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在富士国际赛车场的“富士汽车运动博物馆”中,展示着丰田内部复原后的梦幻赛车。也许各位读者们会有以下几点疑问:梦幻赛车的研发者是谁?他有着什么样的想法和目的?这究竟是一辆怎样的赛车?本次特别企划将为大家介绍这辆梦幻赛车所蕴涵的历史和意义,并直击该赛车的复原现场,以便于为大家解开困惑。
“汽车行驶系统”相关零件承担着汽车行驶、转向、制动等基本性能,第9期特辑中,我们将聚焦担任制作这部分零件成员们的奋斗故事。后篇中,将为大家讲述复原项目组成员们如何确定零件规格、从设计到组装各零件的过程。
前篇我们介绍了TOYOPET RACER复原项目中汽车行驶系统相关零件的设计问题,讲述了决定悬架规格时项目组成员们所经历的一番辛苦。
但除了悬架,成员们还担任制造了另外一个重要零件。那就是在“行驶、转向、制动”中承担“制动”功能的制动器。
实际上关于制动器规格,复原项目组的全体成员早在确定悬架规格之前,就在多次激烈讨论后得出了结论。
因此,本篇报道我们将稍微追溯到更早的时间点,为大家带来有关确定制动器规格时的讨论过程。
关于制动器的讨论意义十分重大,因为它与复原赛车项目的基本概念及安全性息息相关。以现代车型来考虑,很难想象一辆车没有前轮刹车和手刹,而TOYOPET RACER原始车型却就是这样一辆特殊的车型,它只安装了鼓式后轮刹车。
丁楠

TOYOPET RACER是为了跑椭圆形泥土赛道这种特殊环境而研发的汽车,选用这样的设计大概是因为比赛中不需要使用到刹车功能,为减轻车身重量才拆除了前轮刹车与手刹。
赛车运动中哪怕只是微弱的差异,也要为了跑出最快速度,将车身重量控制在最轻的极限状态。通过这次复原计划,项目组成员们再次感受到了当年制作TOYOPET RACER的前辈们,在追求车身轻量化时不走寻常路的创意想法。
杉本大地

复原项目组成员们就修复版TOYOPET RACER是否也要保持没有前轮刹车和手刹的状态,展开了激烈讨论。“这样试驾时会不会很危险?”“从安全角度出发,是不是应该加装?”“万一发生事故的话,整个项目都可能会流产”等,各种意见主张层出不穷,甚至争论几度陷入胶着状态。
这时,有人建议项目组成员们先分别阐述一下自己的想法,然后再总结讨论。就在这一过程中,项目组全体成员们终于达成了共识——“为忠实反映当年研发制造赛车前辈们的想法,尽量按照原始车型去复原”。
在这一共识的基础上,成员们开始考虑“如何在没有前轮刹车及手刹的情况下,最大限度保障赛车行驶时的安全性”。
经过长时间的讨论,最终决定制动器的规格依旧按照原始车型复原,只安装后轮刹车。另外,根据车辆性能推定制动距离,提前确定在汽车试验场试跑时所需的逃生区域与速度限制。
此外,负责测跑的必须是熟读安全指南的人员,以便于汽车在行驶中万一发生异常情况,驾驶员可以及时正确应对,且该人员必须完全理解TOYOPET RACER所具有的独特制动性。
经过整个项目团队一番热烈的讨论,终于确定了悬架与制动器的规格。在此基础上,成员们可以着手设计与制作汽车行驶系统部分的结构了。
负责悬架设计制作的4位成员,如前篇所述,除了要“确保安全行驶的强度”以外,又锁定了另外一个颇具难度的目标。那便是完美还原当年TOYOPET RACER的车身外观、车高、驾驶员驾驶姿势及驾乘感。
上图由日本爱知县丰田汽车公司提供。
但其实对于4人来说,悬架设计是以往从未经历过的工作。使用3D-CAD软件“设计汽车零件”对于他们来说也是一项全新的挑战。
杉本
想来,上次使用CAD软件还是刚进入公司在上新人研修课时,可以说是久违了。对于如何设计悬架及其零件,我是一头雾水。
好在公司里有“悬架设计步骤手册”,里面总结了设计制作方法。我和成员们一起边学习手册,边向被称为老师傅的顾问大前辈们咨询建议,虽然花了一些时间,但设计工作还算顺利地在推进。
复原版TOYOPET RACER的悬架,以原始车型的车高、驾乘感为蓝本进行调整设计。

