当福特遇上莲花——Lotus Cortina Mk1开发历程

1960年代的福特是所向披靡的。1960年，美国福特手握英国福特54%的股份，财大气粗的亨利福特二世正式提出买入，一年后，1961年1月，其余的46%股份被美国福特购回，英国福特从此成为了美国福特的全资子公司。1967年，福特英国、福特德国和福特爱尔兰被整编为福特欧洲，产品也开始逐渐统一开发和销售。在赛车方面，GT40的丰功伟绩不必细说，2019年一部《Ford v Ferrari》的电影已经把那个翻云覆雨的福特生动地呈现在二十一世纪的观众面前。

而在英国，于1948年诞生在修车铺子的莲花公司到了60年代仍依靠使用市面上已有的底盘件和发动机跌跌撞撞地在欧洲赛事中和意大利、德国的大车队打拼。1960年，第一次将发动机放到车手身后的Lotus 18在Innes Ireland的驾驶下第一次为莲花带来了分站冠军，从此开启了这家车队辉煌的赛车传奇。

与此同时，莲花也少量生产过Elite（Type 14）双门硬顶跑车。划时代的玻璃纤维单体壳车身搭配来自Coventry Climax（以下简称CC）的名为FWE的1.2L直四发动机[1]让该车不仅性能出众，而且还十分省油。只不过为了逃税，该车和此前其他市售的莲花赛车一样，Elite是以拼装件（kit）的方式向市场销售的，而这注定了这是个没打算有好质量的产品。

福特圈定赛车的基础车型

1962年，福特为了提升品牌形象，计划以厂队的方式参与赛事，经过一番研究，FIA的附件J（Appendix J）[2]中的2组赛事成了最合适的选项。该组别为量产轿车。 60年代的FIA赛事分组包括四个分组 ：

1组 量产房车（Group 1, Series Touring Cars）

2组 改装房车（Group 2, Improved Touring Cars）

3组 高级房车（Group 3, Grand Touring Cars）

4组 跑车（Group 4，Sports Cars）

1组指毫无改装的量产轿车，这个组别没人关心。2组允许赛车和量产车有一些区别。这两个组的参赛车辆都必须在连续12个月中生产不少于1000台。3组对车型的限制更少，类似如今的勒芒GTE组别，这个组别仅需要在12个月中生产不少于100台车即可。4组类似如今的勒芒原型车，限制最少，前面提到的福特GT40其实就是这个4组赛事的赛车。福特最终选择了2组。

当年的英国房车锦标赛British Saloon Car Championship（简称BSCC，即如今BTCC的前身）是一个采用FIA 2组规则的国家比赛[3]，参赛车型根据发动机排量划分至A、B、C、D四组中的一组。换言之，每站比赛最多可以有四个比赛在平行进行，而 参赛选手根据组别内（而非组别间）的最终排名得到分数 （前四位有积分，8、6、4、2，最快圈速拿额外1分）。这很像如今的勒芒系列赛。不过和如今的勒芒不同的是，车手积分榜是统一的一个榜单，而非四个榜单，所以为了拿到年终总冠军，车手之间，哪怕车的组别不同，仍会在赛道上存在直接竞争。

彼时，赛场上风头正劲的车型包括A组的Mini，C组的捷豹Mk II，D组的（美国）福特Galaxie（7L V8发动机）。福特Anglia可以参加A组，但很显然Anglia没法跟Mini竞争，故放弃A组。C组可以用Zephyr车型参加，但考虑到它国际影响力不高，而且车太重，根本没法跟该组别的捷豹竞争，故放弃。英国福特当时没有D组这样大发动机的车，也不可能。

剩下的就是B组了。这时我们今天的主角登场了——Cortina。而福特为了保证成功，几乎是打算让莲花将该车打造到那种3组GT赛车的程度，但凭借自己雄厚的资本，造出足够多的量产版合规（homologation）车型，愣把它塞进2组赛事。这个做法很福特。

多管齐下的改进升级

Lotus Cortina发动机输出曲线[4]

此时的Colin Chapman，也就是莲花的车队老板/工程总监/创始人，正在想尽办法造一台属于自己的发动机来替换掉价格高昂的CC的发动机（用来参加F1）。他找到他的好友，CC发动机的设计者Harry Mundy，委托他设计一款双顶置凸轮轴版的福特Kent发动机。该发动机配气原为推杆式（OHV），排量1L，最大功率39马力/5000rpm，这在当时其实是个很不错的成绩。缸径和冲程分别是80.96 mm × 48.41 mm，这种矮胖（oversquare）的设计和传统的为了避税的瘦高（undersquare）的英国发动机迥然不同。新发动机扩缸径至82.55mm，而拉长冲程至72.75 mm，形成一个不那么矮胖的矩形。排气量1,558cc，最大功率推高至难以置信的105 bhp（78kW）/5500 rpm，最大扭矩108lb ft（146Nm）/4000 rpm——虽然这个数字在今天不足为奇，但在当时是非常惊人的。

