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雪佛兰迈锐宝XL应该是我们在市面上能看到的最轻的B级（中高级）轿车了。现在B级轿车的主流车重在1500公斤上下，重的能接近1.6吨，迈锐宝XL整车的重量只有1415公斤，而它的尺寸在同级中还算是偏大的。
同属通用汽车旗下的豪华轿车凯迪拉克CT6，车长接近5.2米的大家伙，入门版的车重只有1655公斤，差不多也算是同级最轻了——这就带来一个很有意思的问题，为什么向来感觉比较“笨重”的美系车，现在反倒成了轻量化的先锋？
轻量化，听上去是一个比较时髦的话题，其实，对轻量化的追求，差不多跟汽车的历史一样古老。
100多年前的上世纪初，在那个汽车尚未成熟的年代，美国人亨利·福特就天才地意识到：“多余的重量对任何自力推进的交通工具都是致命伤”，他在自传中写道：“因为一些挺傻的原因，人们把力量与重量混为一谈”，“估计除了蒸汽压路机，重量对哪台机器都是一文不值的”。
亨利·福特当时的主要努力方向，就是减轻汽车的重量，“每当有人建议我，给车子再增加点重量，或是加上一个部分，我想的都是，再减轻点重量，再减少一个部分！”
100多年后，还有不少人“因为挺傻的原因”，觉得车重一点更显真材实料，这实在是令人遗憾；亨利·福特先生对汽车轻量化的执着，并没有被福特品牌一以贯之地奉行，福特现在的主力车型福克斯、蒙迪欧的车重控制乏善可陈，这也实在是令人遗憾。
1908年问世的福特T型车构造简洁，还使用了当时的“高强度钢（钒钢）”，这样一来，T型车就成了当时最轻便的车型。
1908年出品的T型车，在“轻量化”上已经涉及到了“结构”和“材料”两个方面。时至今日，无非还是这一套，顶多再加上“制造工艺”一个选项。一些加工工艺，比如说焊接、冲压之类，如果采用更先进的技术，也能给汽车减点重，不过，还是前两项的效果更显著。
雪佛兰迈锐宝XL和凯迪拉克CT6，在轻量化方面，一个主打的就是“结构”，另一个主打的就是“材料”。
大量使用铝合金、碳纤维之类的新材料，目前只有CT6这样的豪华车才能这么干，原因很简单，太贵。一方面这些材料比钢材贵太多了，一方面是用上新材料就需要很多新的加工技术，这方面的投资也不是个小数目。
凯迪拉克CT6的车身上，大量使用了铝合金材料
对于多数车型来说，更现实的做法就是优化车身结构，减去不必要的车身重量。这事儿说起来简单，真干起来却是相当麻烦，车身结构不是说动就能动的，现在毕竟不是100多年前，汽车的速度、安全性、舒适性等方面的要求与T型车时代完全不可同日而语。
亨利·福特有天才的大脑，现在的工程师们有运算能力突破天际的电脑——超级计算机。话说有一日，CAE掐指一算，说迈锐宝XL此处当换用高强度钢，此处厚度当减去1毫米，即可收安全和减重双重之奇效。一帮工程师频频点头称是，依计而行。
CAE，是当今流行的一种计算机辅助工程设计系统。具体到汽车设计方面，大概意思就是，用计算机虚拟出一台汽车，具体到每一个零件都按真车的来。然后，就让虚拟的风吹过虚拟的车，看看风阻大小，这看上去很诗意；让虚拟车各种颠来颠去，看看噪音和振动的水平，这看上去很折腾；让虚拟车前后左右各种撞，看看哪里不够结实，这看上去很悲惨。
反正是台虚拟出来的车，怎么折腾都不心疼，就是计算机的CPU辛苦一点。我看到有数字说，在设计雪佛兰迈锐宝XL的时候，光是前部碰撞，就在CAE里“撞”了2000多回，每分析一次碰撞结果，就要让96个CPU同时运行8到10个小时。
CAE迈锐宝XL的正面40%模拟碰撞
CAE脑子好使反应快，干起活儿来又不知道累，这就帮了工程师们的大忙。CAE把虚拟车碰撞完一次，告诉工程师们：这个支架不结实，工程师们就重新设计一个；再碰完一次，又告诉工程师，这块钢板搞这么厚，一点用也没有，工程师们就换上薄钢板，又在上边打了几个眼。如此这般，周而复始，电脑加上人脑，一个又结实又轻便的车身就这么搞出来了。
迈锐宝XL比上代加长了68毫米，整车减重120公斤，具体到车身结构上，比上代减轻了48公斤。
这48公斤是怎么减下来的？无非是把该强化的地方加强，然后把不必要的结构去掉，不必要的材料厚度减薄。这里边就借鉴了航空设计的一些原理，在结构上，该强的地方一定要足够结实，然后尽可能去掉多余的结构和材料。当然，这不能凭感觉乱来，最大的学问就是要搞明白哪里该强化，哪里是多余的。干这种活儿，还是CAE头脑清楚，能算计得非常精确。
