為什么美系車會成了輕量化的先鋒領軍

　　雪佛蘭邁銳寶XL應該是我們在市面上能看到的輕的B級（中高級）轎車了?，F在B級轎車的主流車重在1500公斤上下，重的能接近1.6噸，邁銳寶XL整車的重量只有1415公斤，而它的尺寸在同級中還算是偏大的。
      
　　同屬通用汽車旗下的豪華轎車凱迪拉克CT6，車長接近5.2米的大家伙，入門版的車重只有1655公斤，差不多也算是同級輕了——這就帶來一個很有意思的問題，為什么向來感覺比較“笨重”的美系車，現在反倒成了輕量化的先鋒？
　　輕量化，聽上去是一個比較時髦的話題，其實，對輕量化的追求，差不多跟汽車的歷史一樣古老。
　　100多年前的上世紀初，在那個汽車尚未成熟的年代，美國人亨利·福特就天才地意識到：“多余的重量對任何自力推進的交通工具都是致命傷”，他在自傳中寫道：“因為一些挺傻的原因，人們把力量與重量混為一談”，“估計除了蒸汽壓路機，重量對哪臺機器都是一文不值的”。
　　亨利·福特當時的主要努力方向，就是減輕汽車的重量，“每當有人建議我，給車子再增加點重量，或是加上一個部分，我想的都是，再減輕點重量，再減少一個部分！”
      
　　100多年后，還有不少人“因為挺傻的原因”，覺得車重一點更顯真材實料，這實在是令人遺憾；亨利·福特先生對汽車輕量化的執著，并沒有被福特品牌一以貫之地奉行，福特現在的主力車型?？怂埂⒚傻蠚W的車重控制乏善可陳，這也實在是令人遺憾。
　　1908年問世的福特T型車構造簡潔，還使用了當時的“高強度鋼（釩鋼）”，這樣一來，T型車就成了當時輕便的車型。
　　1908年出品的T型車，在“輕量化”上已經涉及到了“結構”和“材料”兩個方面。時至今日，無非還是這一套，頂多再加上“制造工藝”一個選項。一些加工工藝，比如說焊接、沖壓之類，如果采用更先進的技術，也能給汽車減點重，不過，還是前兩項的效果更顯著。
　　雪佛蘭邁銳寶XL和凱迪拉克CT6，在輕量化方面，一個主打的就是“結構”，另一個主打的就是“材料”。
　　大量使用鋁合金、碳纖維之類的新材料，目前只有CT6這樣的豪華車才能這么干，原因很簡單，太貴。一方面這些材料比鋼材貴太多了，一方面是用上新材料就需要很多新的加工技術，這方面的投資也不是個小數目。
      
　　凱迪拉克CT6的車身上，大量使用了鋁合金材料
　　對于多數車型來說，更現實的做法就是優化車身結構，減去不必要的車身重量。這事兒說起來簡單，真干起來卻是相當麻煩，車身結構不是說動就能動的，現在畢竟不是100多年前，汽車的速度、安全性、舒適性等方面的要求與T型車時代完全不可同日而語。
　　亨利·福特有天才的大腦，現在的工程師們有運算能力突破天際的電腦——超級計算機。話說有一日，CAE掐指一算，說邁銳寶XL此處當換用高強度鋼，此處厚度當減去1毫米，即可收安全和減重雙重之奇效。一幫工程師頻頻點頭稱是，依計而行。
　　CAE，是當今流行的一種計算機輔助工程設計系統。具體到汽車設計方面，大概意思就是，用計算機虛擬出一臺汽車，具體到每一個零件都按真車的來。然后，就讓虛擬的風吹過虛擬的車，看看風阻大小，這看上去很詩意；讓虛擬車各種顛來顛去，看看噪音和振動的水平，這看上去很折騰；讓虛擬車前后左右各種撞，看看哪里不夠結實，這看上去很悲慘。
　　反正是臺虛擬出來的車，怎么折騰都不心疼，就是計算機的CPU辛苦一點。我看到有數字說，在設計雪佛蘭邁銳寶XL的時候，光是前部碰撞，就在CAE里“撞”了2000多回，每分析一次碰撞結果，就要讓96個CPU同時運行8到10個小時。
      
　　CAE邁銳寶XL的正面40%模擬碰撞
　　CAE腦子好使反應快，干起活兒來又不知道累，這就幫了工程師們的大忙。CAE把虛擬車碰撞完一次，告訴工程師們：這個支架不結實，工程師們就重新設計一個；再碰完一次，又告訴工程師，這塊鋼板搞這么厚，一點用也沒有，工程師們就換上薄鋼板，又在上邊打了幾個眼。如此這般，周而復始，電腦加上人腦，一個又結實又輕便的車身就這么搞出來了。
　　邁銳寶XL比上代加長了68毫米，整車減重120公斤，具體到車身結構上，比上代減輕了48公斤。
　　這48公斤是怎么減下來的？無非是把該強化的地方加強，然后把不必要的結構去掉，不必要的材料厚度減薄。這里邊就借鑒了航空設計的一些原理，在結構上，該強的地方一定要足夠結實，然后盡可能去掉多余的結構和材料。當然，這不能憑感覺亂來，大的學問就是要搞明白哪里該強化，哪里是多余的。干這種活兒，還是CAE頭腦清楚，能算計得非常精確。
      
