گشتاور تولید می‌کرد، از سال ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۰ در مدل تولید محدود ۴۸۸ پیستا استفاده شد. در این پیشرانه بهبودهایی صورت گرفت تا قوی‌ترین موتور هشت سیلندر تاریخ فراری خلق شود. در این نسخه، تمام سیستم هوارسانی موتور از نو طراحی شد. در اولین قدم، ورودی هوای موتور از جلوی از چرخ‌های عقب به منطقه‌ای با فشار بالا و هوای خنک‌تر در نزدیکی اسپویلر عقب منتقل شد و اینترکولرها هم هفت درصد بزرگ‌تر شدند. درنتیجه، هوای ورودی به موتور ۱۱ درجه خنک‌تر شد. علاوه بر این، پلونوم‌های ورودی فیبر کربنی هم ۴۱ درصد کوچک‌تر شدند که باعث می‌شد هوا سریع‌تر تحت‌فشار قرار گیرد. این تغییرات، حداکثر دمای داخل سیلندر را حدود ۱۲ درجه کاهش می‌داد و درنتیجه احتمال ناک زدن کمتر می‌شد. در بخش خروج هوا یعنی سیستم اگزوز هم تغییرات و بهینه‌سازی‌های زیادی مثل استفاده از لوله‌هایی با قطر بزرگ‌تر صورت گرفت.

از سوی دیگر، فراری با استفاده از فلای‌ویل و شاتون‌های تیتانیومی مشابه فرمول یک، پایه‌های توخالی سوپاپ‌های هوا، کمپرسور سبک‌تر سیستم تهویه و دیگر قطعات، حدود ۱۸ کیلوگرم از وزن موتور را کم کرد. این تغییرات همچنین به بهبود دورگیری موتور هم کمک کرد درحالی‌که نسبت تراکم نیز از ۹٫۴ به ۹٫۶ افزایش یافت. توربوشارژرها به توربین‌های آلومینیومی-تیتانیومی فوق سبک مجهز شدند درحالی‌که استفاده از بلبرینگ‌های جدید، اصطکاک توربوها را تا ۳۰ درصد کاهش داد. در همین حال، حداکثر بوست نیز از ۲۰ psi به ۲۲ psi افزایش یافت. فراری در این نسخه تمام تلاش خود را کرد تا F154CD شبیه یک موتور تنفس طبیعی احساس شود و تا حد زیادی در این کار موفق بود زیرا درحالی‌که در مدل ۴۵۸ تنها ۰٫۶ ثانیه طول می‌کشید تا هنگام تخته کردن پدال گاز، ۹۰ درصد قدرت ارائه شود، این زمان در پیستا با افزایشی جزئی به ۰٫۸ ثانیه رسیده بود. به‌طورکلی، نیمی از قطعات موتور F154CD با F154CB در ۴۸۸ معمولی متفاوت بود و این باعث شد لپ تایم ۴۸۸ پیستا در پیست فیورانو با کاهشی ۱٫۵ ثانیه‌ای نسبت به ۴۸۸ معمولی به یک دقیقه و ۲۱٫۵ ثانیه برسد.

این نسخه از موتور F154 در آخرین نسل از جانشین‌های مدل ۴۵۸ یعنی F8 تریبوتو استفاده شده و ۷۲۰ اسب بخار قدرت و ۷۷۰ نیوتن متر گشتاور داشت. این نسخه درواقع همان موتور پیستا بود اما F8 با بهبودهای عمده‌ای که در آیرودینامیک بدنه تجربه کرد، با شتاب ۲٫۹ ثانیه به سریع‌ترین فراری V8 تمام بنزینی تاریخ تبدیل شد.

فراری با این نسخه از موتور F154 برای اولین بار وارد دنیای سوپرکارهای پلاگین‌هیبریدی شد. این قوای محرکه در مدل SF90 معرفی شد، شامل نسخهٔ ارتقاءیافتهٔ موتور F154 با ۷۸۰ اسب بخار قدرت و ۸۰۰ نیوتن متر گشتاور به همراه سه موتور الکتریکی با ۲۲۰ اسب بخار قدرت بود که مجموعاً ۱۰۰۰ اسب بخار قدرت تولید می‌کرد تا قوی‌ترین خودروی V8 تاریخ فراری خلق شود. موتور F154FA درواقع نسخهٔ ارتقاءیافتهٔ موتور ۴۸۸ پیستا و F8 تریبوتو محسوب می‌شود. در این نسخه، با افزایش قطر سیلندر به ۸۸ میلی‌متر، حجم موتور به ۴ لیتر رسیده و بخش ورودی هوا و اگزوز موتور هم کاملاً اصلاح شده است. در این نسخه همچنین از انژکتورهای کاملاً جدیدی با فشار ۳۵۰ بار استفاده شده است. در F154FA توربوشارژرها نسبت به سیستم اگزوز پایین‌تر نصب شده و موتور ۵۰ میلی‌متر در شاسی پایین‌تر از سایر مدل‌های V8 موتور وسط قرار گرفته تا مرکز ثقل پایین‌تر بیاید.