在车圈有这样一句广为流传的老话：“增加10马力。不如减重1公斤。”虽然这句话有一定的夸张成分。但回归日常。汽车厂商在打造性能车或跑车的时候。也无一例外会在轻量化上“克克计较”。那么问题就来了。单纯通过减重这一个途径。究竟能对性能起到多大的提升呢？下面我们就通过几组海外媒体实际进行的减重试验来一探究竟！
直线加速是一项最能直观体现车辆动力性能的测试项目。所以咱们先来看看减重对于直线加速性能会产生多大影响。首先登场的是海外一档叫做ChrisFix汽车栏目的博主。起初他准备开着一台大龄宝马E46 330xi四驱版去参加当地的24小时耐力赛。为了满足比赛的性能需求。他必须对车辆进行一些改装升级。而他操作中的第一步就是给车辆进行减重。在减重前。这台E46 330xi的重量为1529kg。在车辆纯原厂的状态下。经过3次测试得出的0-97km/h平均加速时间为6.83秒。而当车辆减掉196kg重量后（减重方法后面会单独介绍）。车重只有1333kg的330xi。经过3次0-97km/h测试。平均成绩已经提升到了6.06秒。比减重前快了0.77秒。并且三次测试中的最好成绩甚至已经跑进了6秒以内。达到了5.97秒！
除了上述这名博主外。英国汽车媒体《Car Throttle》也进行了减重对于加速性能影响的测试。他们选择了一台只有70马力的迷你MPV（比小型MPV还小一个级别）--三菱Space Star作为测试车。在原厂1160kg的车重下。这台车的0-97km/h加速时间只能做到13.95秒。而当车辆减掉305kg的“肥肉”之后。它的0-97km/h加速成绩直接提高到了11.65秒。比减重之前足足快了2.3秒！
通过上面两个案例可以发现。给车辆减重确实可以带来相当可观的加速性能提升。那减重会直接提升加速性能这件事。又该如何通过严谨的物理学解释呢？其实这里面的原理跟“马力”这个单位的定义息息相关。具体是这样的：1782年英国发明家詹姆斯·瓦特正式获得了蒸汽机的专利。当时他为了衡量蒸汽机的性能。于是决定以当时代步工具--马车中的马匹作为标准。经过瓦特的计算。一匹强壮的马。可以在1秒钟将75kg的物体提高1米（如上图所示）。于是瓦特便以1马力=75千克力·米/秒来定义了“马力”这个单位。
为了方便理解。我们经过一系列数学换算后。也可以将“1马力”的定义等同于：在1秒时间内。将1.5吨的汽车向前移动5cm。也就是1马力=1500kg x 5cm/秒。
根据这个公式我们可以得出。如果在移动物体重量和移动距离不变的情况下。将马力放大10倍。那移动5cm的用时将从1秒缩短为0.1秒；而如果不变的是马力和移动距离。单纯将移动物体重量减轻10%。也就是将移动的1.5吨汽车重量降低至1.35吨。那在同样1马力带着移动5cm的情况下。用时就会缩短至0.9秒了。也正因如此。在车辆马力不变的前提下只进行减重操作。这台车的加速性能同样也会得到提升。
上：福克斯RS / 下：Zenos E10 R
而在量产车领域。更是有无数实际案例验证着马力公式中。移动物体重量对于移动用时造成的影响。像是福克斯RS和Zenos E10 R使用的都是350马力的2.3T福特EcoBoost发动机。但由于Zenos E10 R的重量只有750kg。甚至连福克斯RS的1569kg车重一半都不到。所以Zenos E10 R的0-97km/h加速做到了3.0秒。相比于福克斯RS的4.6秒性能车成绩。Zenos E10 R则直接可以比肩超跑了。
由此可见。单凭马力大小并不能判断一辆车的性能强弱。所以才诞生了“推重比”这个直观展示马力和重量关系的性能指标。推重比的计算方法很简单。就是用车重÷马力。其所得数字越小。也就代表一匹马力推动的重量越轻。理论上加速性能就会越好。比如福克斯RS的推重比为4.48kg/匹。而Zenos E10 R的推重比2.14kg/匹。相当于同样1马力在Zenos E10 R上推动的重量。连福克斯RS的一半都不到。
上：Exige S / 下：Mustang GT
一般来说。两台推重比近似的车。在变速箱差距不大的情况下。其在0-100km/h这种极速不高的加速测试中所取得的成绩应该也是近似的。像是搭载5.0L V8发动机的福特Mustang GT。其车重为1681kg。最大马力466匹。用车重除以马力得出的推重比为3.61kg/匹。而作为轻量化代表的路特斯Exige S。其搭载1.8L机械增压发动机。车重为942kg。最大马力260匹。推重比为3.62kg/匹。与福特Mustang GT几乎一致。所以二者0-96km/h的加速时间也几乎一致。其中福特Mustang GT为4.2秒。路特斯Exige S为4.1秒。
