Lotus 900: История разработки и применения британских двигателей.

Введение

Серия двигателей, разработанных Lotus

Серия Lotus 900 – это семейство двигателей внутреннего сгорания, спроектированных и собранных компанией Lotus Cars в Соединенном Королевстве. Являясь преемником Lotus Ford Twin Cam, 900 стал первым полностью самостоятельным двигателем, разработанным Lotus. Производство двигателя осуществлялось с 1972 по 1999 год.

Предыстория

Уже в 1964 году компания Lotus осознала необходимость в замене двигателя Lotus Twin Cam. Колин Чепмен сформулировал техническое задание, в котором перечислил требуемые характеристики нового двигателя, включая «высокую эффективность, эластичность, крутящий момент и плавность работы, подходящие для ручной сборки». Не найдя такого сочетания ни в одном существующем двигателе, компания привлекла внешних консультантов и использовала собственные ресурсы для определения характеристик следующего двигателя Lotus. После отклонения 120° V6 из-за его чрезмерной ширины для шасси Lotus и 60° V6, который оказался слишком высоким для планируемого кузова, инженеры пришли к выводу, что оптимальным выбором является 2-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель. Этот будущий двигатель должен был иметь четыре клапана на цилиндр (всего 16 клапанов), приводимые в действие двумя верхними распредвалами, работающими от ремня. Блок должен был быть наклонен на 45° от вертикали, чтобы обеспечить более низкий капот и упростить разработку 4-литровой версии V8 для будущего использования в гонках в Индианаполисе. Командой разработчиков руководили Стив Санвилл, глава отдела разработки силовых установок Lotus, и Рон Берр, ранее работавший в Coventry Climax. Lotus ускорила разработку двигателя 900, используя чугунные блоки Vauxhall в качестве испытательных стендов для новой головки блока цилиндров, в то время как проектирование собственного блока двигателя находилось в стадии завершения. В 1974 году шотландский дилер Vauxhall SMT, входящий в состав Dealer Team Vauxhall DTV, стремился выиграть чемпионат Шотландии по ралли. Lotus Sport поставила головки и создала первую гибридную головку Lotus 907 для блока Vauxhall объемом 2279 куб. см. Она была установлена на HC Viva Saloon и переименована в Magnum. Разработанная и управляемая Эндрю Коуэном, который позже работал над разработкой раллийного Lotus Sunbeam. Из-за проблем с приводом клапанов, приведших к сходу с дистанции, Билл Блайденштейн взял на себя сборку двигателя и установил головку Lotus 907 на раллийные Vauxhall Magnum Coupes DTV Group 2. Позже Vauxhall участвовал в ралли в группе 4 с Vauxhall Chevette HS. В дорожных версиях использовались головки цилиндров Vauxhall DOHC, но ранние раллийные автомобили использовали модифицированную головку Lotus 907 на блоке объемом 2300 куб. см. Эти ранние модели HS были омологированы с головкой Lotus 907 в ноябре 1976 года, до того, как было построено необходимое количество в 400 автомобилей. Изменение правил FISA в 1978 году сделало автомобили с головкой Lotus неконкурентоспособными, и Vauxhall перешел на собственную головку DOHC.

As early as 1964, Lotus recognized the need to find a replacement for the Lotus Twin Cam engine. Colin Chapman issued a brief that listed the features to be required in a new engine, including 'high efficiency, flexibility, torque and smoothness which was suitable for hand assembly'. Unable to find this combination in any existing engine, the company used outside consultants and internal resources to define the characteristics of the next Lotus engine. After having rejected a 120° V6 due to being too wide for Lotus' chassis and a 60° V6 as too tall for the intended bodywork, the engineers determined that a 2 litre inline four engine was the optimal choice. This future engine would have four valves per cylinder (16 valves total) operated by belt driven dual overhead cams and develop The block would be angled at 45° from vertical to permit a lower bonnet and simplify development of a 4 litre V8 version for future use in Indianapolis racing. The design team was headed by Steve Sanville, Lotus' Head of Powertrain Development, and Ron Burr, formerly of Coventry Climax. Lotus would accelerate development of the 900 engine by using the Vauxhall iron blocks as test beds for their new cylinder head while design of their own engine block was under way. In 1974 Scottish Vauxhall dealer SMT, part of Dealer Team Vauxhall DTV aimed to win the Scottish Rally Championship. Lotus Sport supplied heads, created the first hybrid Lotus 907 head on a Vauxhall 2279cc block. This was fitted to a HC Viva Saloon and rebranded a Magnum. Developed and driven by Andrew Cowan who later worked on the Lotus Sunbeam rally development. With valve train issues causing a DNF Bill Blydenstein took over the engine builds and fitted the Lotus 907 head to the DTV Group 2 rally Vauxhall Magnum Coupes. Vauxhall later went rallying in Group 4 with the Vauxhall Chevette HS. The road going versions used the Vauxhall DOHC cylinder head but early rally cars used a modified Lotus 907 head on a 2,300 cc block. These early HS models were homologated with the Lotus 907 head in November 1976 before the requisite 400 cars had been built. A rule change in 1978 by FISA made the Lotus head cars ineligible to compete and Vauxhall switched to their own DOHC head.

