El Lotus-Ford Twin Cam (el término inglés twin cam indica que utiliza un árbol de levas en cabeza doble), es un motor de cuatro cilindros en línea de gasolina diseñado por Lotus para el Lotus Elan de 1962. Los desarrollos iniciales cubicaban 1,5 litros, pero la mayoría de los motores finalmente se fabricaron con un desplazamiento de 1,55 litros (1557 ml). Utilizaba un bloque motor de hierro Ford 116E y una nueva culata de aluminio con doble árbol de levas en cabeza, que se usó en una gran variedad de vehículos hasta que Lotus dejó de fabricarlo en 1973. Fue sucedido por el motor Lotus 907.
Historia Para el Lotus Elan, el fundador de Lotus, Colin Chapman, quería encontrar un motor más económico que el costoso Coventry Climax FWE, un propulsor totalmente de aleación utilizado en el Lotus Elite originalmente. La idea era que basar su nueva planta motriz en un motor construido en grandes volúmenes mantendría bajos los costos.
Chapman eligió inicialmente el Ford 105E de cuatro cilindros en línea utilizado en el Ford Anglia como la base del nuevo motor. El 105E tenía una cilindrada de y tenía un bloque de hierro fundido producido con el proceso de fundición de pared delgada de Ford, lo que permitía que fuese relativamente ligero. Mientras que el bloque del 105E solo tenía tres cojinetes principales para el cigüeñal, el diseño sobre-cuadrado mantuvo bajas las velocidades del pistón y permitió disponer válvulas más grandes en la nueva culata. Cuando se lanzó un motor algo más grande, el 109E de para el Ford Consul Classic, se convirtió en la plataforma para la mayor parte del desarrollo del nuevo motor Lotus.
El diseñador de motores Harry Mundy había estado trabajando en dos proyectos para la compañía Facel deJean Daninos. El nuevo diseño era un V6 con levas en cabeza completamente nuevo, que cubicaba ligeramente por debajo de los 3.0 litros. El otro desarrollo era una nueva culata DOHC para reemplazar la problemática distribución del motor Pont-à-Mousson de cuatro cilindros en línea de 1.6 litros utilizado en el Facellia. Los problemas financieros en Facel impidieron que cualquiera de los motores alcanzara la producción, pero cuando Chapman conoció el desarrollo del motor más pequeño, encargó a Mundy que adaptara el diseño de Facellia al bloque del motor Ford. El diseño de Mundy para Lotus comprendía una culata de aluminio y una cubierta frontal de aluminio y su conjunto de la placa posterior contenía la bomba de agua y la cadena de transmisión del árbol de levas.
Una vez finalizado el diseño inicial, el consultor externo Richard Ansdale produjo los planos detallados de la nueva culata. El empleado de Lotus Steve Sanville encabezó el equipo de ingeniería de producción que incluía a Mike Costin, Neil Francis y Bob Dance. Harry Weslake realizó un análisis de flujo en la primera culata. Los primeros prototipos del árbol de levas doble tenían problemas en la articulación en la culata. Keith Duckworth, que ya había dejado Lotus para ir a Cosworth Engineering, fue requerido de nuevo para revisar la nueva culata. Introdujo varios cambios de diseño, remodelando los puertos y agregando estructura a la culata.
El primer motor Lotus Twin Cam fue encendido en un banco de pruebas el 10 de octubre de 1961. Este motor rompió un cigüeñal durante las pruebas; un fallo atribuido a los tres cojinetes principales. El primer vehículo de prueba en recibir un motor Twin Cam fue un Ford Anglia con volante a la izquierda, y el motor se instaló el 18 de enero de 1962. Este Anglia rebasó a un Jaguar a más de con Jim Clark al volante en su camino a casa desde Escocia a Goodwood.
