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。

<<:  超音速悄然归来

>>:  你的汽车,2022 年

推荐阅读

这只狗的思想到语音翻译器是假的

正在流传的就是你在这里看到的项目:狗对语音的翻译器。把这个脑电图耳机戴在你的狗头上,它就会接收它的脑...

3D打印双泡

当《大众科学》杂志给我布置任务,让我为杂志绘制一个概念平面图时,我将其视为展示我最新技能 3D 打印...

闹剧般的死亡:DARPA 机器人挑战赛的最后残酷阶段会杀死人形机器人吗?

昨天,DARPA 透露了两条重要新闻,涉及世界上最雄心勃勃的机器人竞赛的最后阶段。首先是 6 月 5...

木星大红斑旋转速度比以往任何时候都快

著名的哈勃望远镜密切关注着太空中的许​​多元素,包括木星及其风暴表面。经过十多年的数据收集,NASA...

马博的东京奥运会:回顾盛典的激动与刺激

Mabo的东京奥运会-历史动画的魅力及其背景■作品概要《马宝的东京奥运会》是一部1936年上映的日本...

4 款具有特殊汽车模式的应用程序可确保更安全的驾驶

尽管智能手机会分散我们的注意力,但开车时你不应该把注意力放在手机上。仅在美国,分心驾驶每天就夺走 8...

温暖的冬天和暴力犯罪之间的惊人联系

研究人员发现冬季气温升高与犯罪率上升之间存在关联。Pexels一个多世纪以来,科学家们一直在研究季节...

Artemis I 的太阳能电池板收集的能量远超预期

任何太空任务的关键部分都是电力。如果航天器耗尽能源,通信就会中断,航天器将无法操纵,生命支持系统也会...

科学家们制作了 3D 打印芝士蛋糕

这个科幻概念无处不在,几乎成了一个比喻:走进厨房,按下未来机器上的按钮,然后,晚餐就立刻用激光为你的...

仅需 70 美元即可终身使用您最喜爱的 MS Office 应用程序和培训

回想一下你第一次摆弄电脑的情景。如果你和其他人一样,你可能也曾绞尽脑汁弄清楚扫雷游戏的工作原理,并使...

星际迷航、詹姆斯邦德以及从科幻到科学事实的旅程

以下内容摘录自Andy McElfresh 所著的《教育书籍:让你的朋友印象深刻的鸡尾酒会科学》。这...

Tachikoma Days:全面评估机器人与日常生活的迷人融合

Tachikoma Days - Tachikoma的魅力和世界观■作品概要《Tachikoma D...

如果冬眠的动物组成一个管弦乐队并演奏一曲有关它们冬眠的交响乐会怎样?

注意:下面是上述视频的脚本。您可能只想观看视频。哦,还有,在 YouTube 上订阅《大众科学》。这...

风魔一族的小次郎:最终章 风魔叛乱 动人高潮与深刻主题的透彻解析

风魔一族小次郎:最终章 风魔之乱■ 公共媒体卵子■ 原创媒体漫画■ 发布日期1992 年 11 月 ...

这款锂离子电池在极寒天气下仍能持续运行

很少有近期发明能比不起眼的锂离子电池更能证明其价值。锂离子电池问世至今只有 30 年,但它却为全世界...