获得Design News 2006年度工程师称号的Tom Watson,是新一代汽车工程师中的代表,他不仅对引擎和传动十分精通,对能源管理也一样了如指掌。
底特律的新“汽车人”
摆在Tom Watson桌上的机械模型足以说明一切。此模型由曲柄和齿轮组成,重70磅。它主要用来演示福特汽车(Ford Motor)公司新型混合动力汽车的传动过程。事实上,它远远不只是一个技术演示品,而且是福特未来发展的雏形。当你转动其中一个曲柄就可以模拟汽油发动机的运动,转动另一个曲柄,可以使模型实际的发动机快速旋转。这是模型中的行星齿轮系统吗?它负责使燃烧效率和扭矩和谐的组合在一起,使动力能够均匀输出。这正好像Watson本人在此项研发项目中扮演的角色一样。
模型充分体现了Tom Watson-Design News年度工程师的才华。Watson成功的将两种截然不同的动力形式组合在一起,并带领这个有103年历史的老牌汽车公司进入了可持续动力的新时代。
提到气电混合动力推进系统时,Watson说:“这就是我们的未来,我们的策略就是保证可持续性。”
实际上,正如William Clay Ford所想,这位巨型汽车制造商的董事长在九月高调宣称,福特公司将在2010年以前出产250,000辆气电混合动力车-即它的生产水平要在当前水平基础上增加10倍。这也正是我们的主人公——精通发动机、变速器、能源管理和动力系控制策略的Watson地位窜升的原因。处于环保主义的巨大压力之下,所有美国人都为本国汽车制造商能否制造出混合动力的汽车捏了把汗,此时的Watson却在为自己的研发团队招兵买马,为福特改进已有的混合技术。

Tom Watson,以其Escape 系列330V混合动力组件,成为福特公司混合动力系统设计队伍的排头兵。
“我们早就该摈弃对于汽车操纵方式的惯性思维。” Tom Watson表示。

这款小型福特前轮驱动的Escape 运动汽车,经环保署认证,
每加仑的英里数达到36mpg(城市),和31 mpg(高速公路)。 结果,在成绩面前,反对者们不得不闭嘴了,多种测量结果表明,福特的escape系列产品的耗油量通过了混合发动机汽车界相对运动汽车的最重要的标准:能效值。经美国环保署认证,它的四轮驱动产品的能效值为在市区为33mpg,在高速公路上为29mpg。达到了凌志(Lexus) RX 400h和丰田(Toyota) Highlander的水平。即便以混合式动力系统经验最丰富的丰田公司的标准衡量,福特的性能也是非常卓越的。
功率分配器如何工作
福特的混合功率分配器将一个倾斜四缸发动机和一个70W的电动牵引马达结合在一起,实现了节约燃料的目的。根据驾驶情况的变化,传送到车轮的能量不断变化:
轮速小于25英里/时,或汽车倒车时,电动牵引马达负责驱动车轮,发动机关闭。在这种情况下,汽车依靠储存在电池中的能量驱动。
在城镇附近行驶时,当负载或速度要求启动发动机时,汽车主要按照“正向分离”的模式运转。在这种模式下,发动机的动力一部分以机械力的形式驱动车轮,一部分以电能的形式传送到发电机。由发电机产生的电流或储存在电池中,或应用于牵引马达。
在高速公路上行驶时,汽车主要按照“反向分离”的模式运转。当发动机打开时,发电机也将电能转化为机械能来使发动机减速。同时,牵引马达会产生反向扭矩为发电机提供电能。

“非常有趣的是,尽管关于混合动力,几乎所有人都不会考虑‘三巨头’(福特, 克莱斯勒Chrysler和通用汽车General Motors)。” Watson说道,“在此同时,我们产品在市场同类运动汽车中却是节约燃油量最高的,而且经证实,我们产品的尾气排放情况也非常好。”
折衷方案
折衷,这大概就是Design News的读者选出Watson作为年度工程师的原因了。这位温文尔雅的工程师为福特公司服务了17年,他一直都是一位领导者,最初在福特的能量管理研究部门,后来又进入福特首次展出的混合式汽车的研发组。在回顾从前的经历时,福特公司的同事称Watson是这项工作的理想人选,尤其在公司决定冒险涉足混合汽车界时,是他打破了已被人们接受的100年来由工程师们总结出来的各种教条,在传统界限之外进行汽车设计。
福特可持续移动技术和混合汽车研发组的主管Nancy Gioia说:“在对发动机、牵引马达和电池组的使用进行最优化配置时,Tom经历了对折衷方案的深入解析的过程,这个过程需要对传动、发动机和控制策略都有非常深入的认识。