能量守恒定律告诉人们,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体传递给另一个物体。这是自然科学中最基本的定律之一。
即便是在魔法世界,这个定律也依然成立。你所见到的轻轻一挥魔法棒就能让物体浮起来,其实是通过特定的符文、卷轴、魔法阵等储能物,释放部分能量作为魔法的引导,使周围的自然环境和魔法阵产生共振,并透过自然环境的能量产生魔法。
退一步说,即便不用借助卷轴,而是魔棒一挥就能让物体浮起来,那么至少挥手的动作也是要消耗能量的。
在汽车工程领域,这一定律也是成立的。
但你是否想过,有没有一样东西能够让汽车同时拥有更猛的加速、更快的过弯速度、更好的操控、更短的制动距离、更低的燃油消耗、更少的尾气排放……同时,它也不会耗费更多的自然资源,比魔法更神奇。
实际上,它确实存在,它叫做“轻量化”。
跑车制造商莲花(Lotus)的创始人柯林•查普曼虽不是第一个领悟此奥义的人,但他确将轻量化趋势变得盛行起来。他最著名的口头禅是“简化结构,然后再让它轻一点”、以及“增加马力只能让你在直道上更快,而减重却能让你在任何地方都变快”。
当然,查普曼所谓的轻量化不仅是采用更薄或者更少的材料,而是将材料用在“用在刀口上”。如今,一辆拥有376马力的宝马X5和一辆134马力的Lotus Elise Sprint相比,两者拥有相同的功率-重量比,但是显然,后者的驾驶乐趣要远高于前者。
如果你不太了解后者,那么我们换一组例子——Jeep大切诺基和奔驰A45 AMG,你觉得哪个操控更好?答案显而易见。
所以这就很奇怪了。既然轻量化这么好,为什么在最近的20年里人们仍然把汽车造得越来越重?是工程师都不懂车吗?
导致这一现状大致有三个原因。最明显的一点,人们对豪华的追求主要体现在配置和材料的堆砌上。例如更厚的座椅靠垫、更充实的隔音棉,以及更高科技的电子系统等等,随之而来的就是线束增多、电子元件增多,它们都会让车变重。
另一方面,顾客对汽车安全的要求提升,法规对安全的要求更加苛刻。虽然重量和安全性不是正比关系,但至少呈正相关关系。整体而言,厂商仍然需要往车架上粘合各种刚度的合金以在各类碰撞评级机构的测试中获得高分,以此作为向消费者们兜售产品的卖点。
在医疗领域,预防的重要性远大于治疗;而在市场上,人们却宁愿购买那些事故发生后更耐扛的产品。因此,汽车的重量随着用户的需求逐渐上升了。
第三个原因是上述两者综合形成的结果。一辆车变得更豪华、更安全之后,显然它变得更重,速度变慢。对于用户而言,有两个选择,一个是减重,另一个是提升动力。相信大部分人都会选择后者。
那么问题来了,动力提升需要更大型的发动机,即便不是这样,你也需要多加一颗涡轮的重量;此外,为了配合更强的动力,需要采用性能更强悍的刹车系统和悬架系统,甚至轮胎。发现了么?这是一个恶性循环——车又变得更重了。
不过,这个循环有希望被打破。
各国政府终于发现汽车们患上了严重的“肥胖症”。为了减少它们排出了过多环境无法承受的CO2等各类气体,政府开始征收排放税、淘汰并惩罚排放不达标的汽车。于是,汽车制造商们这才慢慢悠悠地呼吁轻量化。不过,过了没多久,工程师发现依靠技术手段就可以在实验室里跑出达标的排放,于是又在轻量化的道路上“偷工减料”。
当然,同时也有一些汽车制造商在踏实地做着轻量化的工作。例如路虎发现的新一代车型仅为2105千克,比上一代减重465千克。虽然新款车型在动力参数上略微下降,但套用上文所说的“功率-重量比”概念可以很明显地推断出它的实际动力表现是提升了的。
之所以没有太多的汽车制造商这认真地做轻量化是因为:为一辆车减重的过程中涵盖了大量的设计、工程改良成本,而这些成本无法明确地向消费者一一解释。在减重100千克和发动机功率提升100马力两者之间,消费者显然更容易被后者打动。这一点可以说是汽车制造商们最大的“难言之隐”。
以路虎为例,旗下多款车型的轻量化工作不只是减少某些材料的使用,更大的成本来自于材料的改良和配方。例如同重量的铝材要比钢材贵得多。宝马热衷于使用的碳纤维材料的成本更是高得离谱。
总之,只有当“轻量化”成为消费者的主动诉求而不仅仅是法规要求之后,这项技术才有可能得到快速发展——就像现在的自动驾驶系统和车载互联配置那样。
就目前而言,似乎欧美的消费者都尚未理解其中的奥秘,更不用说汽车文化沉淀较少的中国市场。而要实现这个愿景,只有靠各方组织向市场灌输“并不只有更重的车才是更豪华和更安全的车”这一观念。
届时,“车重-用更复杂的机械结构提升动力-车更重”的恶性循环会变成“车轻-减少一些冗余的部件-车更轻”的良性循环。这样一来,车的性能提升了、驾驶乐趣回归了、环境变好了。
60年前,柯林•查普曼已经悟到了这一点,为何60年后的今天人们对车却越来越迷茫了?