不过需要注意的是。虽然在0-100km/h这种极速不高的加速中。推重比相似的车所取得的成绩是近似的。但如果继续将车速提升。那在同样推重比下马力。车重更大的那位。就会在加速方面占据优势了。这是因为车速越快。就需要消耗更多的动力去对抗风阻。像是在80km/h的时速下。克服空气阻力大约需要消耗60%的动力。而当车速达到200km/h时。车辆将会有85%的动力消耗在克服风阻上。此时由于马力更大的车在扣除用于抵抗风阻的那部分动力损耗后。所剩的马力依然更大。所以自然就能在高速区间内占据加速优势了。
像是在100-200km/h的加速测试中。福特Mustang GT的成绩为9.9秒。而路特斯Exige S则需要14.1秒。由此可见。对于马力较小的车型而言。减重对加速性能的提升会主要集中在高速以下的速度区间。这也就意味着。轻量化在加速性能方面并不能完全取代大马力。
相较于加速性能的提升。减重对于车辆操控。以及赛道圈速方面的提升会更加立竿见影。这是因为相较于单纯的直线加速。车辆在崎岖赛道里还要面临繁多的过弯。制动场景。而这些场景对于马力的需求并不会像直线加速那么大。反而是可以大幅降低刹车负担。以及提升过弯能力的轻量化车身会对成绩产生很大影响。下面咱们来看具体案例。
前面提到的那档名为ChrisFix栏目的博主在做完加速测试后。他还对减轻了196kg的330xi进行了制动测试。在相同测试环境下。这台刹车系统已经严重老化的330xi的3次97-0km/h平均制动距离。从减重前完全不合格的52米。直接缩短至了勉强能看的42.8米。也就是说。这台20岁高龄的老3系。单纯凭借196kg的减重。就缩短了9.2米的制动距离！
此外。上面对三菱Space Star进行了305kg减重的英国媒体《Car Throttle》。也在减重前后分别进行了制动测试。在原厂1160kg车重的状态下。这台家用MPV的97-0km/h制动距离为39米。算是家用车的正常水平。而在大幅减重305kg之后。这台重量仅为855kg的MPV。制动距离竟然直接缩短至了33米。这个可以比肩保时捷911的成绩了!
与此同时。《Car Throttle》还对这台三菱Space Star进行了赛道圈速测试。在原厂1160kg车重的状态下。车辆的圈速成绩为44.16秒；而在减轻305kg后。这台重量仅为855kg的MPV的圈速则提升到了41.4秒。比原厂状态快了2.76秒。跑过赛道的朋友一定知道。对于一条40秒级别的小赛道而言。2.76秒的圈速提升已经非常大了！
通过上述两个案例不难看出。给车辆减重可以大幅提升车辆的制动和操控性能。那这个提升又该如何通过严谨的物理学来解释呢？其中的原理是这样的。根据牛顿第一定律。即惯性定律可知。当车辆行驶时。自身运动所产生的惯性会让车辆朝着原来的行驶方向移动。直到外力迫使它改变运动状态为止；此时再结合牛顿第二定律。物体的加速度大小和作用力成正比。但跟质量成反比可以得出。车辆越轻。想要改变它的加速度。以及力的方向也就越容易。相当于车辆会更容易在弯前实现减速。并会更容易通过改变力的方向来过弯。反之。越重的车在制动。拐弯时就会越费劲。
此外。如上方所示的动能定理公式还告诉我们：车辆的动能（E）。与重量（m）成正比关系。车辆越重。动能越大。并且这个动能还会随着车辆速度（v）的增加呈平方级别的增长。这也就意味着。惯性本来就大的高重量车辆。叠加更高的车速。那就会带来更大的动能。而更大动能所带来的更大惯性就会使车辆更难改变行进方向。因此在过弯时就必须得把车速降得比低重量车型更低。才可以保证车辆能正常过弯。此时反观重量更轻的车。由于其自身具备的惯性更小。所以要想改变车辆的行进方向也就会更容易。实际体现在赛道中。就是在其它环境不变的情况下。体重越轻的车。就越可以用更高的车速过弯。
除了更短的刹车距离。以及更高的过弯速度外。重量更轻的车还可以获得更好的出弯加速性能。而反观重量更重。但推重比和轻量化车型一样的大马力重车。由于其更大的马力无法在弯前制动。以及过弯时为车辆提供帮助。且更大的重量还会起到副作用。并抹平出弯时的大马力优势。所以在弯道多。直道少的赛道驾驶或比赛时。车手都会更倾向于选择马力尚可。但重量更轻的车型。毕竟更轻的重量。对于车辆性能的提升是全方位的。不会像大马力那样具有很强的使用场景局限性。这也是为啥“增加10马力。不如减重1公斤”这种略带夸张成分的话。在赛道圈却会被奉为真理一般对待的原因。
