引言 |  Duang！这里该减肥了

身边有好多姑娘天天嚷嚷减肥瘦身，但其实吃的比谁都多。

要说认真对待减肥这事的，车聚君觉是汽车工程师。他们想尽各种办法让车更轻，比如优化车身结构、用更轻的合成材料、铝、碳纤维替代钢铁，甚至把底盘上的支架打出一排孔洞－－就为了减少几克的重量。

更不用说，现在流行的把V6发动机换四缸涡轮机了。

汽车有一个地方不容易减重，即变速箱。变速箱技术更新速度比发动机还慢，目前主流仍是手动档、双离合、CVT、带液力变矩器的自动变速器等，从结构上减重潜力小，成本原因又不允许普及昂贵的钢材替代材料。

一、美国小伙的新创意

但随着混合动力在汽车圈兴起，又有牛人巧妙地运用电机给变速箱减重。一位来自美国麻省理工学院、名为Dan Dorsch的研究生设计出了一款用于高性能车上的无离合器混合动力变速箱（clutchless hybrid transmission）。

这台变速箱只由两台电动机和不同档位齿轮组构成，没有离合器、液力变矩器以及复杂的行星齿轮组，比保时捷918、Laferrari、迈凯伦P1、NSX等超跑上使用的双离合变速器等结构简单、体积小、重量轻。Dorsch也凭借这项设计获得了1.5万元的高额奖学金。二、原理得从手动变速箱说起

了解这台变速箱原理前，车聚君来科普点变速箱常识。在所有变速箱中，手动变速箱是结构最简单、最原始的一种结构，通过不同齿比的齿轮组合来减速增矩、改变车辆前进方向。

汽车开起来后，动力从发动机曲轴经离合器传入变速箱输入轴，变速箱内不同档位齿轮组同时飞速旋转，哪个档位齿轮与输出轴相连即为哪个档位。

由于不同档位齿轮转速不同，换挡时，当前档位齿轮与即将挂入档位齿轮要通过同步器摩擦使转速相同，变速器输出轴与即将挂入的档位齿轮顺利啮合。因同步器摩擦力矩有限，所以换挡时必须通过离合器断开与发动机的连接。

但要知道，从前的手动挡是没有同步器的，老司机们要通过两脚离合的方式换挡。玩的更溜的老司机还有不踩离合换挡的神技。具体操作不多讲，网上教程有的是。

技巧就是利用手动挡工作原理，摘至空档后，找准下一档位对应的转速迅速推进去，简洁流畅，还能延长离合器寿命（当然非老司机不要随意尝试，玩不好很容易打齿损坏变速箱）。

三、老司机不踩离合换挡的启示

老司机的故事告诉我们：离合器和同步器并不是变速器的必需品。

Dorsch的无离合混动变速箱就是利用这个思路。变速箱内部的小型电机专门负责不同档位齿轮组间的转速匹配。换挡过程中，电机迅速两组齿轮的转速匹配好，然后切入下一档位，动作稳准狠。

由于有了这个精准的电机，离合器可以省去了。对于双离合变速器来说，离合器、用于散热的离合器油液也都不需要了，这就能节省十多公斤的重量。俗称“大瓢”的离合器外壳也能把空间让给其他零部件，间接提高了车内空间利用率。电机还充当起动机的角色，又能节省近4公斤。

变速器外面的大电动机不但能以轮胎抓地的极限进行加速和弥补换挡过程中的动力中断，还能通过反转电极实现倒车。这样变速箱内又可省去倒挡齿轮，重量和体积进一步减小。根据测算，这台变速箱比保时捷911上的PDK变速箱轻了20%多。

四、离量产不远了

这款变速箱虽然是个概念技术，但是已经进入了技术验证阶段，Dorsch已经为他的棒呆的发明申请了专利，专利中详细的描述了其结构、功能甚至驾驶模式。

根据外媒报道，这款变速箱已经被不少汽车厂商看上，最早也许在今年（2017）就以OEM的方式出现的量产高性能车上。Dorsch还透露他在设计更紧凑更轻便的单电机无离合混动变速箱，具体什么结构什么原理还没有更多消息，相信一定会更黑科技。

车聚小结：

不得不服，用电机替代老司机的办法确实巧妙，也不由得令车聚君想起了观致与柯尼塞格合作研发的无凸轮轴发动机技术，后者也能大幅减小发动机尺寸、降低重量。

但车聚君也有疑问，这些黑科技真正量产后的可靠性有多高呢？

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引言 | 以后，塑料感太强不一定是贬义词

毋庸置疑，轻量化是汽车行业发展方向之一。理论上来说，车重每减轻100千克，百公里油耗会降低0.4升左右。在保证性能前提下，轻量化汽车既省油钱又环保，对消费者和环境都颇有益处。

通常汽车轻量化需要从材料和工艺入手。随着技术的发展，新材料、新结构和新工艺结合，诞生了一种特殊的轻量化车身结构：一体成型车身。

一、一体成型可减重60%

常见轿车车身一般是由车门外板、顶盖、前后翼子板、侧围盖板、地板等一系列零部件组成，经过了钢板冲压、板件焊接、白车身涂漆和总装四道工序形成整车。车身作为承载件，是轿车重量的主要来源，并对车内乘员的安全起着保护作用。在我们印象里它是下图这样的。