皮质桶椅

而既然把开发交给莲花，那就不得不提该车在车身和底盘上的改进，毕竟这才是莲花（或Colin Chapman）最独到的绝技。最明显的改进是铝的使用。机舱盖、行李厢盖、离合器壳、变速器延伸壳、差速器壳都用了铝合金。这显然不是个动动嘴皮子就能完成的改进，钢和铝的特性非常不同，盖板的冲压和壳体的铸造都因此要重新设计，模具要重新打造。最终成型也要定义新的工序。显然当时没有这个时间去做到。手头只有现有的普通模具，福特工程师认为这项任务并不能完成。Colin Chapman提出，原车部件的尺寸在铝的替代件上不需要百分百贯彻，只要能用就行——典型的Colin Chapman实用主义。不过即便如此，福特工程师们也对这个任务不抱希望。Colin Chapman坚持提出要试一试。

在准备原型车时，一个挑战来自Chapman定义的前悬下摆臂，设计图要求用钣金加工加焊接球铰。莲花的团队直接把Cortina的原有摆臂切割重焊，效果很差，连他们自己都看不下去。福特工程师们看到后震惊不已，这么低劣的手法居然施用在一个安全件上！万幸他们正好能在他们最近开发的一个重型车上找到了一个类似的高强度摆臂，莲花看罢十分欣喜，因为他们常年都玩这种锻造件再加工的手艺——此前从Lotus 11开始的各种赛车一直在用市面上能找到的Standard/Triumph车的立柱[5]来重加工。于是他们做了一个夹具（jig），在夹具上把福特给的摆臂固定住，将摆臂外侧防倾杆安装点到球头的球销这段通过加热进行拉直（类似抻面条）——哪怕专家们并不同意这么做。这就是典型的莲花工作方式。此外，Chapman为了给减重，给13寸轮毂设计了5.5英寸的宽度和非常薄的14号（0.08英寸厚）钢，邓禄普的首席设计师George Adams干脆拒绝做这么薄的轮毂，最终双方妥协用13号（0.092英寸厚[6]）钢。原型车上的轮毂让邓禄普找了四个捷豹的15寸轮毂削成了13寸。原型车没有重新更换车身钣金，但安装了从Lotus 18赛车上的赛车桶椅，做了个钢管支架安装到原座椅的位置。

Standard-Triumph的前悬，其中立柱被莲花采用，注意立柱下端螺纹剖视部分，它帮助该立柱实现了转向

一个已知的挑战来自传动系。毕竟原有的福特后轴在开发之初并未以承受新的双凸轮轴发动机这么大的动力为目标载荷，除非经历了磨合期。当时，一台福特Anglia的传动系一直被用作新发动机的测试台架，磨合期已经过了，只不过它还在此前跟着该车的老发动机跑了三万英里，福特方面认为这个传动系用到这次展示试驾应该没问题，最终确实如他们所料。

Jim Clark领衔展示试车

展示环节安排在银石赛道。那是一个周一，车在前一周的周五晚上才做好，周末两天是莲花测试的窗口。

刚刚在F1赛场小有成就的赛车天才Jim Clark被拉来试车，这是他第二次开Cortina，很快这台车在银石长圈的圈速就破了此刻的轿车纪录，Chapman兴奋不已。他感觉后轴如果再重一点成绩会更好，于是他立刻提出要坐到后排（没有安全带，没有头盔），果不其然，圈速进一步提升。在开发阶段，Cortina原型车创造的最快圈速为1分56秒，当时1600cc赛事的纪录是2分8秒，而3500cc-5000cc组别的纪录为1分54.4秒，由捷豹MkII 3.8创造。可见Cortina之优势。

Jim Clark的Lotus Cortina采访https://www.zhihu.com/video/1196690130067423232

后来有人问到Chapman能不能让Jim Clark作为这款车的车手参加比赛，Chapman说，我看着他在那些我早就会吓得收油的地方一直油门到底（he keeps his foot down in situations where I would have chickened out long since）。福特的代表也受邀上车体验，回来时都有些颤抖，其中一个很显然没啥赛车经验的人说道，他曾盼着Clark早点儿停止加速，却发现这家伙根本停不下来。

试驾之后Chapman提出将发动机进气进行改进，从原有的舱盖下进气变为通过一根管从前格栅进气，这样能让进气温度降低，提高发动机输出功率。在Cortina的机舱中这一设计清晰可见。