En mayo de 1962, Ford anunció el motor 116E, que apareció por primera vez en el Cónsul Capri en agosto de 1962, y luego en el Cortina Super en enero de 1963. El 116E tenía una altura de cubierta más alta que los motores Kent anteriores, y con un diámetro y carrera de . Cubicaba , y el cigüeñal estaba apoyado en cinco cojinetes principales. Entregaba una potencia de aproximadamente a 4600 rpm. Tan pronto como se pudo obtener un bloque, comenzó el trabajo de adaptar la culata de Lotus al bloque del 116E. Duckworth ensambló los dos primeros motores con especificaciones de producción, uno de los cuales impulsó un Lotus 23 en su debut en las carreras en Nürburgring. Después de construir un número limitado de motores 1.5 L Twin Cam, el diámetro de los cilindros se incrementó a , elevando la cilindrada a 1.55 L.
El ensamblaje de los primeros 50 motores se contrató a J. A. Prestwich, que también mecanizó las fundiciones de culata en bruto (fundidas por William Mills) en estos primeros motores con árbol de levas dobles.
El motor Twin Cam tuvo su debut oficial en el Earls Court Motor Show en octubre de 1962. Se produjeron en total unas 34.000 unidades en 24 versiones diferentes.
Nombre del motor Chapman llamó al motor "Lotus Twin-Cam" en su introducción en 1962 y Lotus continuó usando ese nombre. Cuando en 1967 se cambió la producción del Cortina-Lotus por el Ford Cortina Mark II basado en el motor Cortina Twin Cam, Ford comenzó a llamar al motor "Lotus-Ford Twin Cam". El motor también se conoció informalmente como el "Lotus TC" o el "Twink".
Características técnicas Aunque la cilindrada del Twin Cam a menudo figura como de , su diámetro y su carrera son respectivamente, para un desplazamiento real de . Esto permitió que el diámetro del Twin Cam se ampliara en permaneciendo por debajo de los 1600 cc, límite de cilindrada de la categoría permitido por las regulaciones de la FIA.
La culata poseía cámaras de combustión hemisféricas. Los tamaños de las válvulas eran de de diámetro de entrada, y de de diámetro en todos los motores, excepto en las unidades posteriores del tipo "Big Valve". El eje del vástago de la válvula estaba inclinado 27° desde la vertical, tanto para la admisión como para el escape. La sincronización inicial del árbol era 15/53/53/15 con el mismo perfil adoptado en el motor ET418 Coventry Climax FWE, lo que se tradujo en a 5700 rpm para el motor de 1,5 litros con una relación de compresión de 9,5:1.
La bomba de agua utilizaba la cubierta frontal del motor como alojamiento, lo que dificultaba su sustitución. El colector de admisión estaba formado por una serie de muñones tubulares cortos moldeados como parte integral de la culata. Los cabezales para el carburador Zenith - Stromberg 175CD tenían dos muñones siamesados (formando parte de la fundición de la culata), por lo que no eran intercambiables con las culatas anteriores que usaban carburadores Weber Dell'Orto DHLA40 o 40DCOE, cuya admisión era de cuatro tubos individuales (también parte de la fundición de la culata). Los gases de escape eran canalizados por un colector de hierro fundido o un cabezal tubular fabricadoal efecto, dependiendo de la aplicación.
Se retuvo el árbol de levas en el bloque original, y como en el 116E, accionaba el distribuidor montado en el costado y el conjunto de bomba/filtro de aceite situado en el externo más cercano, minimizando las modificaciones en el bloque de hierro producido en masa. La leva original, junto con las ruedas dentadas del sistema de levas DOHC eran impulsadas por una larga cadena de distribución de rodillos Reynolds de una pulgada de una sola fila, montada en la parte delantera.
Los primeros bloques Lotus eran simplemente elementos de producción estándar de Ford seleccionadas por tener las paredes del cilindro más gruesas, y se identificaron con una "A" estampada en la cara de acoplamiento de la cubierta de distribución. Los bloques posteriores se moldearon especialmente teniendo en cuenta la producción de Twin Cam, siendo identificados por una "L" en el bloque debajo del soporte del motor. Los bloques Twin Cam provienen de 6 versiones básicas de fundición. Antes de 1968, los primeros 4 dígitos a menudo se despegaban del bloque y se estampaba "3020" en su lugar.
