本刊記者 寧文祥 編譯

大家應該還記得在今年美國中部卡車展上，戴姆勒北美公司展出的一臺超級卡車（Super Truck）。這臺超級卡車的掛車部分是由美國一家名叫 Strick的掛車公司進行設計和生產(chǎn)的。在這臺超級卡車的設計和制造方面，這兩家主機廠和掛車廠可謂是同心協(xié)力、嘔心瀝血地共同挑戰(zhàn)這臺卡車空氣動力學的極限，他們做到了。

美國能源部的四千萬刺激計劃

戴姆勒北美公司展出的超級卡車其實是有源頭的，是美國能源部的一個項目刺激而出現(xiàn)的產(chǎn)品。在2009年，美國能源部正式對外發(fā)布了超級卡車項目，這個項目的目的是想刺激重型卡車生產(chǎn)企業(yè)對高效的重型卡車進行研發(fā)，項目的周期為五年。超級卡車項目的總獎勵金額達到四千萬美元，而美國能源部給各大重卡企業(yè)提出的目標是以2009年美國標配的Class 8重卡作為基準，提升卡車50%的貨運效率，提高50%的制動熱能效率，同時降低相應的二氧化碳排放和燃油消耗。

在美國能源部發(fā)布這個項目之后，美國各大卡車生產(chǎn)企業(yè)就開始了忙碌的研發(fā)和試驗。戴姆勒北美公司就是其中的一家，憑借著他們這款在美國中部卡車展展出的超級卡車，戴姆勒北美公司和其他四家美國重卡企業(yè)瓜分了由美國能源部提供了總值四千萬美金的獎勵。

“武裝到牙齒” 幾乎完美的半掛汽車列車

戴姆勒北美公司研發(fā)出的這款得到了美國能源部獎勵的超級卡車到底是什么樣的一臺卡車呢？這款卡車對比當前現(xiàn)有的半掛汽車列車，幾乎稱得上是無與倫比。

為何說它完美？首先是在空氣動力學方面的表現(xiàn)。而精巧的設計是保證空氣動力學完美發(fā)揮的重要因素。它的牽引車經(jīng)過改良后，可以根據(jù)不同的路程需要調(diào)整高度，讓空氣動力學的表現(xiàn)實現(xiàn)最優(yōu)化。牽引車的后輪安裝了整流罩，整流罩可以導流走大部分輪胎附近的風阻。這臺超級卡車在牽引車和半掛車的連接處也別出心裁。在傳統(tǒng)的半掛汽車列車中，牽引車和半掛車之間都會有一個比較大的空隙，這個空隙的存在給半掛汽車列車在行進的過程中形成了不少風阻。這臺超級汽車列車特意將半掛車前端部分延長，大大縮小了這個造成風阻的空隙，不僅提高了整車的空氣動力學，也讓整個汽車列車看起來更像一個整體，更為美觀且大氣。除此之外，戴姆勒北美公司在考慮空氣動力學時候甚至連進氣格柵也包括在改良的范圍內(nèi)，他們將進氣格柵設計為可開啟和可關閉的形態(tài)。當汽車列車行駛在高速公路上時，駕駛員可以將進氣格柵關閉，從而降低高速行駛過程中由于進氣格柵而形成的風阻。

這臺超級卡車空氣動力學的表現(xiàn)絕對不僅僅是在牽引車上，它的半掛車設計也同樣優(yōu)異。半掛車上安裝的側(cè)裙板大大減少了從半掛車底部的氣流，讓空氣從側(cè)裙板的側(cè)部流走。半掛車尾部經(jīng)過了優(yōu)化設計，可以防止氣流聚集在半掛車的尾部，能有效提高空氣動力的效果。這些空氣動力學的優(yōu)化設計大大提高了整個汽車列車的空氣動力性能，根據(jù)戴姆勒北美公司的測算，整車的空氣動力學效果跟2009年的基準重卡相比提高了54%。

除了優(yōu)異的空氣動力學，為了提高整車的效率，車輛還在輕量化和減少摩擦的設計上下了功夫。通過優(yōu)化設計牽引車的框架，減少了橫梁，同時還安裝了更輕量化的后懸架，這兩個小改動讓整車比2009年的基準卡車輕了318 kg。超級卡車使用了米其林特質(zhì)的輪胎產(chǎn)品，材料選用的是復合橡膠，能十分有效地減少摩擦。

