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现在,丰田内部有一辆正在复原中的梦幻赛车。或许你会问:梦幻赛车是谁研发出来的?他有着什么样的想法和目的?这究竟是一辆怎样的赛车?不要着急,本此特别企划将为大家介绍这辆梦幻赛车中蕴涵的历史和意义,并直击该赛车的复原现场。
在第3期的后篇中,我们将为您介绍传动系统工作小组的造物工作。
传动系统工作小组终于进入到了具体的“造物”阶段。
正如第3期前篇所述,对飞鸟秀明、本多龙规以及石田秀直三人来说,项目中最大的难题和挑战是4挡手动变速器的设计和制作。于是,他们参考70年前的设计图进行了零件的设计工作。
SD型的原变速器是前进4挡,后退1挡。但是TOYOPET RACER的规格却是“前进3、4挡,没有后退挡”。以此为基础,变速方面只能换到3、4挡,即用3挡起步、4挡行驶。也就是说,虽然加速到了4挡,但实际上只有2挡的速度。由于高齿轮比的1挡、2挡原本是考虑到卡车所需而进行的设计,因此他们推测SD型也几乎没有使用过这二挡。
飞鸟
我想,当时的齿轮本身也是4挡都能使用的状态。但是,关节轴承却设计成了不能挂在1、2挡的结构。我们按照这一点,同样把关节轴承设置成了不能进入1、2挡的结构。
他们根据手头仅有的资料,对这些细节进行了验证,非常忠实地进行了复原工作。
正如此前文章中所述,这次复原项目的一大目的旨在培养能肩负起“未来丰田造车”重任的年轻人。于是三人就变速器的制作和组装问题,向公司内被称作“老师傅”的造车老手们寻求建议、指导和帮助。
这次,全力为他们提供帮助的“老师傅”是来自工程制造总务部的幸丸研二和来自动力传动系统制造基础技术部的为末裕之。二位“老师傅”都是有着20~30年工作经验的老手,他们指导了飞鸟三人制造、组装零件。
幸丸
我进入丰田工作已经有31年的时间。2021年3月左右,同为工程制造总务部的年轻成员和我说:“我们想做变速器和汽车行驶系统的零件,总共有200个左右,希望能得到您的帮助”,彼时我才知道他们参加了这项复原项目。也是那时候,我第一次听说了TOYOPET RACER复原的事,第一次知道70年前丰田竟然就有这样的事物,真是厉害。因此我暗暗想道“必须助他们一臂之力”。
来自工程制造总务部的幸丸(照片中央)看着正在反复进行讨论的成员们
为末
我也是在那时才知道TOYOPET RACER的存在的。我当时特别高兴,“好久没有做涉及FR(后轮驱动)手动变速器的工作了。”我入职丰田已有30年的时间,其中有24年在负责变速器的试制工作。回想起来,FR手动变速器的试制产品也只有诸如出租车等几种车而已,但这是一个可以被称作“汽车制造原点”的结构。
来自动力传动系统制造基础技术部的为末(照片左侧)正在对成员进行指导
然而,在传动装置的复原工作中,最大的零件就是通过铸造制造出来的变速器壳体。但是,如果委托其他公司做的话,光是这一项就需要花费数百万日元。即使是在公司内部制作,如果直接采用当时的制造方法,制作模具也需要花费很高的成本和很长的时间。
于是,在另一位老师傅的帮助下,他们灵活运用了3D打印模具的技术。关于他们在数字技术方面的尝试,下次我们将会再设一个主题深入展开介绍。
铸造零件是用电炉将熔化的金属灌入砂型中制成。这是用于制造形状复杂的零件或大型零件的传统加工方法
在开始复原变速器的3个月后,成员们迎来了一份意想不到的幸运惊喜:他们找到了原车的变速装置。