1962 a 1967 El bloque 116E-6015 con tapas de rodamiento principales redondas y cigüeñal de 4 pernos El bloque 120E-6015 con tapas de rodamiento principales redondas y cigüeñal de 4 pernos 1967-1975 El bloque 3020-6015 con tapas de rodamiento principales redondas y cigüeñal de 6 pernos El bloque 681F-6015 con tapas de rodamiento principales redondas y cigüeñal de 6 pernos El bloque 681F-6015 con tapas de cojinete principal cuadradas y cigüeñal de 6 pernos El bloque 701M-6015 con tapas de cojinete principal cuadradas y cigüeñal de 6 pernos
Los primeros motores usaban un cigüeñal, bielas y pistones de Lotus. La manivela era de hierro fundido y los pistones tenían una ligera corona y se cortaban con una corona para ajustar las válvulas. Un Twin Cam revisado se lanzó en 1966. En esta versión, los pasos de válvula eran más pequeños y las bielas eran partes del Ford 125E. El volante de inercia también estaba unido al cigüeñal con seis tornillos, un aumento de dos con respecto al modelo anterior. El Twin Cam tenía un problema con las pérdidas de aceite, y la acometida del motor de arranque estaba sujeta a grandes tensiones de flexión al intentar hacer girar el motor de alta compresión.
Los primeros motores tenían la palabra "Lotus" con letras en relieve en la tapa de cada uno de los árboles de levas. Los motores posteriores tenían un reborde elevado en la parte delantera de la tapa del árbol de levas con la palabra "Lotus" en bajorrelieve dentro. La porción de la cubierta sobre las levas era lisa.
Preparación especial miniaturadeimagen| Cubiertas de las levas en un BRM
Lotus comenzó a ofrecer motores de equipamiento especial más afinados como opciones en sus automóviles. Las piezas para estos motores también se podían comprar en Lotus Components Ltd. Al principio, eran motores desarrollados y ensamblados por Cosworth con manivelas fundidas y placas de identificación de Cosworth en la cubierta de las levas. Duckworth fue responsable del diseño de las levas de los equipos especiales. Cosworth luego se distanció de este negocio, y Lotus comenzó a vender equivalentes 'BRM'. La Fase I de BRM consistía en árboles de levas BRM y pistones de fundición de alta compresión, y la Fase II de BRM agregó pistones forjados Mahle, bielas forjadas BRM, casquillos de extremo pequeño y pernos de extremo grande a la Fase I. Cuando se ofrecieron en forma ensamblada, estos motores llevaban una Placa de identificación de BRM en una cubierta de levas 'BRM' especialmente moldeada, pero el montaje real de estos motores de carretera 'BRM' de alto rendimiento fue realizado por Rubery Owen & Co. Ltd., una compañía afiliada de BRM a través de su propiedad, no por la propia BRM. Los motores con equipamiento especial ('S/E') tenían árboles de levas desarrollados por Cosworth (CPL1 - Cosworth Production Lotus) con sincronización 22/62/62/22 y elevación de 0.349 ", llamadas levas 'L1'.
Originalmente aplicado a los Lotus Elan preparados y a los Lotus Cortina, el término "Special Equipment" (Equipo Especial) fue utilizado más tarde por Lotus para designar aquellos Elan de la Serie 2 y posteriores con motores de mayor potencia, y se denominan Elan S/E.
En 1968, Sanville comenzó a construir una serie de culatas utilizando un nuevo árbol de levas llamado de Equipo Súper Especial, o tipo D, que se basaba en el árbol de levas Coventry Climax FWA 3060. Las culatas utilizadas en los motores SSE se lijaron , aumentando la relación de compresión a 10.3: 1. El encendido se avanzó ligeramente, y se instalaron estranguladores más grandes y diferentes chorros en los carburadores Weber. La potencia se estimó en , tres años antes del lanzamiento del motor Big Valve. Se dice que algunos motores SSE se instalaron en la fábrica en una serie de Elan Super Weber S/E.
Motor de válvulas grandes miniaturadeimagen| Motor de válvulas grandes (Big Valve)