Разработка двигателя

По мере разработки нового двигателя компания Lotus осознала необходимость в новом спортивном двигателе для гонок на выносливость. Это побудило компанию разделить проект 900 на две версии: одна с меньшими каналами и углом 51° между клапанами для дорожных автомобилей, а другая – с большими каналами и углом 41° для гонок. Тони Радд, технический директор Lotus, выделил шесть типов двигателей, созданных или запланированных на ранних этапах разработки и производства: алюминиевые блоки были более шумными в механическом плане, чем чугунные. Еще одной проблемой было то, что алюминиевые блоки использовали мокрые гильзы, которые недостаточно поддерживались в первоначальной конструкции, что приводило к высокому проценту разрушений прокладок головки блока цилиндров. Это было решено путем увеличения усилия затяжки шпилек и увеличения толщины гильз. Проблему электролитической коррозии устранили, перейдя на прокладку из нержавеющей стали и используя охлаждающую жидкость с ингибиторами. Двигатель имел тенденцию показывать низкое давление масла на холостом ходу, что, хотя и не было опасным, могло беспокоить владельцев автомобилей, и это было решено установкой насоса увеличенного размера. При подготовке двигателей для Jensen выявились другие проблемы. Вибрация трансмиссии, предположительно вызванная недостаточной жесткостью балки в узле двигателя/трансмиссии, была устранена путем добавления двух ушек к нижней кромке картера. Возникло две проблемы, связанные с маслом. Первая – попадание масла в воздушный фильтр при длительном движении на высокой скорости. Был добавлен внешний маслоотделитель, пока корпус уплотнения коленвала не был переделан в камеру для разделения масла, что стало окончательным решением. Другая проблема, наблюдаемая в аналогичных условиях, заключалась в резком падении давления масла. Это было вызвано задержкой масла в камерах распредвалов и его неспособностью стекать обратно в поддон. Причинами были несовпадающие сливные отверстия, облой при литье и заедающие или неправильно установленные обратные клапаны. В качестве временного решения распредвалы были фосфатированы, а остальные причины рассматривались как проблемы сборки.

As design of the new engine began, Lotus saw the need for a new sports car engine for endurance races of between This prompted the company to split the 900 project into two versions; one with smaller ports and a 51° included angle between the valves for touring applications and one with larger ports and a 41° included angle for racing. Tony Rudd, Engineering Director for Lotus, identified the following six engine types created or planned during the early stages of development and production: The alloy blocks were mechanically noisier than the iron engines. Another issue was that the alloy blocks used wet liners which were poorly supported in the initial design and this caused a high rate of cylinder head joint failures. This was dealt with by increasing the torque loading on the studs and increasing the thickness of the liners. An electrolytic corrosion issue was dealt with by changing to a stainless steel gasket and using a chemically inhibited coolant. The engine tended to show low oil pressure at idle which, while not dangerous, was expected to worry car owners and was solved by installing an oversized oil pump. While preparing engines for Jensen other problems came to light. Transmission vibration thought to be caused by insufficient beam stiffness in the engine/transmission assembly was addressed by adding two lugs to the lower edge of the crankcase. Two oil related problems surfaced. The first was oil being introduced into the air box during sustained high speed cruising. An external oil separating breather was added until the housing for the rubber lip crankshaft seal could be re shaped into an oil separator chamber, which became the permanent solution. The other problem, which was seen under similar conditions, was that the oil pressure would drop precipitously. This was caused by oil being held up in the cam boxes and not draining back into the sump. This was due to mismatched drain holes, casting flash, and sticking or incorrect relief valves. The short term solution was to phosphate the camshafts, and the other causes were dealt with as assembly problems.

Дженсен-Хейли

Двигатель был завершен к 1970 году, но существующие автомобили Lotus нельзя было адаптировать для использования нового двигателя, и проект M50 не стал Elite Type 75 еще несколько лет. О’Делл хотел разработать раллийную версию Chrysler Sunbeam, чтобы занять роль, ранее выполнявшуюся Chrysler Avenger. Ему предстояло соревноваться с доминирующими в то время Ford Escorts. Двигатель, поставленный Lotus, имел такой же диаметр цилиндра, как и у 907, но по просьбе О’Делла рабочий объем был увеличен за счет увеличения хода. Тони Радд разработал гибкий маховик для снижения повышенной вибрации, вызванной увеличенным размером. Этот двигатель получил название Type 911. В 1978 году Chrysler продала свои европейские активы группе PSA, поэтому когда автомобиль дебютировал в 1979 году, он назывался Talbot Sunbeam Lotus. В конечном итоге было продано 2298 дорожных версий. В раллийном автомобиле двигатель 911 был настроен до мощности в [укажите мощность]. Пилот Анри Тойвонен выиграл ралли RAC в 1980 году, а его товарищи по команде Гай Фрекулен и Рассел Брукс заняли третье и четвертое места соответственно. В следующем году автомобиль выиграл ралли Аргентины и занял второе место в Монте-Карло, Португалии, Корсике, Бразилии и Сан-Ремо, выиграв Чемпионат производителей 1981 года для Talbot и обеспечив Фрекулену второе место в зачете пилотов. Этот автомобиль был оснащен тем же двигателем Type 911, но вместо схемы с передним расположением двигателя и задним приводом, как у более ранней модели, новая машина получила схему с задним центральным расположением двигателя и задним приводом. Было построено всего два прототипа, прежде чем проект был отменен из-за того, что PSA отдало предпочтение разработке полноприводного Peugeot 205 Turbo 16.

Таблица сравнения двигателей

Тип Диаметр цилиндра Ход поршня Рабочий объем Мощность Крутящий момент Система питания Нагнетание1 904 при 5000 об/мин при 3750 об/мин (GT3 1996) при 4250 об/мин (V8 1996) Примечание:1 "NA" = Атмосферный, "T" = Турбированный, "I" = С интеркулером.