飞鸟
在复原的过程中,我们新发现了TOYOPET SD型的发动机和变速器,于是大家决定将其修复翻新(复原到原来的状态)。它们可以成为复原过程中的“教科书”,然而,在严格的整体日程安排中,变速器的制造进度有可能赶不上车辆的试跑。考虑到有很多情况是让车真正跑起来之后才能知道的,于是为了能让汽车在早期阶段达到可以试跑的状态,项目组成员决定同时进行复原工作和修复翻新。
留在复原项目的合作公司——新明工业的TOYOPET
SD型发动机和变速器
当然,修复翻新作业需要特别的技术和经验。对于这项新的工作,为末和工程制造总务部的成员们为项目组提供了强有力的支持。
首先必须将组装完成的变速器拆开,把零件一个一个摆出来。但是,由于内部生锈严重,三人对此束手无策。另外,贯穿齿轮的传动轴更是无论如何也拔不出来。
内部生锈严重的原车变速器
石田
为了去除锈斑,需要使用什么东西来打磨等,这些经验是只有懂行的人才掌握的。为末先生教了我们去除锈斑的方法,他也亲自帮我们做了很多去除锈斑的工作。
为末
传动轴是压入齿轮的一个状态,按理来说只要给予一定程度的冲击就能将它剥离出来,但是他们三位认为这么做“可能会损坏零件”,所以这条路没能行得通。但是,我觉得他们已经很努力了,毕竟一开始都是采取手工作业的。但是考虑传动轴的生锈情况太过严重,最后只能用机器了。
上图是为末正在用熟练的技术和巧妙的手法,仔细拆分生锈了的变速器
光是想象一下,这个作业都足以叫人头痛了,但是在为末和工程制造总务部的全力协助下,所有的零件都被打磨完成,原车变速器的修复翻新工作完成了。
打磨后重新组装的原车变速器。在保留了过去车辆年代感的同时焕然一新
按照70年前的设计图复刻手动变速器,由于零件构造、形状与现代车型完全不同,因此即便是对于幸丸、为末这般具有丰富经验的“老师傅”来说,尝试制作、组装旧型号构造变速器零件的工作也具有挑战性。
为末
本人既经历了原零件的修复翻新工作,又参与了从零开始复刻组装变速器的挑战。说实话,我觉得后者难度要大得多。
幸丸
从零开始制作变速器,我们首先要考虑像差速齿轮这种结构的零件,要使用怎样的金属材质,为保证强度要进行怎样的热处理等问题。另外,大家手上的旧设计图中还标注使用了一些现在不再使用的材料。而且,也没有明确记录尺寸公差(指设计图允许范围内的尺寸偏差)。因此,我们不得不自己挑选替代材料、确定尺寸数值。
上图中造物达人幸丸等老师傅,正在带领组员研究原变速器零件,制定复刻版变速器的零件规格。
飞鸟、本多、石田三人,在制作齿轮与转动轴等变速器主要零件时,寻求了造物工程部的指导,在同事的大力帮助下共同克服重重困难。这些对于三人来说都是从未有过的尝试。
复刻一辆TOYOPET RACER所需的零部件接近200种,而这些零件全都要从无到有,逐一制作。这项工作无疑对于两位老师傅而言,也是一段特别的经历。
按照最初计划,轴承、衬套、油封圈等零件将选用通用产品。于是,三人便开始了细致入微的筛选工作。
首先,他们通过组装截面设计图提供的有限信息,判断零件的必要性。在考虑是否与周边零件有缝隙等因素的同时,分别对规格不同的通用产品进行比对试用。最后发现,除公司内部制作的零件外,还需要采购一些必要的市售通用零件。
所有准备工作完成后,三人终于在变速器组装专家为末的指导下,正式进入了组装复刻变速器零件的工作阶段。
本多在为末的指导下,正在组装变速器齿轮。
为末