悬架结构中很多都是可动零件,安装位置和方法对汽车性能影响很大,所以这部分的设计工作难度非常高。
若想复刻原始车型的车高,就要认真研究当年的TOYOPET RACER照片,观察推算出叶片弹簧(板弹簧)的外倾角倾斜度。
想要复刻原始车型的驾乘感,把握好前后悬架的硬度尤为关键。确定硬度不可或缺的条件是要掌握前后车轮所承受的重量负荷数值。不过,想要得到这一数值也并非易事。
首先,任何资料中都没有记载这项数据。想要算出数值,就要先分别估算出发动机、车身、转向装置、座椅等,迄今为止本系列特辑中曾介绍过的所有零件重量、重心位置等数据。
杉本和丁楠两人一一找到负责制作相关零件项目组的成员,确认零件重量与重心位置,通过计算得到总负荷数值。并且,参考原始车——TOYOPET SD型乘用车的各种零件参数,最终确定了悬架硬度。
即便是完成了零件设计工作,也并非马上就能按照设计图制作出成品。零件的原材料选用和制作方式,需要参考原始车设计图。不过,有些材料现在早已停用。
杉本
譬如叶片弹簧,过去制作时使用的板材就与现在的不同。
虽然最理想的状态是彻底的还原,板材也选用与当年完全相同的材料,但这样一来便会造成时间与成本的大幅浪费,无奈之下只能选择替换原材料的作业方法。
不过若使用现在的板材制作,尺寸上又会有几毫米的误差。虽然大家可能觉得仅仅几毫米,影响不会太大,但制作时为调整这微弱的误差,就必须修改其他一系列零件的尺寸数据,从精力上来看同样不划算。所以简单修改尺寸的做法也无法解决这个难题,最后还是需要重新设计。
顺带一提,由我担任设计的叶片弹簧托架结构,就因为不得不调整尺寸,重新参考了LAND CRUISER车型进行了设计。
除了上述难题外,有些材料的种类即便是当年老师傅们在设计图上用符号标记过,但现在的年轻员工们也依然不理解其意思。为辨别这些标记,以及确认是否有可替代的材料,材料专家大村真也加入了修复还原项目组。

有些材料在原始车的设计图上有标注,但这些记号本身与现在的JIS(日本工业标准)标注方式并不一致。在一个个解读记号的过程中,也曾遇到过被称之为“材料活字典”的老前辈们都无法解读的情况。另外,即便是辨别出来的材料,有些也不知道该怎样进行热处理。
因此,我们只能在材料档案中查找当年都使用过哪些钢材,使用过怎样的热处理方法,讨论如果使用现在的材料加工,要进行怎样的热处理。可以说这是我至今为止从未经历过的工作。
其实大村不仅负责汽车行驶系统零件材料的辨别工作,还参与过最初从图纸中判断零件所用素材的工作,可以说是负责了项目中所有关于“解读”的工作。
就这样,4位项目组成员,在“老师傅”以及其他公司员工们的协助下,完成了零件的制作和采办。
丁楠负责后轮制动器的设计工作。由于当年制造汽车时还没有现在增加制动力的真空助力器装置,所以为追求足够强劲的制动力、舒适的制动感,她反复进行着试错测试。
因为修复版TOYOPET RACER的后轴(后轮驱动轴)选用了轻型汽车通用型号零件,所以决定鼓式制动器也同样选用轻型汽车相应的零件。
但是并非特意为TOYOPET RACER设计定制的零件,尺寸较小,直接使用的话无法确保提供足够的制动力。
因此,为确保充足的制动力,只能提高制动踏板的踏板杠杆比(根据杠杆原理),并提高刹车片挤压在制动轮缸上的压力。
丁楠
为提高制动器油压,我想加装一个小型主油缸,但找来找去,到手的最小主油缸却不能满足目标性能。
正在为此烦恼时,一位“老师傅”给出了建议,他说:“要不试试用离合器的液压缸吧”。试后果然可行。
但即便如此,还有制动力不足的问题待解决。于是我找到了负责设计制动踏板的车身项目组成员商量,调整了踏板杠杆比。经过这一系列的努力后,终于实现了理想中的制动力与制动感。

