汽车轻量化发展趋势报告(2)

结构的改变—发动机的轻量化

这个方向的主要趋势是整合零件，减少零件数量，减小总成零件的体积，当然是在不影响汽车安全和性能的前提下。目前很多厂家都在积极的进行总成的轻量化，发动机是个非常典型的例子。

对于发动机总成的轻量化由来已久，上至豪车下至平民车型都在积极推进，发动机作为一部整车最重要的大总成，其轻量化意义重大。

为了达到控制废气排放和提高动力性等发动机性能的目的，发动机又必须引入新的组件，如涡轮增压器、EGR、后处理器和电控系统等，或强化原有零部件，如喷油泵的加强等，这样一来又会使发动机的重量有所增加。由此可见，要实现发动机轻量化并非易事，决不是通过较单一的措施就能实现的。

发动机的轻量化可以通过替代材料减轻重量，还有就是结构组成的优化，另外对组件的模块化和关键零件的结构优化也可以达到轻量化的目的。

我们以大众横置模块化MQB平台而全新研发的为EA211发动机为例，可以直观的了解结构的改变对于发动机减排的影响。

在驱动器件及相关附件中，由于从应用于EA111的金属材质的传动链改成用于EA211的非金属齿形带，加上包括张紧、连接链轮和带轮的不同，已使后者重量有所下降；再次，驱动系统的外罩部件是一重要的外附件，EA111采取的是集成、整体式铝合金链轮罩壳(其中还包含了机油滤清器等功能件)，而在EA211中则变成了分体式结构，3个外罩件中，除了中间那个安装滤清器的为铝制件，另二个均为塑料件，从而大大减轻了后者重量；最后，EA111的壳体为薄钢板冲压件，其上还固定了一个用于润滑的由链轮驱动的油泵。

而EA211油底壳的材质是铸铝，其上除了带有机油泵外，还固定了一个机油滤清器和一个空调压缩机，显然后者的集成化程度较前者更高。

曲轴的轻量化更加明显，EA211发动机曲轴减少扇板数量，从传统的8片减少到4片；减小扇板的宽度，并进行形状优化；缩小主轴颈的尺寸，平均缩小10%。

这样一些列的工作下来，EA211系列发动机的质量减轻了约22kg，达到18%左右，燃油消耗也相应地下降了8%～10%。碳排放水平来看，EA211的减排效果也很明显，以有可比性的1.6L MPI发动机为例，每公里CO2的排放量可减少10g左右。

结构的改变—变速器轻量化

变速器是汽车动力总成的主要组成部分，而变速器齿轮传动机构又称为汽车变速器机构的主要组成部分，其其量化技术同样是一个系统工程，可采用细化(小型化)、优质、减免、整合、改质、异构、优化等措施进行轻量化技术设计。

日产2009年实现量产化的CVT7变速箱的最大特点就是全球首次采用副变速箱技术。改变结构的这一创新既缩小了变速器的体积又增加了速比。

我们知道，传统的CVT变速箱主要是靠改变主动轮和从动轮的直径来实现改变传动比的。不过日产的CVT7变速箱，在此基础上创新性地加入副变速箱。这个副变速箱其实就是一套行星齿轮组，位于从动轮与输出轴之间，可以实现两个档位以及倒档的功能。一挡的速比为1.821，二档的速比为1.000。

另外由于将前后切换装置与副变速器一体化的设计，同时采用更小的主、从动带轮，从而实现小型化、轻量化。这款变速箱在原来基础上，减少了10公斤的重量。

所以，伟大的科研人员总是能通过突破性的改变其内部结构来实现车辆的轻量化。汽车轻量化深入到每个零部件中，研发人员为其掏空心思，于是我们的车辆耗材越来越环保，性能不断攀升，油耗却逐年降低。

