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2023.05.16

第9期 挑戰(zhàn)既非復(fù)原亦非修復(fù)翻新的“全新設(shè)計(jì)”!(前篇)

目錄

? 關(guān)于汽車基本性能的“汽車行駛系統(tǒng)”
? 遭遇沒(méi)有圖紙及各項(xiàng)規(guī)格也和原車不同的意外狀況
? 根據(jù)當(dāng)時(shí)的影像資料推測(cè)“懸架所受的力”

在富士國(guó)際賽車場(chǎng)的“富士汽車運(yùn)動(dòng)博物館”中,展示著豐田內(nèi)部復(fù)原后的夢(mèng)幻賽車。也許各位讀者們會(huì)有以下幾點(diǎn)疑問(wèn):夢(mèng)幻賽車的研發(fā)者是誰(shuí)?他有著什么樣的想法和目的?這究竟是一輛怎樣的賽車?本次特別企劃將為大家介紹這輛夢(mèng)幻賽車所蘊(yùn)涵的歷史和意義,并直擊該賽車的復(fù)原現(xiàn)場(chǎng),以便于為大家解開(kāi)困惑。

“汽車行駛系統(tǒng)”相關(guān)零件承擔(dān)著汽車行駛、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等基本性能,第9期特輯中,我們將聚焦擔(dān)任制作這部分零件成員們的奮斗故事。后篇中,將為大家講述復(fù)原項(xiàng)目組成員們?nèi)绾未_定零件規(guī)格、從設(shè)計(jì)到組裝各零件的過(guò)程。

關(guān)于汽車基本性能的“汽車行駛系統(tǒng)”

由懸架和制動(dòng)器構(gòu)成的汽車行駛系統(tǒng)連接了底盤和輪胎,負(fù)責(zé)維持汽車“行駛、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)”的基本性能。

因此,該系統(tǒng)常常受到大負(fù)荷的壓力,可以說(shuō)它是與汽車的安全性和行駛性能直接掛鉤的最重要的部件之一。

負(fù)責(zé)汽車行駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造工作的有2人,他們分別是統(tǒng)領(lǐng)TOYOPET RACER復(fù)原計(jì)劃的3名負(fù)責(zé)人之一——杉本大地,以及丁楠。

杉本隸屬汽車研發(fā)中心控制電子平臺(tái)研發(fā)部車輛電源系統(tǒng)研發(fā)室。自2010年進(jìn)入公司后,他一直從事研究汽車電源方面的工作,目前正在研究將HEV、BEV電池的電力變?yōu)榻涣麟?,讓電子產(chǎn)品能夠在汽車上使用的配件插座。

當(dāng)被問(wèn)及參與這個(gè)項(xiàng)目的契機(jī)時(shí),他表示是因?yàn)閰⒓恿瞬块T內(nèi)的公開(kāi)招募。

杉本

我本來(lái)就是因?yàn)橄矚g汽車才進(jìn)入豐田的,而且也想挑戰(zhàn)新事物,所以在得知復(fù)原計(jì)劃公開(kāi)招募人手的時(shí)候就主動(dòng)請(qǐng)纓了。

我記得公開(kāi)招募的形式是“用不超過(guò)100字的短文表達(dá)自己的熱情”,而我正好寫了100字來(lái)直抒胸臆。

其實(shí)在報(bào)名之前,我并不知道TOYOPET RACER的存在,但后來(lái)越深入了解就越感興趣。

曾經(jīng),豐田喜一郎先生不單單考慮到了豐田公司,還考慮到了整個(gè)日本汽車產(chǎn)業(yè),這點(diǎn)讓我非常感動(dòng)。我很高興自己能參與到復(fù)原計(jì)劃中,同時(shí)也在過(guò)程中產(chǎn)生了諸多感慨。

丁楠于2018年入職豐田,是整個(gè)團(tuán)隊(duì)中最年輕的工程師。她隸屬汽車研發(fā)中心第2底盤研發(fā)部底盤控制基礎(chǔ)強(qiáng)化室,負(fù)責(zé)研發(fā)新一代車輛動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)。

車輛動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)綜合控制制動(dòng)器、轉(zhuǎn)向、懸架等的重要系統(tǒng),使駕駛者能夠隨心所欲地操控車輛。

丁楠

當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)公布復(fù)原計(jì)劃的時(shí)候,我主動(dòng)舉手表示想?yún)⒓印?/p>

