最近汽车减重的话题又一次成了热门，原因就是某款车比以前轻了，很多人认为不厚道或者是偷工减料，也有很多车友把车辆减重和安全性降低联系起来，认为重量的降低造成了车辆安全性的下降，今天猹先生就从设计角度来谈谈汽车减重。

　　猹先生以前做过车身方面的设计工作，最不愿意看到的事就是减重指标的变化。因为一涉及到车身减重就是一大堆的设计变更，就是一大堆的与设计公司开会，就是一大堆与其他部门的争吵。最后虽然车身的车重减下来了，自己本来瘦弱的身材的重量也减下去了。当然，后一句是玩笑，但是减重始终是汽车厂离不开的话题，无论是哪个部门，都希望自己所负责的部分重量越轻越好，下面就谈谈为什么要减重。

　　为什么要减重

　　汽车在初期设计过程当中由于各类配置及初期车身设计方案未进行优化的原因会造成整体超重的情况非常严重。比如我参与减重的其中一款紧凑级SUV车的重量已经达到了接近两吨半，这对于一款紧凑级SUV是非常致命的。每辆汽车在设计的时候都会有一系列的指标，比如性能指标、经济性指标、成本指标等等，而重量指标是决定这些指标的先决条件，如果重量没有达到预先设计的指标，那么性能指标、经济性指标等等都无法完成。简单的说，一个汽车的发动机标定，变速器标定，离合器盘大小或者液力变矩器设计，制动系统的设计都与重量指标有关，如果减重以后重量指标未达成，就要评估是否要重新对发动机、变速器进行标定，而离合器盘大小或者液力变矩器、制动系统是否要重新进行设计。所以为了完成整车各方面的设计指标，那么减重是在设计环节当中必须要做的一件事。

　　另一方面减重就是车型改款换代时候的减重，如果车辆未发生结构性的重新设计，或者未进行大范围的重新设计，那么减重就是为了能够提升整车的性能。减重能够带来的好处非常多，能在动力总成未变化的时候提升整车的性能，降低油耗，还能减少刹车距离。如果在车型改款换代时有增加配置的需要，也能有更大的整备质量宽容度去满足新增配置。如果车型大范围的重新设计，也就是所谓的大换代，这种情况就属于整体的重新车技，就要用各类指标去要求了。

　　如何减重

　　很多人对车辆如何减重很好奇，也会很好奇为什么未减重车的重量会接近两顿半。也有很多所谓的专家说减重就是把车身打上孔，然后塞上胶垫，今天猹先生就来全部谈一谈。先说车上的孔的问题，车上的孔其实并不是用来减重用的，而是在由于汽车车身大多都是镀锌钢板制作的，镀锌钢板虽然有一定的抗腐蚀性，但是也需要近一步除了，就是阴极电泳。而电泳是用液体电解质的，所以把车身放入电泳池以后需要排液体，所以这些孔就是排电解质用的。汽车在设计的时候都会有过重的现象，主要就是各部分都是分开设计的，都想把比较好的设计用上，尽可能的超过所规定的各项指标，而且有的时候设计并未考虑的特别的完善，所以这些加起来以后的综合结果就是过重。

　　减重方面每个部门都会想各种各样的办法，但是都是遵照一个原则，那就是积少成多。比如车身方面，一直就是减重的大户，一般就是这几种方式方法，采用新的结构设计，比如一些零部件的支架、焊接连接部分的优化、零部件连接位置的优化、能满足性能指标的新结构、在成本变化较小的情况下采用新材料等等。这些减重都是几十克、几百克的往下减，最终累计的质量就比较可观了。其他的部门一般也都是这个过程，可能换比较轻质的轮圈，降低填充物，用其他的材料等等。总体上离不开优化和更换。但是这个减重到底过程非常容易引起各个部门的冲突，特别是成本部门和车身部门，所以开会也会相当频繁，也会相当累。这大体就是整个减重过程，等有机会可以单写一篇关于车辆减重的具体案例。