效率的增加—发动机的小型化

各种零件和总成的小型化我认为也可以归结到轻量化的科技中，不过尽管这些和效率的关系更加密切。三缸发动机在近两年的时间突发猛进发展，并且大有燎原之势。

如果更小型的发动机也可以达到相对更高排量发动机的效果，那么何乐而不为呢？ 福特在早前就发布了超小的EcoBoost1.0L三缸直喷增压发动机，这款投影面积仅为一张A4纸大小的小排量发动机，是由福特在英国的唐顿技术中心和在德国的Merkenich技术中心共同设计开发的，福特1.0L Ecoboost三缸发动机的最大功率为123马力，最大扭矩为201牛·米。也一举夺得了在德国举办的国际年度发动机大奖。这款发动机将取代福特的1.6升四缸自然进气发动机。

这台三缸发动机装配有Valvetronic电子气门技术以及一个双涡管涡轮，压缩比超越了N20和N55达到了11:1，如何控制好发动机的爆震也显得尤为重要，该款发动机的输出功率最高可达到165kW，最大扭矩则能达到240Nm，将取代现有的1.6T增压引擎。宝马全新研发的1.5T三缸增压发动机将成为未来宝马B级以下车型搭载的主要动力系统之一。

安全与轻重无关

这是一个颇有争议的问题，这也代表好的科技不一定会带来好的销量，舆论的指向也会让消费者再三考虑。这是营销中的秘诀，它加入了人与人之间复杂的成分，所以，新的科技看起来总是弱一点。

就像是有一部分人会认为这些轻量化的技术不过是资本主义耍花招想挣我们口袋里的钱罢了，铝合金哪里有钢结实，哪里有钢经撞啊；钢板太薄啦，必须是厚厚的才结实嘛；某日系车从中间锯开，夹层是纸壳子啊，这安全还有保障嘛；你看那美国的校车，悍马都撞碎了，装甲级别的，你看看人家！

汽车的安全非常重要，对于车辆来说，汽车安全分为主动安全和被动安全两大方面。主动安全大多是一些辅助的电子系统。被动安全是指汽车在发生事故以后对车内乘员的保护，如今这一保护的概念已经延伸到车内外所有的人甚至物体。

通常被动安全更容易被相互谈论，因为事故总是突如其来，令人印象深刻。车架在其中承担了非常重要的角色，车架的轻量化也使用了高强度的结构钢和铝合金，通常车架碰撞后的吸能、分散能量、抵御变形的能力的强弱才能真正起到保护车上人员的作用。

所以，由于车架设计的不合格，很有可能造成车虽然没怎么变形，但是人变成了吸能的介质，对于这个结果，还是宁愿让车子变形的多一点。

所以，每当我们指着一辆被撞得稀里糊涂的车，幽幽的说，这车质量真不好，都撞烂了，的时候，我们都在犯同样的错误。生命远比车可贵，如果想知道究竟哪种车的质量好，应该翻看全球的车辆事故死亡率报告。

除此之外，有专业标准的碰撞试验是科学严谨的，能够一定程度的检测车的质量。但毕竟实际的碰撞是复杂的，我们没有办法只通过碰撞试验去标定一辆车的安全程度，碰撞试验只是给予了我们一个参考的标准。

轻量化绝对是汽车发展的趋势，五六十年前的轿车，平均重量在2500公斤到3000公斤，而今天的轿车平均重量是1500公斤，重量几乎降低了50%。所以，如果你固执的觉得厚厚的钢板以及坦克的重量级才够安全，那我也没什么好说的了，因为脆弱的汽车的确不是坦克的对手。

但是轻量化是一个循序渐进的过程，我们不可能看到这些铝合金、镁合金、塑料家族一下攻城而上，一方面是钢材的高韧性还是其他轻金属材料达不到的，例如奥迪A8的B柱里面有热成型钢内衬，另一方面大范围的量产这些昂贵的工艺材料都会影响到汽车的价格和销量。各大车企正在积极推进轻量化的进程，循序渐进的让这些目前还是轻量化的材料成为普通的耗材。

自重轻的车可以节省能源、降低污染，更会降低交通事故的发生率。如果所有的轿车整体轻量化，整体动能降低，所以长远看来，轻量化的发展会减少交通事故的伤亡率。轻量化必定是汽车发展的趋势，喜欢那份厚重感的人们也需要望而兴叹了。