我是負(fù)責(zé)研發(fā)車輛控制軟件的,但我希望自己能成為同時(shí)精通硬件和軟件的人才。因?yàn)槲业墓ぷ鲀?nèi)容涉及車輛的運(yùn)動(dòng),為了解零件的構(gòu)造,我學(xué)習(xí)過(guò)相關(guān)的理論和知識(shí)。

可我很少有機(jī)會(huì)實(shí)際接觸到零件,紙上得來(lái)終覺(jué)淺,所以我想?yún)⒓舆@個(gè)復(fù)原計(jì)劃,從零開(kāi)始設(shè)計(jì)零件,通過(guò)“現(xiàn)地現(xiàn)物”加深對(duì)自己車輛運(yùn)動(dòng)的理解。

遭遇沒(méi)有圖紙及各項(xiàng)規(guī)格也和原車不同的意外狀況

為了“復(fù)原汽車行駛系統(tǒng)”,杉本和丁楠首先研究了留存下來(lái)的有關(guān)TOYOPET RACER的圖紙和照片等資料,并首次發(fā)現(xiàn)了令人吃驚的事實(shí)。

他們沒(méi)找到TOYOPET RACER本身的汽車行駛系統(tǒng)圖紙,只找到了作為其原始車的乘用車,即于1949年11月發(fā)售的“TOYOPET SD型”及其相關(guān)車輛的圖紙。

杉本

原本我想的是“照著當(dāng)初的圖紙復(fù)原就行了”。但我們只找到了原始車,也就是TOYOPET SD型的圖紙以及TOYOPET RACER當(dāng)時(shí)的照片,連規(guī)格相關(guān)的信息都沒(méi)有。

從照片來(lái)看,TOYOPET RACER的懸架系統(tǒng)和原始車的也有不同之處,因此我們只能參考當(dāng)時(shí)的照片,從零開(kāi)始設(shè)計(jì)和制作。原以為很輕松的工作瞬間變得艱苦起來(lái)。

而且,汽車行駛系統(tǒng)和車架一樣屬于一輛車的基礎(chǔ)部分,必須最先完成,否則會(huì)給其他團(tuán)隊(duì)帶來(lái)麻煩。

面對(duì)這一巨大的困難,我們最開(kāi)始的樂(lè)觀煙消云散,心情一下緊張了起來(lái)。

上圖為他們負(fù)責(zé)的部件。

杉本很快明白,僅憑他們2人無(wú)法完成這項(xiàng)任務(wù),因此找到了復(fù)原計(jì)劃的顧問(wèn),即被稱為“老師傅”的老手們進(jìn)行討論,并從公司內(nèi)部物色精通零件強(qiáng)度和材料知識(shí)的人加入團(tuán)隊(duì)。

于是,車輛構(gòu)造分析專家田代雄大和材料專家大村真也加入了團(tuán)隊(duì)。

田代于2002年入職豐田汽車的關(guān)聯(lián)企業(yè)(2015年該企業(yè)與豐田汽車合并),從那時(shí)起到2020年間,他一直負(fù)責(zé)用計(jì)算機(jī)通過(guò)模擬測(cè)試進(jìn)行汽車碰撞安全的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

田代

我從事了十幾年的碰撞安全業(yè)務(wù)。到2020年,我突發(fā)奇想,想多多從事能直接開(kāi)到車的工作,于是調(diào)到了車輛技術(shù)研發(fā)部的車輛運(yùn)動(dòng)部門。

我想,如果參加這個(gè)復(fù)原計(jì)劃的話,除了可以作為工作來(lái)開(kāi)車之外,還可以實(shí)地學(xué)習(xí)與懸架、車輛運(yùn)動(dòng)有關(guān)的知識(shí),所以就主動(dòng)申請(qǐng)參加了。

雖說(shuō)此前我并不知道TOYOPET RACER是什么車,但我本來(lái)就很喜歡跑車,當(dāng)知道這是公司從黎明期就開(kāi)始生產(chǎn)的車時(shí),我更是感到了驚訝。

大村于2005年入職豐田公司,自那之后一直負(fù)責(zé)材料技術(shù)的研發(fā)工作?,F(xiàn)在,他隸屬先進(jìn)技術(shù)研發(fā)公司的移動(dòng)出行材料技術(shù)部,從事鋁合金、鎂等與汽車輕量化相關(guān)的非鐵金屬類材料的研發(fā)工作。

大村

我加入復(fù)原計(jì)劃的契機(jī)是當(dāng)時(shí)有該計(jì)劃組的人向我所屬的部門尋求幫助,說(shuō)“目前正在實(shí)施車輛復(fù)原計(jì)劃中,但在材料的選擇上遇到了困難,看看誰(shuí)能幫幫我們?”