迈锐宝XL车身底板上的两根加强纵梁，从侧面看，厚度是不一样的。这也是CAE计算的结果，只在必要的地方使用必要的厚度，即安全又可以达到减重效果
看来，车身结构还是大有文章可做，钢材还是那些钢材，加工工艺还是原来的那套东西，结构一优化，就能减去几十公斤。对于非豪华品牌汽车来说，这是轻量化的不错选择。
说了半天，轻量化到底有什么好处？
这跟人减肥的道理差不多。胖子爬楼梯比瘦子费劲，重的车就比轻的车费油；胖子动作比瘦子笨，重的车操控也不如轻的车灵活，加速、拐弯、刹车都差点意思。又省油，操控性又好，这就是汽车轻量化的优势。
话接开头，为什么美系车现在成了轻量化的先锋？
汽车厂商搞轻量化，最大的动力就是应对各国的油耗标准和排放法规。在这方面，各有各的打算，各有各的路线图。
日本汽车厂商在混动技术方面比较有优势，就先打了动力传动系统的主意。按日本汽车厂商的想法，前期利用混合动力技术，就能达成节油减排的目标，而且，他们的精力和资金大把地投到了混合动力方面，在车身轻量化上就有点捉襟见肘，只能在现有的材料和制造工艺上小打小闹。现在，日系厂商仍在积极推动动力和传动系统混动化（电动化），不过，他们已经感到了在车体轻量化方面的不足，近期日本业内出现不少呼声，呼吁汽车厂商和研发机构为车体减重进行技术储备。
日系汽车厂商在节油上主打“混动”牌
再看看欧洲厂商，豪华品牌在轻量化方面比较积极，跟凯迪拉克CT6一样，主要是在铝合金、碳纤维复合材料等新材料方面下功夫，探索多种材料在车身中的结合技术。但这是一种烧钱的玩儿法，现在，普通品牌汽车还没办法跟进。欧洲普通品牌的汽车也早就找到了自己的窍门儿，一是柴油发动机，二是汽油机涡轮化。
虽然大众不小心闹出了个“排放门”，但说实话，柴油发动机的效率确实比汽油机高，省油效果比较明显；把大排量的汽油机，换成小排量的涡轮机，再配合小巧轻便的变速器，也可以减点重量，另外，小排量涡轮机在某些国家和地区的油耗和排放测试也能占不少便宜。
美系车中的通用汽车，则全面推进了轻量化，从新科鲁兹到CT6再到迈锐宝XL，车身一个赛一个的轻盈。
车轻了，到底可以省多少油？
最新的研究成果是，对于轿车来说，如果每减轻100公斤重量，综合工况下，百公里油耗可以减少0.4升。美国能源署还有另一个角度的说法，说是车重每减10%，油耗就能下降6%到8%。
写到这里，突然想起一个问题，汽车近几十年中，变轻了还是变重了？
美国麻省理工曾做过一项研究，说如果汽车重量和马力维持在1980年的水平，到2006年，技术的进步能使汽车节油率提升60%，但实际只提升了15%。为什么会这样？因为这20多年中，汽车重量涨了25%，马力基本翻番，把节油技术带来的效果抵消了一大半。
这20多年中，汽车发动机和变速箱的效率不断提高，但为了提升舒适性和安全性，汽车上的装备也在不断增加，比如更复杂的空调和音响系统，增加了安全气囊和ABS、ESP之类的安全装备，车上的东西多了，重量也就不断增加。具体到我们的经验，就是眼睁睁地看着简单的老款桑塔纳，变成了复杂的新迈腾。（当年1.8排量的桑塔纳的重量在1.1吨左右，而1.8T的新迈腾则到了1.5吨左右。）
我还看到过更具体的数据，描述了近30年来的汽车重量变化。从1970年代中期到1980年代中期，主要是受石油危机的影响，汽车厂商拼命降车重省油，那时候的车，普遍小巧轻盈；1980年代中期到2005年左右，车的尺寸、马力、重量一起疯长，各级别车型没有节制地扩张三围，车上的装备也越来越复杂；2005年之后，汽车尺寸和重量才稍有收敛，进入一个相对平稳期，并且缓慢下降；到了现在，车子重量又开始跳水，本轮跳水，出人意料地由美系车带了头。
美国市场车型平均车重和平均马力变化示意图（1975年至2011年）
有意思的是，汽车界现在最流行的三个技术潮流：自动驾驶、电动化、轻量化，前两个会把车子搞得更重，最终，还是要靠轻量化来收拾局面。
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东拉西车原创文章，转载请注明出处。
2016-04-21 23:52:06