能源的合理優(yōu)化利用，也是這臺超級卡車的重要特點。其實對于這款卡車來說，動力的選擇并不出乎大家的意料，采用了油電混合動力系統(tǒng)。但是值得一提的是，這款車的電池充電模式十分多元化。其中一個方式就是合理利用車輛排放出來的廢氣產(chǎn)生的熱量，回收后將其轉(zhuǎn)換成電能。超級卡車發(fā)動機采用的是特制的低摩阻10.7升發(fā)動機，這款發(fā)動機最主要的特點是發(fā)動機的熱能回收效率，它能成功回收50%的發(fā)動機熱能（這也是美國能源部超級卡車項目的目標之一）。除了前面所說的兩個熱能回收，這款超級卡車還應用了太陽能的技術(shù)，在掛車的車頂部分安裝了多塊太陽能板。這些太陽能板在吸收太陽能后，可以為貨物單獨提供吹涼風的功能，避免貨物溫度過高。除此之外，該車采用的發(fā)動機后處理技術(shù)能讓這輛超級卡車的發(fā)動機在更高的溫度和更大的壓力下運行。

主機廠和半掛車企業(yè)的完美配合

其實戴姆勒北美公司和Strick公司聯(lián)合研發(fā)的這款超級卡車不僅僅是受美國能源部的刺激，還有很大一部分因素是因為美國的有關部門正在醞釀一個關于掛車燃油經(jīng)濟性的標準，今后美國所有掛車的生產(chǎn)都必須符合一定的節(jié)油要求。而在這個標準出臺之際，戴姆勒北美公司聯(lián)合Strick公司在美國中部卡車展展出的超級卡車也是應對這個新標準的技術(shù)儲備。這個超級卡車的研發(fā)成功是戴姆勒北美公司和Strick公司兩者緊密配合的結(jié)果。

戴姆勒北美公司的工程師Derek Rotz表示：“牽引車和掛車是作為一個整體設計的，但是由兩家不同的企業(yè)進行生產(chǎn)。兩家企業(yè)都對雙方保持了高度的信任?！?Derek Rotz表示超過三分之二的車輛效率提升來自于掛車部分，他認為超級卡車的設計是一個整體的概念，牽引車和半掛車是一個密不可分的系統(tǒng)，只有兩者綜合在一起才能最大化的提升效率。

戴姆勒北美公司和Strick在2012年的時候就達成了合作協(xié)議，隨后Strick就為這個項目專門設計了多款半掛車。Strick公司的工程師Charlie Willmott表示：“我們在掛車上安裝了側(cè)裙和尾部氣體吸收器，這兩者已經(jīng)經(jīng)過實踐證明可以提升掛車的空氣動力學。除此之外，在整個設計過程中，戴姆勒北美公司給予了Strick公司大量的改良建議，讓Strick設計出來的卡車更為高效?！弊罱K安裝在超級卡車上的半掛車是基于Strick TFI 53英尺的半掛車設計而成，采用102英寸的“Sheet and Post”結(jié)構(gòu)。

對于為何還采用“Sheet and Post”結(jié)構(gòu)，Charlie Willmott表示：“跟如今全新的復合材料廂板結(jié)構(gòu)相比，傳統(tǒng)的Sheet and Post結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢就是輕量化。我們?nèi)缃穸荚谙敕皆O法地降低車輛的燃油消耗，我們應該更多地在輕量化上下功夫。因為空氣動力學的節(jié)油效果跟很多其他因素相關，比如說在高速公路上行駛的速度和路程遠近等。至于輕量化，它幾乎能在所有條件下發(fā)揮節(jié)省燃油的作用?！?/p>

Derek Rotz也十分同意Charlie Willmott的觀點，他認為整個超級卡車的工程是團隊協(xié)作的結(jié)果，他說：“我們設計出基本的模型，Strick公司將其完善。我們提供了一個三維模型后，Strick也積極地給予了回饋?！睋?jù)了解，在戴姆勒北美公司給Strick公司提供了一個三維模型后，Strick制造出了兩個樣車，然后在設計出樣車的基礎上，根據(jù)高效性進行了全面的改裝，不過基本的車輛尺寸沒有改變。Charlie Willmott說：“我們設計制造一輛掛車需要進行多方面的平衡，比如說我們要在客戶需求、尺寸和總質(zhì)量限制之間進行一個平衡。其實對于廂式半掛車來說，最理想的造型是一個類似于皮劃艇的造型。這樣的造型雖然高效，但是并不一定符合客戶的需求。再比如我們有很多輕量化的點子，但我們要考慮到這臺半掛車是用來裝載貨物的，要堅久耐用，符合承載貨物的條件才行?！?/p>