我本來(lái)就喜歡賽車運(yùn)動(dòng),特別是F1,因?yàn)橥ㄟ^(guò)復(fù)原計(jì)劃可以直接參與到平時(shí)工作中無(wú)法接觸到的車輛研發(fā)中,所以我就舉手表示想要幫忙了。

在復(fù)原計(jì)劃和團(tuán)隊(duì)工作的過(guò)程中,我再次了解到了“以汽車運(yùn)動(dòng)為起點(diǎn)制造汽車”的思考方式是從戰(zhàn)后不久的時(shí)候就延續(xù)下來(lái)的,這讓我萬(wàn)分吃驚。

根據(jù)當(dāng)時(shí)的影像資料推測(cè)“懸架所受的力”

在著手設(shè)計(jì)汽車行駛系統(tǒng)之前,成員們首先要做的是推測(cè)TOYOPET RACER行駛時(shí)“懸架所承載的力度情況”,并將其數(shù)值化。

只有明確這一點(diǎn),才能知道新設(shè)計(jì)的懸架需要多大的強(qiáng)度。

要設(shè)計(jì)懸架系統(tǒng),最先需要了解的就是上述強(qiáng)度數(shù)據(jù)。如果不根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì),汽車就無(wú)法安全行駛。于是,以汽車構(gòu)造分析專家田代為中心,成員們致力于強(qiáng)度計(jì)算的工作。

田代

為了計(jì)算懸架需要的強(qiáng)度,首先要做的是找出TOYOPET RACER行駛時(shí)的影像資料??梢酝ㄟ^(guò)分析影像來(lái)推測(cè)當(dāng)時(shí)汽車的速度以及施加給懸架的力。

幸運(yùn)的是,在“NHK檔案館”中,我們找到了作為當(dāng)時(shí)的新聞保存下來(lái)的TOYOPET RACER在公路上行駛的影像,大約有20秒。但遺憾的是,這也是唯一的線索了,因?yàn)槲覀儧](méi)有找到TOYOPET RACER在船橋賽車場(chǎng)的橢圓形賽道上參賽時(shí)的影像。

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和當(dāng)時(shí)賽場(chǎng)的航空照片推測(cè),TOYOPET RACER進(jìn)入彎道的速度在100km/h左右。此外,我們還根據(jù)當(dāng)時(shí)摩托車比賽的影像,推測(cè)出了路面的坑洼程度,以及施加到懸架系統(tǒng)的力。

我們計(jì)算后發(fā)現(xiàn),行駛中施加給懸架的力比想象中的還要大,也由此知道了當(dāng)時(shí)的人們?cè)谥圃鞎r(shí)付出了多大的努力?!澳銈円材茏龅竭@樣嗎”,我們感覺(jué)像是收到了前人的挑戰(zhàn)書。

如今,人們都是通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)上的特殊軟件進(jìn)行汽車的構(gòu)造分析,但令人驚訝的是,復(fù)原計(jì)劃的項(xiàng)目成員們竟然和當(dāng)時(shí)的工程師一樣拿起了紙筆,手工計(jì)算懸架系統(tǒng)的強(qiáng)度。

通過(guò)手工計(jì)算研究構(gòu)造。

除了強(qiáng)度以外,為了再現(xiàn)當(dāng)時(shí)的駕乘舒適性和外觀方面的車高,他們討論了葉片彈簧(板簧)的彈簧常數(shù)(硬度)、安裝位置以及材質(zhì)等各種各樣的要素。通過(guò)這個(gè)過(guò)程,成員們確定了懸架系統(tǒng)的規(guī)格,并做好了設(shè)計(jì)、制作其構(gòu)造和零件的準(zhǔn)備。

后篇中,在開(kāi)始設(shè)計(jì)、制作工作之前,復(fù)原計(jì)劃的全體成員討論了小組負(fù)責(zé)的另一個(gè)部分——制動(dòng)器規(guī)格決定的經(jīng)過(guò),以及懸架和制動(dòng)器從設(shè)計(jì)到裝配完成的過(guò)程。讓我們一起來(lái)看復(fù)原計(jì)劃的項(xiàng)目成員們是如何奮斗的吧!

(文章:澀谷康人)

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