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目錄
| ? | 各種年制式零件混合 |
| ? | 首先按照“能使用的零件”和“不能使用的零件”進(jìn)行分類 |
| ? | R型發(fā)動(dòng)機(jī)的驚人構(gòu)造 |
汽車行業(yè)迎來了百年一遇的大變革期。豐田汽車集齊所有部門，展開了史無前例的劃時(shí)代挑戰(zhàn)。
其中之一就是2022年春天，從公司內(nèi)各生產(chǎn)工廠聚集各色各樣的人才，在元町工廠開啟了“初代皇冠修復(fù)翻新項(xiàng)目”。
豐田時(shí)報(bào)為您介紹該項(xiàng)目背后的意義，并帶來修復(fù)翻新現(xiàn)場最近距離的報(bào)道。在第8期前篇中，我們將聚焦負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)修復(fù)翻新的隊(duì)伍，詳細(xì)報(bào)道他們?nèi)绾畏纸獍l(fā)動(dòng)機(jī)、檢查其狀態(tài)、并制定了修復(fù)翻新的方針。
五名成員負(fù)責(zé)從底盤上卸下初代皇冠的發(fā)動(dòng)機(jī)，然后對其進(jìn)行修復(fù)翻新。他們分別是來自上鄉(xiāng)和下山工廠品質(zhì)管理部的巖城徹、同一個(gè)工廠技能培養(yǎng)組的伊藤裕、加藤靖，以及田原工廠發(fā)動(dòng)機(jī)制造部的牧田真武，和來自下山工廠的園田茂雄。
他們的第一件工作，是將發(fā)動(dòng)機(jī)完全分解并徹底清理。
然后對分解出來的零件進(jìn)行編號整理，調(diào)查其規(guī)格和各零件的狀態(tài)，明確哪些是可以使用的零件，哪些又是必須重新制作的零件。
圖為污染嚴(yán)重的初代皇冠R型發(fā)動(dòng)機(jī)的外觀以及成員們在進(jìn)行分解和清掃作業(yè)的情況
在1947年研發(fā)了搭載在TOYOPET SB型卡車上的S型發(fā)動(dòng)機(jī)之后，豐田緊接著開始了初代皇冠搭載的R型發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)，并于1952年8月完成設(shè)計(jì)。
這是一款1453cc的水冷直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，它繼承了豐田最初的量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)——A型（1935年開始生產(chǎn)）的傳統(tǒng)OHV（頂置式氣門）式。
當(dāng)時(shí)試制了與S型相同的SV（側(cè)置氣門）式的P型，但為了追求更優(yōu)異的性能，從SV式改為了OHV式，從而制造出了這款發(fā)動(dòng)機(jī)。
R型發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出馬力特性（左）和結(jié)構(gòu)圖（右）
R型發(fā)動(dòng)機(jī)的缸徑×沖程為77×78mm，基本上是方形型，汽車壓縮比為6.8。每分鐘4000轉(zhuǎn)產(chǎn)生48馬力。
與S型發(fā)動(dòng)機(jī)的28馬力相比，雖然提高了20馬力，但油耗沒有差別，搭載在TOYOPET SUPER RH型系乘用車上其表現(xiàn)也十分優(yōu)秀。1953年7月，豐田已完成了一條能月產(chǎn)500臺(tái)該發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)線。
而初代皇冠，便是為了搭載這一發(fā)動(dòng)機(jī)而誕生的汽車。在搭載于初代皇冠之后，為了提高馬力還在不斷對其進(jìn)行改良，通過提高汽車壓縮比等措施，在1962年生產(chǎn)的最終型中，最高馬力提高到了62。
四分五裂的發(fā)動(dòng)機(jī)零件。成員們逐一地確認(rèn)了這些零件是否是可以使用的狀態(tài)
成員們發(fā)現(xiàn)這次分解的這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，在大約70年的使用時(shí)間里有幾次過熱的痕跡。過熱是一個(gè)嚴(yán)重的故障，會(huì)對發(fā)動(dòng)機(jī)的所有部位造成傷害。所以需要徹底檢查零件，確認(rèn)其狀態(tài)。而這一工作中，首先得到的發(fā)現(xiàn)是——存在年制式不同的零件混在一起的情況。
從左到右依次是巖城徹、牧田真武、園田茂雄
巖城
把發(fā)動(dòng)機(jī)拆開一看，看到的是為了讓這個(gè)皇冠繼續(xù)行駛而不斷維修發(fā)動(dòng)機(jī)的人們的辛苦。
從設(shè)計(jì)圖可以看出，當(dāng)時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)的改良，在較短的時(shí)間間隔進(jìn)行了對輸出馬力的提高。但零件規(guī)格的差異仍然遠(yuǎn)超我們的預(yù)想。