在项目组4位成员们的努力奋斗下,悬架和制动器的制造工作顺利完成。接下来就到了将它们“组装”到车架的环节,但这一步也并不简单。
杉本
其实我们每天都承受着巨大压力在推进工作。因为其他项目组的组装、试驾等重要日程都早已确定好,如果我们进度延迟的话,就会给大家造成麻烦。
田代雄大
即便是零件都制作完成了,但往梯型车架上组装时,依然会遇到零件间尺寸存在微小误差、由于焊接加工导致的微弱变形或凸起、安装孔位置偏移等各种问题,导致无法安装。组装期间我们就遇到过好几次这种问题,着实费了一番功夫。
我们组的成员几乎每天都守在一线,确认哪里需要再加工处理。

几乎完全不懂悬架和制动器设计与制作流程,完全没有相关经验的4名项目组成员,虽然也遭遇到了如“首先需要推定出零件所需强度和规格”,这种意想不到的困难,但总算是顺利按照预定日程完成了这项工作。
那么,在这次挑战中4人都收获了什么呢?
杉本
团队成员们都经受住了巨大压力考验,完美完成了各自的任务。关于这一点,身为项目组组长的我,要向大家表示感谢。
针对这次项目推进,成员们首先明确了目的,然后在遇到困难时没有找借口,以不放弃的态度,寻求更加实际的解决办法。这次经历让我再次意识到推进工作时做到这两点的重要性。今后的工作中,我一定会继续活用这种工作视点。
杉本还为TOYOPET RACER设计了钥匙花样。
田代
最初,我是对“老一辈技术人员们是如何制造汽车”这一问题感兴趣,才参加了这次复原项目。想通过挑战制造当年的车型而得到答案。
但意外的收获是,通过参与项目,我与许多至今为止从未有过交集的部门人员产生了联系,有机会在工作中展开了横向连接,这对于我来说是非常难得的经验。
今后若还有类似项目,即便是工作很忙,我也会继续积极参加。
大村
对于我来说,最大的收获就是与公司内外各种素未谋面的人建立起了联系。
认识了很多公司内外的关键人物,知道了今后在某些方面遇到困难时,应该去咨询哪些人。每天的工作都会让我切身感受到,认识了解这些人,将会对工作有着多大的帮助。
另外,还让我再次认识到“仔细思考”的重要性。无论是TOYOPET RACER被制造出来的当年,还是被复原的现在,都能让人感受到“我们的工作能使人幸福”。这便是我最大的收获。
丁楠
在这次的项目中,从确定性能目标到设计零件,几乎都由我们自行判断执行。
通过这种具有责任感工作的锻炼,让我们向成为既懂硬件又懂软件的成熟工程师,又迈进了一小步。
从设计到制造,都要与公司内部各个部门、公司外各种供应商之间保持积极有效地沟通,构筑工作人脉。通过参与这次项目,让我再次切身感受到了丰田在造物上的强大。
今后,我会珍惜这次收获的人脉网,让其在未来的工作中发挥更大作用。

收获了宝贵经验的4名项目组成员,现在已经又各自开始了全新的挑战。丰田首次梦幻赛车复原项目,不见形迹中正在影响着未来的造车事业。
本系列特辑的下一期将迎来第10期最终回,为大家带来修复翻新版TOYOPET RACER组装完成篇与测试跑的相关报道,敬请期待!
(文章:涩谷康人)