但是你有没有听过轿车车身还有别的制造方法？一种不需要焊接也不需要胶接的制造方法。这就是一体成型车身，它看起来则是下图这样。

其实，一体成型车身还有一个更加让人意外的称呼—全塑车身。顾名思议，车身主体部分采用的是轻质滚塑材料，即一种塑料。这种车身结构不同于传统的车身制造方法，用高分子材料替代了钢材，并采用滚塑整体成型工艺制造车身，由于原材料可以进行调色处理，车身就不再需要涂漆处理了，省略了冲压和喷涂等工序，这就是“一次成型”。

塑料在汽车中应用很广泛，但是全塑料制成的车身是不是出乎意料呢？这样的工艺和材料，能够让车辆大幅减轻。

由于质量轻、结构简单等特点，这类车身结构主要使用在电动轿车中，也是顺应了新能源车发展趋势。以丹麦节能电动车ECOmove QBEAK为例，车身尺寸为3,000×1,750×1,630mm，整备质量仅为425Kg。而同尺寸的传统轿车车身重量基本在1,000千克以上，即使是尺寸更小的Smart，车身尺寸2,695×1,663×1,555mm，整备质量也有920-963千克。

毫不夸张地说，一次成型车身采用简单结构和轻质塑料，比规格相近的金属车身减重60%以上。

二、滚塑整体成型工艺：新车开发更快

上文我们知道了这种成型工艺带来的好处，那么什么是滚塑整体成型工艺呢？简单来说就是将塑料原料加入到特定模具中，然后使模具沿着两垂直轴不断地旋转并加热，模具内的塑料会在重力和热能的作用下，均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，成型为所需要的形状，再经过冷却定形，脱模等工序后获得一体成型制品。下图是简化后的工艺原理图。

滚塑整体成型工艺的一大特点是：可以一次性制备出具有复杂曲面的大型或者超大型的中空塑料制品。这正好满足了轿车车身体积大，外观线条流线、曲面圆滑的要求。

有些人可能会混淆滚塑整体成型工艺和一体式冲压成型工艺，其实后者是出于简化焊接工艺、提高结构强度、增强美观性的目的，多见于车门冲压中，但这并没有脱离传统的车身制造方法，而前者则是一种颠覆性的方法，将车身的制造一次性完成。

虽然这项技术还不是很成熟，仍处在起步发展阶段，但是这类技术仍具备很多优势。比如说：

▎传统整车开发大约需要1亿元人民币左右，这在很大程度上会制约汽车的发展，而这种新工艺简化了车身结构，降低了零部件制造难度和成本，缩短了产品制造周期；

▎相比于传统车身，全塑车身重量降低了一倍以上，这十分有利于实现车身轻量化，降低油耗的目的；

▎一般一次成型技术具有多种模块套件，设计自由度大，可以实现定制生产，提高了车身个性化程度；

▎由于车身使用了环保型塑料，制备中不会对环境产生污染，车身日常使用不会受到腐蚀，耐久度高；

▎可以通过对原料调色的方法直接获得A级表面的车身，与传统涂装工艺相比可以节省磷化、电泳工艺的巨大投入，使得生产过程更加环保、能耗减小。

三、塑料车身也可以安全

我们知道车身对安全的要求是很高的，这种一次成型车身真的能够达到强度要求吗，它能保护我们的安全吗？它的优点在哪里呢，缺点又在哪里呢？

以某国产电动汽车为例，车身采用了一次成型技术，割除车门后车身质量约为71千克，整车质量也仅为500千克，但是限定安全车速不能超过60公里/小时。那么一次成型的塑料车身就真的没法保证强度了吗？No，这里有几个补强方案。

由于塑料天然的强度缺点，而且容易产生收缩变形，单纯的塑料结构不足以满足强度要求。为了解决这一问题，很多一体成型车身会采用内置钢网结构或者添加强化材料如玻璃纤维等，来增强车身的结构强度。

以内置钢结构为例，具体做法是将钢网内嵌入模具内部，在滚塑加热过程中使原料包覆钢网，这就好像钢筋混凝土结构一样，钢网抵消了塑料的收缩变形，提高了车身强度。此外，有的厂商为了进一步加强车身强度，还会在车身内侧增加铝制骨架，虽然重量增加了一部分，但可以有效地保证安装在骨架上面动力系统的安全。

当然了，由于一次成型全塑车身对模具的加工精度、开合模速度、制品统一性有更高的要求，工艺难度大，如果单纯地采用纤维增强，无论是预先混合还是后混合都无法使纤维与原料均匀地混合，这直接导致了车身制品的力学性能不是很稳定。

车聚小结：

一次成型从材料和结构角度大幅减轻了车身重量。虽然现阶段来说这种车身还存在着诸多缺点，仍处在起步阶段，但是已有提升强度的方案。

目前该工艺还只限于低速电动汽车市场领域，未来则有望拓宽使用范围。安全性的提高将是大范围推广的关键所在。

未来倘若你在街上看到一辆电动车，别人也许只能说：“看哪，那车是塑料的。”你大可逼格满满地说：“亲，那是一次成型车身。”

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