　　邁銳寶XL車身底板上的兩根加強縱梁，從側面看，厚度是不一樣的。這也是CAE計算的結果，只在必要的地方使用必要的厚度，即安全又可以達到減重效果
　　看來，車身結構還是大有文章可做，鋼材還是那些鋼材，加工工藝還是原來的那套東西，結構一優化，就能減去幾十公斤。對于非豪華品牌汽車來說，這是輕量化的不錯選擇。
　　說了半天，輕量化到底有什么好處？
　　這跟人減肥的道理差不多。胖子爬樓梯比瘦子費勁，重的車就比輕的車費油；胖子動作比瘦子笨，重的車操控也不如輕的車靈活，加速、拐彎、剎車都差點意思。又省油，操控性又好，這就是汽車輕量化的優勢。
　　話接開頭，為什么美系車現在成了輕量化的先鋒？
　　汽車廠商搞輕量化，大的動力就是應對各國的油耗標準和排放法規。在這方面，各有各的打算，各有各的路線圖。
　　日本汽車廠商在混動技術方面比較有優勢，就先打了動力傳動系統的主意。按日本汽車廠商的想法，前期利用混合動力技術，就能達成節油減排的目標，而且，他們的精力和資金大把地投到了混合動力方面，在車身輕量化上就有點捉襟見肘，只能在現有的材料和制造工藝上小打小鬧?，F在，日系廠商仍在積極推動動力和傳動系統混動化（電動化），不過，他們已經感到了在車體輕量化方面的不足，近期日本業內出現不少呼聲，呼吁汽車廠商和研發機構為車體減重進行技術儲備。
      
　　日系汽車廠商在節油上主打“混動”牌
　　再看看歐洲廠商，豪華品牌在輕量化方面比較積極，跟凱迪拉克CT6一樣，主要是在鋁合金、碳纖維復合材料等新材料方面下功夫，探索多種材料在車身中的結合技術。但這是一種燒錢的玩兒法，現在，普通品牌汽車還沒辦法跟進。歐洲普通品牌的汽車也早就找到了自己的竅門兒，一是柴油發動機，二是汽油機渦輪化。
　　雖然大眾不小心鬧出了個“排放門”，但說實話，柴油發動機的效率確實比汽油機高，省油效果比較明顯；把大排量的汽油機，換成小排量的渦輪機，再配合小巧輕便的變速器，也可以減點重量，另外，小排量渦輪機在某些和地區的油耗和排放測試也能占不少便宜。
      
　　美系車中的通用汽車，則全面推進了輕量化，從新科魯茲到CT6再到邁銳寶XL，車身一個賽一個的輕盈。
　　車輕了，到底可以省多少油？
　　新的研究成果是，對于轎車來說，如果每減輕100公斤重量，綜合工況下，百公里油耗可以減少0.4升。美國能源署還有另一個角度的說法，說是車重每減10%，油耗就能下降6%到8%。
　　寫到這里，突然想起一個問題，汽車近幾十年中，變輕了還是變重了？
　　美國麻省理工曾做過一項研究，說如果汽車重量和馬力維持在1980年的水平，到2006年，技術的進步能使汽車節油率提升60%，但實際只提升了15%。為什么會這樣？因為這20多年中，汽車重量漲了25%，馬力基本翻番，把節油技術帶來的效果抵消了一大半。
　　這20多年中，汽車發動機和變速箱的效率不斷提高，但為了提升舒適性和安全性，汽車上的裝備也在不斷增加，比如更復雜的空調和音響系統，增加了安全氣囊和ABS、ESP之類的安全裝備，車上的東西多了，重量也就不斷增加。具體到我們的經驗，就是眼睜睜地看著簡單的老款桑塔納，變成了復雜的新邁騰。（當年1.8排量的桑塔納的重量在1.1噸左右，而1.8T的新邁騰則到了1.5噸左右。）
　　我還看到過更具體的數據，描述了近30年來的汽車重量變化。從1970年代中期到1980年代中期，主要是受石油危機的影響，汽車廠商拼命降車重省油，那時候的車，普遍小巧輕盈；1980年代中期到2005年左右，車的尺寸、馬力、重量一起瘋長，各級別車型沒有節制地擴張三圍，車上的裝備也越來越復雜；2005年之后，汽車尺寸和重量才稍有收斂，進入一個相對平穩期，并且緩慢下降；到了現在，車子重量又開始跳水，本輪跳水，出人意料地由美系車帶了頭。
      
　　美國市場車型平均車重和平均馬力變化示意圖（1975年至2011年）
　　有意思的是，汽車界現在流行的三個技術潮流：自動駕駛、電動化、輕量化，前兩個會把車子搞得更重，終，還是要靠輕量化來收拾局面。
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