

福特亮黄色的Tonka概念卡车的设计很大程度上借鉴了深受幼儿喜爱的、充满力量感、常被用于兄弟之间互相碰撞的标志性玩具。福特在汽车逆向工程的奇特尝试中,将收藏级Tonka玩具卡车所代表的“劳动模范”主题,应用到了一款基于公司重型F-350皮卡的全尺寸车型上。(与Tonka的合作仅限于在此概念车上使用该名称。Tonka未来可能会考虑将此设计改编成玩具。)尽管其外观造型和动力等级达到了施瓦辛格级别的极限,但这款概念卡车也是重型皮卡在节制和效率方面的一个试验平台。
方形的外观,带有突出的挡泥板喇叭口,强烈预示着福特皮卡未来的设计方向。内部则充满了圆润的塑料和拉丝金属,以及大量的储物箱和一个巨大的工具箱,显得更为大胆。
但最引人注目的创新是一个液压混合动力驱动系统,有望提高25%至50%的燃油效率。虽然其16至18英里/加仑的油耗远不及本田轻质铝制汽油电动Insight混合动力车声称的70英里/加仑。但新款Navistar柴油发动机产生的350马力和600磅-英尺的扭矩,足以让Tonka在交通中轻松跟上,甚至可以轻松碾压并堆叠两辆Insight在其车斗里。
Tonka概念车基于福特350系列Super Duty底盘,是目前市面上最强劲、最重的皮卡之一。其同类车型中的绝大多数都用于商业用途,用于运输泥土、水泥或垃圾。但越来越多的车主正将这些庞然大物用于个人用途,从运输马匹到牵引房车。这类工作需要巨大的、耗油的动力。直到最近,动力需求使得大幅节省燃油似乎遥不可及。Tonka在走走停停的驾驶中节约能源的新方法有望改变这一状况。
关键在于回收制动过程中通常会损失的能量。将超过3吨的重量推至高速所需的巨大扭矩,在将相同负载停下来时,会迅速以热量的形式通过制动器散发掉。到目前为止,大多数回收制动能量损失的系统都依赖某种形式的电动驱动——利用电池组的能量在加速时提供辅助,然后在减速时将电机用作发电机为电池充电。“问题在于能量形式的转换次数过多,每次都会损失一点效率,”福特高级技术专家Cliff Carlson说。“机械能变成电能,电能变成化学能(存储在电池中)。然后你需要反向转换。”
福特已承诺在未来五年内将轻型卡车的燃油效率提高25%,部分原因是对联邦监管机构压力的回应。到目前为止,该公司一直致力于汽油电动混合动力汽车。在更重的重量级别上,通用汽车和福特一直在研发所谓的“轻度混合动力”技术,该技术使用起动发电机,允许发动机在怠速时停止运转,并在加速时提供有限的增压。然而,一些测试结果对这类系统实现显著燃油经济性的潜力产生了怀疑。
Carlson指出了福特正在追求的替代方案:可以使用液压蓄能器直接储存机械能。蓄能器是一个高压罐,部分装有氮气。液压油被泵入油罐,随着油罐的充满,对上方的气体施加压力。通过将泵作为液压马达运行,可以快速以轴马力形式提取液压压力。“你可以快速储存大量能量,这正是制动时所需要的,”Carlson说。“效率很高:可以回收高达70%的制动能量。电动混合动力汽车最多只能回收25%。”
然而,一个足够大的蓄能罐来将重型卡车加速到高速相对来说体积庞大。Tonka概念车的两个油罐,安装在车架导轨之间,每个直径略小于一英尺,长度约两英尺。它们用碳纤维加固,以承受高达5,000 psi的压力,并衬有吸收气体压缩时产生的热量的材料。这类油罐的压力很高,因此安全测试非常彻底——类似于压缩天然气储罐所接受的测试。液压马达本身安装在油罐旁边,体积紧凑,约等于一个标准差速器的大小。
当油罐充满时,该系统几乎可以复制主柴油发动机的动力,额外提供600磅-英尺的扭矩,使卡车从静止状态启动。这足以让它与宝马跑车进行有竞争力的直线加速赛,并且意味着发动机无需在车辆达到20至30英里/小时的巡航速度时才启动,那时发动机可以在更有效率的转速范围内运行。制动寿命也得到了改善——由于该系统提供了大部分制动力,制动衬片的使用寿命延长了三到五倍。
主要缺点是噪音:液压马达会产生一种棘轮声,类似于气动扳手。“我们可以将其调整到在商用卡车中不会引起反感的程度,”Carlson说。“我们认为在进一步开发五年的时间里,可以几乎完全消除它。”
主驱动发动机,新款6.0升Navistar柴油发动机,将于明年在福特重型卡车上推出。量产版将产生略低于展车350马力的动力,但比其前代产品更省油、污染更少。
除了燃油效率的提升,Tonka还增加了一系列新的安全功能。安全性和燃油经济性长期以来一直是关键问题,并且由于路缘重量和载重量的增加而加剧。这款概念Tonka的外观可能受到玩具的启发,但它很可能对成人世界产生重大影响。
一款更温和、更友好的卡车
在我们年轻的时候,谁没有兴高采烈地将两辆玩具Tonka卡车进行激烈的、正面碰撞、震动车架的碰撞呢?但福特新款Tonka概念车除了节油能力之外,还旨在避免碰撞并在碰撞发生时将其降到最低。
例如,Tonka的车头灯是首次尝试使用LED光源。发光二极管技术已经应用于刹车灯约十年了,但新一代高强度白光LED使得紧凑型车头灯成为可能,将30个微小的LED探照灯聚集在一起,在前方道路上形成一个坚实的射束图案。
Tonka安装的图像识别系统向前扫描以检测
潜在的碰撞。当系统感知到与小型车辆的碰撞不可避免时,它会在0.3秒内激活车辆的空气悬架,使车辆前部降低。这样,沉重的格栅和保险杠将较低地撞击小型车辆,造成的损坏也会较小。该系统还允许卡车在必要时在路缘“屈膝”,以便更容易地进入驾驶座。
在路缘处,以便更容易地进入驾驶员座位。
它可能是一头巨兽,但它是一头敏感、有礼貌的巨兽。