　　汽车重量与飘不飘，安不安全关系到底有多大，是不是就不厚道了

　　也不知道什么时候开始，汽车圈内就开始流行起车重才好，才皮实才安全才厚道，开车才不会飘。猹先生在这里非常认真的告诉大家，车重与汽车飘不飘、安不安全、皮不皮实、厚不厚道一毛钱关系都没有。汽车驾驶感受飘不飘与汽车的悬架标定的关系很大，也与汽车的空气动力学有关系，迎风面越大，越容易受到风的侧向力也就会越感觉飘，设计的湍流越多，流经底盘的空气越多也会使汽车更加不稳定，但是这种情况的影响还是微乎其微的，主要是侧向的迎风面积。而悬架的标定后的回弹特性更是直接影响整个车的驾驶感受，并不是车重就能把轮胎稳稳的压在地上。

　　汽车的安全性是个老生常淡的话题，汽车安不安全跟高速、低速碰撞有很大的关系，车身的覆盖件大多是为了保护行人和低速碰撞的，比如前后保险杠都是塑料件，很多SUV的后备门、很多小型车的侧门覆盖都用塑料件、很多车的机舱盖都用碳纤维，这些都跟大家想象的碰撞中安不安全影响不太大。而汽车的主要保护乘员的安全措施主要是纵梁、ABC柱、下边梁和溃缩吸能机构。正撞主要是纵梁和A柱及溃缩吸能机构，侧碰主要是ABC柱和下边梁及溃缩吸能机构，后撞主要是C柱和纵梁。所以那些敲敲车门，按按机器盖的，听听关门声都是瞎扯淡。再说一点就是关门的声音主要是由车门密封条和门框密封条的设计有关系，跟车门重不重没啥关系。

　　关于减重就不厚道的说法，这种说法也是无稽之谈，每一辆汽车为了达到上市时候消费者能看到的重量可以说是经过工程师们无数个加班加点，无数个开会争吵，无数个设计的修改才能达到的结果。减重不是不厚道，而是非常厚道的做法，因为减重是会增加研发的费用的。

　　今天猹先生粗略的谈了汽车减重的方方面面的事情，也是希望车友们能够理性分析到底每一辆车到底是为什么才会这样设计，而不是去跟风，去人云亦云，不知原因的去黑或者去捧某一款车，希望车友们能够不黑不夸，拒绝有色眼镜，去中立的看待每一款汽车，也希望车友们能够放下自身的思维桎梏，能够买到真正符合自己需求的车。

　　轻量化的前世今生 为么或变未来格局？

　　继《失控》预言汽车将做为“第四空间”成为人类的移动“工具”之后，凯文凯利又在最近的新书《必然》中论及汽车轻量化这一趋势。诚然，书中并未就轻量化的细节进行论述，但这与信息产业的发展也同样有着密切的联系，说到这是不是有些不太靠谱？

　　回到年初中国电动汽车百人会论坛上，科学技术部部长万钢再次谈到世界汽车的三个方向：电动化、智能化、轻量化，现场媒体提问十有八九离不开“智能”、“新能源”，但面对“轻量化”就如同异次元空间一般说不清个究竟，材料、工艺、结构？谁更重要？目前比较热门的话题比如宝马“碳纤维”、凯迪拉克“复合材料”等等，这些实际还是属于材料学范畴，但哪里要使用这些材料，哪里需要做些精简，哪里需要加强，这些都是汽车工程学需要解决的结构性问题，结构需求第一、材料第二，这点毋庸置疑，而在今天的汽车开发流程中，前端的塑模、拓扑决定了所有，但说起上世纪60年代发展至今的CAD/CAE技术对大多国内汽车人而言始终是个迷团。

　　实际上，20世纪60年代初，最早使用这种技术的便是大名鼎鼎的美国国家宇航局（NASA），其开发的NASTRAN有限元分析系统为随后的阿波罗登月计划提供了有利的技术支持，这也成为世界上首个为轻量化服务的“动态虚拟分析软件”，并由此发展出首批CAE领域的技术公司，并在之后的几十年获得了广泛的应用。