一波三折的后悬升级优化

原版Cortina的后悬是普通的硬轴加板簧的形式。Chapman当然可以将其彻底推翻，换装独立后悬。但福特不希望这款限量的性能款和普通款差距太大。于是Chapman提出了将板簧换做螺旋弹簧和减震器，轴的水平面上的控制由一个A型架加一对纵臂完成。这样改造的后果是车身在后轴上方原本能够得到4个铰支点的承托，如今只剩下两处纵臂安装点，这让悬在后轴承托点之外的长度延长了，车身后部因此在银石试车之后下坠，后轮拱上方的侧板（quarter panel）出现变形。福特的车身工程师迅速发现了问题并提出采用管架加强（称为king post），这个结构成了最初一批量产的Lotus Cortina的特点。后来随着后悬的改进，该管架被取消。

Lotus Cortina行李厢中为了改善支撑性而设计的加强管架结构（classiccars4sale.net）

Lotus Cortina前悬设计

Lotus Cortina前悬Camber和轮距随上下行程变化的曲线

Lotus Cortina的后悬设计，注意A型架后端的铰接头，这里是和Lotus Seven区别的地方

Lotus Seven的后悬设计，A型架后端为固连，而和车身固定的两点由橡胶衬套提供一定的扭动自由

Chapman的后悬方案其实来自他的另一个最出色的硬轴跑车——Lotus Seven，对于21世纪的车迷而言，另一个名字可能更加熟悉——Caterham Super Seven，那是在莲花将1957年原版Seven的制造权在1972年授予Caterham这家经销商之后的产物。

Standard-Triumph立柱爆炸图，来自Triumph GT6车型说明书

不过底盘的开发（或这里的“移植”）从来不是复制粘贴这么简单。Lotus Seven是一台仅重半吨的赛车，发动机前中置，座椅十分靠后，没有行李厢，是个彻头彻尾的赛车。Seven车身采用管架结构，而且是先确定的悬架，后围绕悬架设计的车身，一切都设计的牢靠而合理。

而Lotus Cortina重842kg，发动机前置，重心比Seven靠前、还更高，后面还有行李厢。原车没有管架结构。虽然把弹簧上安装点和A型架安装架并不难，但真正的难点是设计A型架本身。Cortina的侧倾角度比Seven大得多，Seven上在A型架两个车身支点上使用的橡胶衬套不能用了，必须要在差速器的支点上加铰支点。想到用这种铰支点其实也是源自莲花的另一个经验——又是那个Standard- Triumph立柱。这种前轴立柱其实是采用这种铰接来实现转向的，特别是到了1960年，原本用螺纹的销头换用没有螺纹的销和塑料轴承配合了，因此这种配合恰好可以用在这里，是个行得通的方案。但设计之初钢- 钢的配合不仅对加工精度要求很高，而且噪声非常大，后来福特将这个配合改为钢-软塑料轴承，更适合量产。

最终，这场莲花和福特的合作十分成功，莲花的名声得到了更广泛的传播，也让公司第一次（并成功地）进入了新一类车型产品的领域，此后莲花逐渐开辟工程咨询的业务也都可以追溯到这次合作。莲花同时也享受了一段时间内不需要经营自己的销售网络来获得稳定收入的时光——因为福特帮他做销售了。

Lotus Cortina侧视结构图

一张莲花的海报，集合了当时所有莲花的产品

Grand tour中Lotus Cortina片段https://www.zhihu.com/video/11966902804795310081964年BSCC水晶宫分站中的片段https://www.zhihu.com/video/1196690849378013184

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[1] 这款发动机其实最初是为了救火车上的水泵而生的。系列名为FW，E这里指Elite车。由于使用场景需要移动，因此发动机最大的特点是轻，仅重180磅（82kg）。

[2] 原始规则文件可以从FIA官网下载：https://historicdb.fia.com/regulations/period- appendix-j 或https://argent.fia.com/web/fia- public.nsf/whistj?open

[3] 在1960年代，BSCC在1960-1965年间采用FIA的2组规则。

[4] 该图来自福特英国向福特美国的一份关于该车的工程开发报告。其中GT是市售1000台的版本，Special是参加比赛的25台的版本。后者的性能更极端。http://www.lotuscortinainfo.com/?page_id=2704

[5] 这种立柱是英国一家名为Alford & Alder的公司的注册专利，在当时的单座赛车和跑车制造中非常风靡。由于它主要应用在Standard- Triumph公司的Herald、Spitfire车上，又被称为Standard-Triumph立柱。

[6] 英制钢板厚度标准。http://doxxo.co/metal- gauges/

来源：知乎 www.zhihu.com
作者：Horch Luo

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