350 马力液压助力、外观火爆的 Tonka 卡车

350 马力液压助力、外观火爆的 Tonka 卡车

福特的亮黄色 Tonka 概念卡车大量借鉴了经典重金属玩具 Tonka 的设计,这款玩具深受幼儿的喜爱。作为汽车逆向工程领域最奇特的尝试之一,福特在基于该公司的超级 F-350 皮卡的全尺寸车型中表达了收藏版 Tonka 玩具卡车所包含的“工作马”主题。(与 Tonka 达成的协议是仅在该概念车上使用名称。Tonka 可能在某个时候想将该设计改编为玩具。)尽管造型和功率等级都接近施瓦辛格的水平,但这款概念卡车也是重型皮卡适度性和效率的试验台。

方形外观搭配突出的挡泥板,强烈暗示了福特皮卡未来的设计。内饰则完全采用圆形塑料和拉丝金属,配有许多储物箱和一个巨大的工具箱,这更令人难以捉摸。

但最引人注目的创新是液压混合动力驱动系统,该系统有望将效率提高 25% 至 50%。该系统的油耗为 16 至 18 英里/加仑左右,远不及本田轻型铝制气电混合动力车 Insight 所宣称的 70 英里/加仑。但新款 Navistar 柴油机产生的 350 马力和 600 磅英尺扭矩可以让 Tonka 在车流中保持行驶,即使车厢里堆满了两辆 Insights。

Tonka 概念车基于福特 350 系列 Super Duty 底盘打造,是皮卡中最强劲、最重的车型。同类车型中,绝大多数用于商业用途,运送泥土、水泥或垃圾。但越来越多的车主将这些庞然大物用于个人用途,从运送马匹到牵引房车。这类工作需要消耗大量燃料的原始动力。直到最近,动力需求还使得大幅节省燃料似乎遥不可及。Tonka 在走走停停驾驶中节省能源的新方法有望改变这一现状。

关键在于回收刹车时通常会损失的能量。将超过 3 吨的重量推到高速公路速度所需的原始扭矩,在刹车将相同负载停下来时会迅速转化为热量而消散。到目前为止,大多数回收刹车损失能量的系统都依赖于某种电力驱动——在加速时使用电池组的能量来辅助,然后在车辆减速时使用电机作为发电机来充电。“问题在于,你改变能量形式的次数太多,每次都会损失一点效率,”福特先进技术高级专家 Cliff Carlson 说。“机械能变成电能,然后电能变成化学能(在电池中)。然后你把它逆转。”

福特承诺在未来五年内将轻型卡车的燃油效率提高 25%,部分原因是出于对联邦监管机构压力的回应。到目前为止,该公司一直致力于气电混合动力汽车。在重量较重的卡车类别中,通用汽车和福特都在研究所谓的轻度混合动力汽车,这种汽车使用允许启停操作的启动发电机,在怠速时关闭发动机,并在加速时提供有限的增压。然而,一些测试结果对此类系统实现显著燃油经济性的潜力产生了怀疑。

卡尔森指出福特正在寻求的替代方案:使用液压蓄能器可以直接储存机械能。蓄能器是一个高压罐,部分充满氮气。液压油被泵入油箱,当油箱充满时,气体压力高于液体。通过将泵作为液压马达运行,可以快速将液压恢复为轴马力。“你可以快速储存大量能量,这正是你在刹车时所需要的,”卡尔森说。“它很高效:多达 70% 的制动能量可以回收。电动混合动力车能回收 25% 就不错了。”

尽管如此,一个足以让重型卡车加速的蓄能罐还是比较笨重的。Tonka 概念车的两个储能罐位于车架横梁之间,每个储能罐的直径略小于一英尺,长约 2 英尺。它们用碳纤维加固,可承受高达 5,000 psi 的压力,内衬一种材料,可吸收气体压缩时产生的热量。这种储能罐的压力很高,因此安全测试非常彻底——与压缩天然气储罐的压力类似。液压马达本身安装在储能罐旁边的中部,结构紧凑,大约与标准差速器大小相当。

油箱充满电后,该系统几乎可以复制主柴油机的功率,再增加 600 磅英尺的扭矩,使卡车从静止状态启动。这足以让它在直线加速赛中与宝马敞篷跑车一较高下,也意味着发动机在车辆以 20 至 30 英里/小时的速度行驶时才需要启动,此时发动机的转速范围更高效。刹车寿命也受益匪浅——由于该系统提供了大部分制动力,刹车片的使用寿命可以延长三到五倍。

主要缺点是噪音:液压马达发出的棘轮声有点像气动扳手的声音。“我们可以让它在商用卡车上不引起反感,”卡尔森说。“我们认为,再经过大约五年的进一步开发,我们几乎可以消除它。”

主驱动引擎是新款 6.0 升 Navistar 柴油机,明年将用于福特重型卡车。量产版的功率将略低于展示卡车的 350 马力,但比其前身更省油、污染更少。

除了燃油效率的提高,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难题,而这些问题因整备质量和有效载荷的增加而加剧。这款概念车 Tonka 的外观可能受到玩具的启发,但它很可能会对成人世界产生严重影响。

更友善、更温和的卡车

我们当中谁没有在无所事事的青春岁月中兴高采烈地驾驶两辆玩具 Tonka 进行激烈的、头朝下的、车身震动的碰撞?但福特的新概念 Tonka 除了具有省油功能外,还旨在避免碰撞并在发生碰撞时将碰撞风险降至最低。

例如,Tonka 的头灯是首次使用 LED 光源。发光二极管技术用于刹车灯已有十年左右的历史,但新一代高强度白光 LED 可制造出紧凑型头灯,将 30 个微型 LED 探照灯聚集在一起,使它们将稳定的光束图案聚焦在前方道路上。

Tonka 安装的图像识别系统可以提前检测
可能的碰撞。当系统感觉到与小型车辆发生碰撞不可避免时,它会激活车辆的空气悬架,在 0.3 秒内降低前端。这样,沉重的格栅和保险杠就会以较低的位置撞击小型车,造成较小的损坏。该系统还允许卡车在
必要时靠边,这样您就可以更轻松地坐到驾驶座上。

它也许是个怪物,但是它却很敏感、有礼貌。

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