见微知著

牧野茂雄

利 用刀具和钻头对金属进行加工的方法，在汽车发动机内各种零件上得到广泛使用。我参观过加工现场，对金属切削很感兴趣，因此也经常去汽车发动机工厂观摩。这次就来介绍一下我非常感兴趣的汽车发动机工厂。

首先是马自达的工厂。SKYACTIV发动机的制造有很多特征，其中最有特点的就是缸盖的砂型铸造，这在量产汽车企业中大概是唯一的。将特殊的沙子和树脂混合在一起做成铸模，然后将融化的铝合金注入成型。砂型的表面很光滑，能做出非常纤细的形状。现在大多数发动机使用高压铸造的方法来生产缸体和缸盖，这种方法可以面向大量生产，但不能做出燃烧室周围冷却水路那样的复杂结构，因为熔化的金属在一瞬间流入金属模具后，薄壁的地方不能很好的成型。

F1发动机也采用了砂型铸造。一方面是生产数量较少，使用高价金属模具会使发动机单价大幅提高，另一方面是砂型能做出复杂的形状，而冷却性能要求很高的F1发动机正好有这方面的需求。马自达SKYACTIV发动机的缸盖，在使用了砂型铸造技术后，能使5毫米厚度的薄壁一体成型。这项技术是马自达在福特汽车旗下时，为福特考斯沃斯生产赛车发动机时掌握的。

这页的照片中展示的就是组成马自达砂型的“中子”。中子的部分是空心的。可以看到有非常复杂的形状。这都是只能使用一次，当金属流入砂型成型后，必须破坏砂型才能将铸造物取出。砂型只能单次使用，那么为了量产发动机，也需要量产砂型的技术和设备。

接下来是富士重工（斯巴鲁）的发动机工厂。现在只有保时捷和斯巴鲁在使用量产的水平对置发动机了，它们的制造工艺和其它发动机不太一样。最大的特征是切削加工的面积很大。曲轴的旋转支撑部分使发动机机械零件中精度要求最高的地方，都是在斯巴鲁发动机工厂通过精密加工技术以非常高的精度制造出来的。过去斯巴鲁参加世界拉力比赛并获得冠军的时代，拉力车上使用的水平对置发动机所使用的制造工艺和普通车是一样的。

斯巴鲁的水平对置发动机采用了常见的高压铸造法，然后再对成型的零件进行高精度的加工，加工精度达到10微米。而且因为左右合体的构造，基本上所有平面都是全自动加工而成。

马自达发动机也是全自动加工而成，精度也很高，但水平对置发动机拥有两个缸体，要花费更多的功夫。折合到每毫升排气量的话，日本产最贵的发动机是斯巴鲁的水平对置4缸发动机。

在切削加工方面我还想介绍一下涡轮增压器的生产。这是利用发动机的排气能量推动排气旋转叶片，带动同轴上的空气压缩叶片吸入大量空气送往气缸的装置。

丰田汽车是从1992年开始制造增压机的。去年，新一代增压机开始量产了，第一次通过切削加工的方法生产空气压缩叶片。在丰田汽车的工厂里，使用小钻头来加工复杂形状的叶片。使用5轴自由移动的全自动加工机床，几分钟就能做出一个空气压缩叶片。与通过铸造来生产空气压缩叶片比，产品的耐久性和刚性都能提高不少。丰田汽车发动机产量很大，一般重点宣传都在油耗和静音方面，实际上高精度的优秀发动机也很多。

马自达汽车、斯巴鲁汽车、丰田汽车所使用的机械加工设备，基本上都是日本生产的，只有钻头和切削刀具使用的德国或瑞士的产品，现在最优秀的刀具都是欧洲制造的。

我曾去过大约200家工厂采访，有汽车组装工厂、发动机工厂、变速箱工厂、齿轮零件工厂等。在看过工厂后，就能明白这个企业的经营思想。