隨著汽車模塊化平臺生產的普及，輕量化這個詞匯的出現(xiàn)頻率也越發(fā)頻繁。什么是輕量化?輕量化有何益處和弊端?看完這篇文，你將對汽車輕量化有一個最為基本的認知。

如何定義輕量化？

汽車的輕量化，就是在保證車身強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車整備質量。其中，整備質量是指汽車在正常條件準備行駛時的重量，包含油箱容積90%的燃油、備胎、隨車工具以及各種其他油水。

汽車輕量化有何好處？

學過中學物理的人都會知道，物體的慣性與其質量是直接相關的。通過輕量化，可以減輕車輛的質量進而減小慣性，其運動狀態(tài)就更容易被改變，其加速性能、制動性能以及操控性能均會有所提升。

舉個例子，擅長輕量化技術的英國跑車品牌Lotus旗下的Lotus Elise Cup 250有著884kg的整備質量，搭載一臺可輸出181kW最大功率的1.8升機械增壓發(fā)動機，可在3.9秒內完成“破百”。作為參考，福克斯ST搭載可輸出184kW最大功率和345Nm的2.0升渦輪增壓發(fā)動機，其整備質量為1452kg，0-100km/h加速時間為6.5秒。

此外，在其他條件不變的情況下，車輛的油耗也會隨著質量減少而減少。據(jù)統(tǒng)計，車輛每減重10%，可減少大約8%的尾氣排放，6.8%的燃油消耗，8%的0-60km/h加速時間以及5%的剎車距離。

輕量化有何弊端？

輕量化并非毫無弊端。在面對潛在事故和潛在威脅時，更輕的車輛可以憑借更好的加速、制動以及操控性能進行規(guī)避，但當發(fā)生避無可避的碰撞時，更重的車輛會略占優(yōu)勢。以同時代車型的普遍情況來說，車身更重的車輛普遍級別更高，車身也更長，更長的車身在發(fā)生碰撞時可以提供更大的緩沖和吸能區(qū)域，更加安全。

此外，由于車身質量更大，發(fā)生碰撞時運動狀態(tài)的變化比較輕的車輛更小，車內人員受到的沖擊也就更小。根據(jù)美國IIHS統(tǒng)計，小/微型車的事故死亡率相比過去十年已經有了很大程度的降低，但相比同時代的更大的車型來說仍然處在劣勢。

常見的輕量化手段有哪些？

對于量產車而言，日常代步是其最普遍的用途，不能以犧牲安全性、舒適性和減少配置的方式來減重，因此量產車的輕量化只能通過材料、工藝、結構的優(yōu)化升級來解決。

輕量化材料

輕量化材料可以說是在輕量化方面出現(xiàn)率最高的一系列詞匯了。輕量化材料的總體趨勢是普通鋼換成熱成型鋼，熱成型鋼換成鋁合金，鋁合金換成碳纖維，同時還有部分部件會被替換為工程塑料。

近年來，車輛采用超高強度鋼、熱成型鋼的比例增加，通過在A柱、B柱、車身縱梁等對強度有極高要求的部分采用更強且更輕的鋼材以及對不同鋼材的合理使用，承載式白車身可以減重最高20%左右。

部分定位高端的車型則會采用部分鋁制車身或全鋁車身，造價昂貴但能兼顧輕量化和強度的碳纖維材料也開始出現(xiàn)在車身上。例如，寶馬7系就采用了鋼、鋁合金以及碳纖維復合材料三種材質來打造車身。此外，部分超跑和追求輕量化的跑車還會采用碳纖維座艙來滿足對強度和輕量化的雙重需求。

除了白車身，很多車型還會在車身覆蓋件、懸架、副車架等部分采用大量輕量化材料，例如豐田86的鋁制引擎蓋、凱迪拉克CT6的鋁制懸架擺臂以及部分車型采用的工程塑料材質連接件等。

值得注意的是，越來越多的車型開始注重簧下質量的輕量化。通常來說簧下質量包括傳動軸、輪胎、輪圈、剎車卡鉗、剎車盤、半軸、擺臂、彈簧以及避震筒，簧下質量將對車輛的形式穩(wěn)定性、舒適性以及動態(tài)響應產生極大影響，由此還產生了一種“簧下一公斤，簧上十公斤”的說法。

輕量化結構

除了采用更輕且更強的材料之外，在不影響性能和耐用性的地方進行偷輕也是車輛輕量化過程中常用的方法。

舉例而言，全新君威的后懸架上/下擺臂就通過打孔的方式進行了減重。值得一提的是，全新君威的后懸架下擺臂雖然看似銀光閃閃，不過其實采用的是鋼制雙層沖壓材質，只不過由于其表面涂層處理工藝的原因才呈現(xiàn)出了類似鋁制擺臂的效果。

車身覆蓋件同樣是偷輕方法最常用的地方，因為車身覆蓋件對承載式車輛車身強度的影響微乎其微，在很多不影響覆蓋件強度和耐用性的部分就會通過打孔的方式進行減重，例如邁銳寶XL的引擎蓋就采用了打孔偷輕的方式來減輕重量。

此外，占到整車重量很大比重的發(fā)動機也是減重的重點區(qū)域，以大眾EA888發(fā)動機為例，由于采用了自重較大的鑄鐵缸體，大眾就通過將缸體厚度減少0.5mm的方式實現(xiàn)了發(fā)動機的進一步減重。部分性能車型或追求高熱效率的車型還會對活塞、連桿和曲軸以及發(fā)動機支承等部件進行輕量化，進一步減少車重。

通過優(yōu)化結構和打孔偷輕，可以對車輛實現(xiàn)聚少成多式的減重。每一處減重都建立在大量計算和模擬試驗的基礎之上，以保證不會對車輛的強度和耐用性造成負面影響，很多時候還會對輕量化部件的個別部位進行強化以保證性能。

輕量化工藝

車輛的制造工藝同樣會影響車重。以簧下質量的輕量化而言，輪轂和懸架擺臂的制造工藝就可以極大程度上影響重量。例如鍛造輪圈由于其材料更加致密的原因，輪輻結構更細更薄，重量自然就減下來了。

另外，車身和其他部件的連接工藝也會對車重產生影響。部分車型采用激光焊接車身，不會像點焊工藝一樣對美觀程度產生影響，就可以相應地減少外觀覆蓋件的數(shù)量。此外，采用鉚接工藝的懸架擺臂、車身等部件也可以通過節(jié)省焊料來達到減重的目的。

最后再說兩句

汽車的輕量化是一個系統(tǒng)化的工程。更好的材料需要更好的加工工藝，更好的結構需要更好的材料才能實現(xiàn)，其中任意一者的改進又會對其他兩者形成促進或提出新的需求，三者的優(yōu)勢相結合，才能實現(xiàn)有意義的輕量化，達成降低排放、提升性能的目標，畢竟排放法規(guī)日益嚴格，減排勢在必行。即使未來電動車時代全面到來，輕量化技術也將是極為重要的一環(huán)。

(新媒體責編：wb001)