整車效率遠超美國能源部目標

美國能源部制定的超級卡車計劃的燃油效率提升目標是50%，那么戴姆勒北美公司和Strick制造出來的這款超級卡車的效率如何？根據(jù)介紹，這款超級卡車的效率提升達到了115%，遠遠超過了美國能源部超級卡車計劃的目標。

雙方分別設計并制造完成牽引車和掛車后，他們就將這臺超級卡車在美國德克薩斯州的圣安東尼奧和達拉斯之間的35號洲際公路312英里的路程之間進行了長達5天的道路測試。測試過程中的車輛總質(zhì)量為65 000 Lbs（29 484 kg），車速為65 英里/小時（104 km/h）。最終的油耗測試結(jié)果居然為驚人的12.2 MPG（19.3 L/100 km），因為目前市場上同種類型的卡車的平均油耗是其兩倍之多。

為了進一步向美國能源部證實這臺超級卡車的效率提升的效果，戴姆勒北美公司進行了多項測試。在俄勒岡州的波特蘭市的城市環(huán)行測試，同時還將這臺超級卡車放在熱室和冷凍室進行了抗怠速的試驗。這些測試都表明，這臺超級卡車能提高115%的效率，大大超越了美國能源部所制定的目標值。

根據(jù)介紹，在進行這個項目之后，戴姆勒北美公司常規(guī)的牽引車的技術(shù)水平也得到了提升。Derek Rotz介紹：“以前我們認為10年之后才可能應用到牽引車上的空氣動力學技術(shù)如今借著超級卡車的‘東風’，已經(jīng)應用到了當年福萊納Cascadia系列卡車上了。”這臺超級卡車除了外表看得見的硬件設施能提高卡車的效率外，很多看不見的軟件設備也在幫助它實現(xiàn)效率的提升，比如IPM系統(tǒng)（Intelligent Powertrain Management智能動力系統(tǒng)管理），這臺超級卡車還預裝了三維數(shù)字地圖，在IPM系統(tǒng)下可以實現(xiàn)智能換擋，另外車上的eCoast系統(tǒng)也可以實現(xiàn)效率的提升。

Derek Rotz表示：“在這臺超級卡車身上，我們將未來提高效率的技術(shù)集中在了一起。我們參與超級卡車的項目成為了戴姆勒北美公司的卡車未來持續(xù)升級的關鍵一步，我們今后將會進一步評估這些運用到超級卡車上的技術(shù)能否實現(xiàn)商業(yè)化。當然了，現(xiàn)在大多數(shù)用于超級卡車的技術(shù)并不能運用到現(xiàn)實當中，有的是由于標準法規(guī)的原因，有的則是價格的原因?！?/p>

編者感言：協(xié)作效應的創(chuàng)新

如今我國政府正在鼓勵“大眾創(chuàng)業(yè) 萬眾創(chuàng)新”，創(chuàng)新能力現(xiàn)在已經(jīng)成為衡量一個生產(chǎn)企業(yè)的新標準。什么是創(chuàng)新？怎么樣去創(chuàng)新？

戴姆勒北美公司展出的這臺超級卡車展現(xiàn)了智慧的融合。戴姆勒旗下的福萊納、底特律發(fā)動機、梅賽德斯-奔馳和扶桑四家子公司都在自己特長的范圍內(nèi)為這臺超級卡車貢獻出了智慧，戴姆勒北美公司還和Strick掛車公司共同開發(fā)出了具有超強空氣動力學的半掛車，同時還和米其林公司合作，開發(fā)出了超低阻力的復合材料橡膠輪胎。這就是在協(xié)作效應體系下的創(chuàng)新思維，單槍匹馬埋頭苦干獨自研發(fā)的年代也許已經(jīng)過去，融合各界精英的智慧和技術(shù)才是新時代制造業(yè)創(chuàng)新的最高效途徑。