进入到组装工序后,依然问题不断、状况频出。譬如突然发现零件不够,三人紧急重新设计并制作了缺少的零件。又或是在组装需要转动的零件时,发现预留间隙不足导致零件无法转动。于是不得不把零件拆下来,削薄一些再装回去。他们在工作中多次利用了现已不常见的“实物对照”工作技巧。
本多
一般在设计工作中,零件结构要完全按照零件设计图制作,设计图上会标出尺寸、形位公差等信息。在确认零件之间的间隙距离、安放位置后,再委托制作零件。另外,零件制作一线也要根据设计图纸确定原料尺寸、结构尺寸,再开始后续工作。
但是,这次的零件制作方式却大相径庭,要通过反复进行错误验证来制定零件尺寸。如此一来,就要在保障零件功能不受影响的同时,不断与零件进行“对话”。这对制造技巧有着极高的要求,且还需要拥有创意巧思。本人能有机会在一线体验如此特殊的工作,倍感荣幸且收获颇多。
到此为止,传动系统工作小组的原零件修复翻新工作与变速器复刻工作均已结束。
上图为新制4挡手动变速器。
幸丸
回想当初与三人见面时,每个人都愁容满面。如今,在他们的努力下,这项工程得以顺利完成,真的实属不易。我非常期待今后他们在工作中的表现。
为末
进行这项特殊工作时,他们经历了各种各样的意外,肯定也曾有过沮丧的心情。但正因为他们付出了巨大的努力,才收获了成功。在此,我要向他们表示由衷地赞许。
本期采访完成时复刻项目还未结束,但飞鸟、本多、石田三人回望这段特殊时光,各自讲述了他们感悟到的“成长”。
飞鸟
面对70年前的一线老师傅都从未见过的设计图,以及毫无头绪的旧车型处理方式等问题,所有人不问立场、守望相助、集思广益。共同出谋划策跨越难关,大家建立起了亲密的互助关系。今后,如果还要挑战制作史无前例的物品,这次的经验一定会派上用场。
通过参与这一特殊项目,无论是在公司内还是公司外,我们都建立起了全新的人脉网。今后,如果有想要制作某种物品的想法的话,很快便能决定要找谁商量。
无论是复刻变速器,还是修复翻新原车零件的工作,缺少任何一位为这次项目提供帮助的人都很难完成。我真的非常感谢所有参与本项目的相关人员。最后,能够实现我的初衷,得到研究汽车整体结构的机会,对于自己来说也可谓收获颇丰。
本多
通过参与这次复刻项目,我学到了造物的基本知识,积累了纵览汽车整体结构进行设计的宝贵经验。特别是,我再次认识到了完成制造工作时要扎根一线的重要性。有了这次经历,今后我将会更加注重一线造物的“过程”。不拘泥于现有概念,深入现场,争取成为一名既重视性能设计,又能兼顾制造的优秀设计师。
另外,作为这次项目的最初目的,今后我将更加注重考虑汽车整体结构、各零件布局,带着不输给老前辈们的热情,努力“制造更好的汽车”。
石田
以前,我总觉得只要有设计图就能制造出想要的东西,但事实证明,造物并没有想象中那么简单。我们必须要提前掌握设计图纸上没有写出来的内容、加工方法等信息。这样在委托给制作部门的同事时,如果被问到“这里要用什么材料?使用哪种加工方法?设计图上的这种形状做不出来,要怎么办?”等问题时,才能即时作答。而调查材料与加工方法的这一过程,也能学到很多知识。
而且,现在造车早已实现了自动化生产,但过去的人们却只能用最原始的机械组装方式,这令我再次感受到了老技术中蕴藏的智慧。通过这次宝贵的经验,使我感悟到了造物的原点。
上图从左到右分别是石田、本多、飞鸟三位项目组员。他们在接受采访时回顾了这段充实又有意义的时光。
下期,丰田时报将为大家带来负责发动机修复翻新工作项目组的精彩报道,敬请期待。
(文章:涉谷康人)