在讲完轻量化对车辆加减速。圈速等方面的提升后。那在实操层面我们又该如何对车辆进行有效减重呢？
事实上。给车辆减重的核心就是一个字--拆！如果把车上与驾驶无关的所有配置和硬件全部拆除。那车重自然也就减下来了。其中。最简单。同时也不会对日常使用产生太大影响的操作就是拆备胎。目前大部分车型的备胎都是钢圈+非全尺寸备胎的组合。将其卸下至少可以减重15kg。如果再连带将千斤顶。扳手之类的换胎工具拿走。整车还能再减掉5kg左右。
在保证车辆各项舒适性配置都可以正常使用的前提下。除了将备胎移除外。咱们还可以通过将原本的铅酸电瓶更换成重量更轻的锂电瓶来实现大幅减重。目前。家用车的铅酸电瓶普遍重达18-22kg左右。而轻量化的锂电瓶则只有2-2.5kg。也就是说。如果你愿意花2000元去更换锂电瓶。就可以为车辆减重16-20kg。
在拆除备胎和更换轻量化电瓶后。后续的减重操作就会多多少少影响到车辆的日常使用了。首先最常见的操作就是拆椅子。一般来说。前排两张座椅的总重会达到60kg左右。而后排座椅由于大多只是坐垫+靠背的结构。不像前排座椅一样拥有坚固的金属支架。所以整个后排座椅的重量一般只有30kg左右。那如果我们将所有座椅都拆掉。就能为车辆直接减重90kg。至于主驾驶位空缺的座椅。我们则会装上重量只有8-10kg的桶椅。相当于通过对座椅进行操作。我们就能为车辆减重大约80kg。
在拆除座椅后。原本那些隐藏在座椅下方的隔音棉。盖板就开始向我们招手了。将它们一并拆除又能带来大概10kg的减重效果。再加上之前的所有减重操作。现在整台车已经足足甩掉130kg的“肥肉”了！此时如果我们的减重对象是一台拥有131马力。车重仅为1058kg的手动飞度。那在减去130kg后。它的车重将会变为轻盈的928kg。并且推重比将会从原来的8.08kg/匹。提升到7.08kg/匹。要知道。拥有177马力。重量仅为1276kg的1.5T手动思域的推重比不过7.21kg/匹。这也就意味着。一台GK5在不进行动力改装。仅拆除备胎。座椅。更换锂电瓶的情况下。推重比就能比1.5T原厂思域更大了。
如果你想继续追求极致减重。在赛道上做出更好的圈速。那还可以将气囊。音响。地毯。中控台等部件全拆掉。并使用结构简单的四点式安全带替换原厂锁止机构较重的三点式安全带。以上这些操作还能继续减重45kg。当然。如果你一点不在意舒适性。那还可以将贴在金属底盘上的止震板拆掉。这样还能再减重10kg。不过缺点就是整台车开起来会出现十分明显的金属共振和挤压声音。并且轮胎卷起砂石打到底盘上的声音也会更响亮。
当把车辆拆到这种地步后。车上还能大幅减重的地方就只剩内饰顶棚和天窗了。其中内饰顶棚大约重5kg。天窗要是普通小天窗的话。一般重20kg；全景天窗则重25kg。在将天窗拆除后。通常的操作方法是用0.5mm厚的铁皮通过焊接的方式将缺口补上。以普通天窗大约0.3m²的面积来计算。填补天窗的铁皮重量大约在0.9kg左右。这也就意味着。拆掉天窗大概可以优化出19-24kg。不仅如此。由于内饰顶棚和天窗都安装在车身的最高点。所以拆除后还能降低车辆的重心。进而减少侧倾。提升车辆的过弯操控性。
在现实生活中。像是在一些赛事中常见的1.5T 10代手动思域。在拆除备胎。座椅。隔音材料。内饰装饰件。止震板。以及移除了内饰顶棚。天窗并换装铁皮之后。可以比原厂减重约214kg。最终车重只有大约1063kg。在1.5T发动机保持原厂177马力不变的情况下。10代思域的推重比也会从原厂的7.21kg/匹。直接提升到6kg/匹。要知道。拥有258马力的G20代宝马330i。其推重比也不过5.7kg/匹。只比减重后的思域略强一点。也就是说。在不考虑轮胎抓地力。以及前驱这种驱动形式在加速方面的天生劣势。一台经过偷轻的思域在0-100km/h这样的短距离加速方面并不会比5.6秒破百的宝马330i慢很多！更关键的是。思域减重后仅1062kg的“羽量级”体重。还会让它在圈速方面比重达1610kg的宝马330i具备不小的优势！毕竟在过弯时。它所受到的惯性要远远小于1610kg的330i。
一番分析下来不难看出。减重对于操控。刹车。动力性能的提升效果是立竿见影的。不过对于绝大多数家用车来说。要想在不影响日常使用体验的前提下去减重。确实也并非易事。正因如此。汽车厂商才一直致力于轻量化的研究。试图在不影响使用体验的前提下收获性能和节油。所以在如今这个时代。大家可千万不要因为某款车比同级车都轻。就喷它是偷工减料。说不定厂家工程师为了降低这几十公斤重量。付出了我们难以想象的精力和成本呢！