將分解后的發(fā)動(dòng)機(jī)零件與當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)圖對照整理后發(fā)現(xiàn)，氣缸體、曲柄軸、氣缸蓋、凸輪軸、連接棒、進(jìn)氣歧管等零件都是不同的版本，全部混在一起。
氣缸體、氣缸蓋和凸輪軸為1956年制式，曲柄軸是1958年制式，連接棒是1953年制式，進(jìn)氣歧管是1955年制式。
這輛皇冠還在使用時(shí)，負(fù)責(zé)維修的工程師們，想辦法采購了必要的零件，努力保持發(fā)動(dòng)機(jī)能夠正常工作。考慮到70年的時(shí)光，這種零件規(guī)格的差異也就不難理解了。
成員們一邊檢查零件一邊協(xié)商
團(tuán)隊(duì)成員對著分散的各個(gè)零件，按照“這是哪一年的設(shè)計(jì)圖中的哪個(gè)零件”進(jìn)行確認(rèn)和標(biāo)注。還確認(rèn)了這些零件是否能在保養(yǎng)后繼續(xù)使用，也逐一進(jìn)行了標(biāo)注。
汽車通常有一些在維修時(shí)必須更換的耗材。發(fā)動(dòng)機(jī)中就有這樣的耗材。例如以氣缸蓋密封墊片為代表的氣缸閥蓋墊片類，主要是氣缸體和氣缸蓋的同類金屬，用于填充兩者之間的縫隙，讓氣缸的內(nèi)壓不會(huì)外溢，防止冷卻水和機(jī)油流入氣缸。另外，使冷卻水循環(huán)的軟管類等橡膠零件也是如此。
此外，經(jīng)常暴露在高溫、高壓的燃燒氣體中承受其爆炸力的活塞；以及設(shè)置在活塞的外周部填埋與氣缸內(nèi)壁的間隙，防止燃燒氣體逃到氣缸外的活塞環(huán)；還有位于活塞環(huán)外側(cè)提供機(jī)油以減少氣缸與活塞之間的摩擦損失的油環(huán)等。這些零件如果出現(xiàn)問題難以正常運(yùn)作，就必須更換為新的零件。
幸運(yùn)的是，這些耗材如果委托專業(yè)制造商，即使是R型發(fā)動(dòng)機(jī)這樣的舊發(fā)動(dòng)機(jī)，也幾乎都能制造出來。
首先要盡快完成對各零件的情況確認(rèn)，讓能繼續(xù)使用的零件繼續(xù)利用，不能使用的就必須采購新的零件。
發(fā)動(dòng)機(jī)修復(fù)翻新團(tuán)隊(duì)在作業(yè)的過程中，對生產(chǎn)制造于70年前的這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，其不可思議的構(gòu)造與當(dāng)年老前輩們的制造技術(shù)感到震驚。
發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的可燃性氣體，點(diǎn)燃膨脹后對活塞形成推力，而將活塞的上下運(yùn)動(dòng)傳遞給曲柄軸的零件叫做連桿（連接棒）。
現(xiàn)在汽車的軸承部分一般由上下2個(gè)主軸瓦結(jié)構(gòu)組成，即在零件中嵌入薄板狀的半環(huán)形金屬軸瓦。用這2個(gè)結(jié)構(gòu)夾住曲柄軸，保持其順暢地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
該軸瓦一般由合金制成，如銅合金或巴比特合金。由于其表面需要用到大量的機(jī)油，因此與零件接觸的一面會(huì)形成油膜。
這層油膜既能防止零件彼此間的直接接觸，起到支撐零件的作用，又能減少零件表面的摩擦。
也就是說，連接棒和曲柄軸是在金屬軸瓦表面形成的油膜上，一邊滑動(dòng)一邊順暢地旋轉(zhuǎn)。
上圖為連接棒的軸瓦部分。
但是，此次修復(fù)翻新的發(fā)動(dòng)機(jī)，其連接棒的軸承部分，卻沒有嵌入這種金屬軸瓦。取而代之的是在零件的表面加工了一個(gè)金屬軸承結(jié)構(gòu)。
巖城
一開始我們發(fā)現(xiàn)沒有軸瓦時(shí)覺得很奇怪，但是通過調(diào)查后得知，在零件上加工金屬軸承結(jié)構(gòu)的這種做法被稱為軸承噴焊工藝。
我們在檢查軸承表面時(shí)發(fā)現(xiàn)了很多劃痕，所以不能繼續(xù)直接使用，而這也成為了一大難題。雖然我們找到了掌握噴焊工藝，能夠?qū)S承進(jìn)行加工制造的公司，但并不知道對方是否愿意承接這項(xiàng)繁難的軸承修補(bǔ)工作。
而在進(jìn)一步的調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，1958年制造的連接棒就改為了軸承分離式。我們找到了一個(gè)1958年制式的連接棒，通過重新制造的方式將這部分零件進(jìn)行了復(fù)原。另外，如凸輪軸承、連桿小端孔以及連桿傳動(dòng)臂襯套，也都進(jìn)行了重新制造。
但是，發(fā)動(dòng)機(jī)團(tuán)隊(duì)還要面對另一大難題——?dú)飧變?nèi)壁的磨損。
后篇中，我們將著重為各位讀者們介紹，修復(fù)翻新團(tuán)隊(duì)如何解決的這一難題。
（文章：澀谷康人）
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