　　但即使如此，由于受制于计算机发展水平，后来大多数汽车公司的虚拟动态测试往往更多只能应用于产品开发后期，样机测试依旧大行其道。就如曾经提到的“台架试验”——构建和装配样机试验，这一过程通常要占用大量的工程时间且花费巨额费用，另外，由于仅能在开发进程相当晚的后期才能提供物理样机，那时已经存在的潜在问题需要在各个方面进行长时间且昂贵的测试才能解决。基于这些缺点，通用汽车早在21世纪初就开始应用具备一定精度的模拟系统，这样在制造出物理样机之前就可以识别出问题。

　　过去10多年来，随着计算机技术及应用的迅速发展，特别是大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，北美越来越多的机械、航空等领域的制造公司将这些技术应用于产品开发上，而通用汽车位于密歇根洲沃伦实验中心就有一处静谧之地，共有两座三层高的机房布满大大小小的集成电路以及服务器，为其工程团队提供全方位的试验服务，近年通用汽车接连开发出包括“LMS多体仿真软件”在内的众多研究成果更为虚拟动态技术寻找出更多应用可能。

　　“物理试验一直以来是验证虚拟动态精确性必不可少的工作，特别在开发新型轻量化汽车设计时，如今通用的虚拟动态技术可以在更早期的设计阶段就鉴别出问题，并且能评估新设计与已有设计之间的性能差异，这样节省了大量时间并能大幅降低成本。通过这种方式更能在开发早期获得更深入的见解，使工程师能够在新设计中消除所有主要的薄弱点，从而减少物理试验次数”数年前来自通用汽车公司的CAE工程师Chandra Shah就曾发表过这一段讲话。而数周前，Shah的同事，Lance Johnstone先生谦虚的将这套技术定义为“车身优化技术”并首次向国内记者展示了雪佛兰迈锐宝XL是如何通过CAE/MDO技术实现将近120公斤的“瘦身”效果。

　　值得注意的是，Johnstone先生在这次讲演中多次强调了迈锐宝XL在车身安全、刚度、静音、空间均丝毫不打折扣甚至有所提升的前提下能实现120KG的减重。而这样的减重成绩带来的最直接利好便是仅6.0L的百公里综合油耗，除此以外，车辆的运动性能也进一步提升，加速及制动成绩更佳。特别是对底盘的优化，还带来了灵敏的操控特征，通过转向灵活性提高，车辆响应性改善（偏航惯性减轻）。

　　在这次讲演中，一套完整的CAE/MDO模态分析讲稿也是第一次在公开场合与媒体分享，而以往我们常常听说某款车历经几十万、几百万公里的实路测时等介绍却并未出现在背景素材中，或许那些路测里程作为“亮点”已成为历史。对通用来说，如今的产品开发过程非常明确，即，在设计阶段通过“电脑模拟+人脑改进”的方式发现并解决潜在问题。路测，从某种意义上来说，是对这样的“电脑+人脑”组合的成果“检验”，只是测试车辆可靠性的一项常规的必备工作。而信息产业发展至今日我们日常生活以及汽车领域的影响也由此可见一斑。

　　遗憾的是，由于工作等原因，此次未能亲赴现场与Johnstone来一段对话，但从随后各大媒体的反馈中我了解到，迈锐宝XL的实测性能大幅优于市面上绝大多数同级车，当然我们还需要观察随后IIHS以及全球各大安全测试机构对其作出的评价。

　　在Johnstone的讲演中还有个有意思的小细节。Johnstone先生在历史介绍中谈到100年前，为了获得更好的操控、安全并解决耐久问题，雪佛兰使用了更复杂的悬挂结构，并首次采用了钢制结构的车身框架，这也是当年雪佛兰摘取全球销量桂冠的制胜法宝之一，可见在那个汽车各项功能亟待完善的年代，“提升车身重量”实际上是解决问题的主要途径之一。

　　百年后的今天，站在新一轮技术革命的风口，如同“新能源”、“智能驾驶”一样，“轻量化”也成为了这个品牌又一项要务，此文亦希望以此为开端，再就“智能化”与“新能源”之间的命题展开一次讨论。

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