
汽车是世界科技状况的极佳体现。曾几何时,我们的社会依靠纸质地图和简单的机械装置来为发动机输送汽油。如今,我们乘坐的车辆中充满了高级计算机,管理着从发动机输出到导航到目的地的一切。随着时间的推移,我们的汽车发生了很大变化,美国环保署(EPA)对此有一些极其准确的数据。让我们来看看多年来汽车的重量、马力和0-60英里加速时间的变化。
这一切多亏了2023年EPA汽车趋势报告。它包含了丰富的指标,描述了汽车的变迁。报告会告诉你多气门引擎和多点喷射何时变得重要,以及自动变速器何时在效率方面超越手动变速器。但我们在这里感兴趣的是多年来汽车变得更快、更重、更强大了多少。
更快了?哦,确实是的。现代汽车与往昔相比快得像闪电一样。EPA的数据可追溯到1978年车型。现在,虽然我们说车辆更快,但纠察人士可能会建议我们用“更敏捷”,因为我们确切感兴趣的是加速能力。让我们来深入了解过去五十年左右车辆的0-60英里加速统计数据。
我们立刻就能看到这些时间的一个有趣趋势。汽车在70年代末到80年代初变得慢了许多——鉴于那时正值低迷时代(Malaise Era),这一点毫不奇怪。引擎被排放设备所束缚,一切都显得很平庸。我的意思是,你看这辆LTD努力挺过四分之一英里的表现:
最终,制造商学会了如何适应排放规定,并开始制造更清洁、更强大的引擎。0-60英里的加速时间在80年代初开始呈下降趋势,并一直持续到今天。
有趣的是,这一趋势在所有类型的车辆中都非常一致。自1978年以来,轿车和旅行车的0-60英里加速时间下降了44%。基于汽车平台的SUV下降了46%,而基于卡车平台的SUV和小型货车下降了42%。皮卡车的时间改善最多,下降了48%。EPA指出,这很大程度上是由于所有车辆普遍增加的动力所致。例如,在皮卡中,这通常被宣传为增加牵引力和载荷能力的方式,但它也带来了副作用,使卡车变得更快。
还有一个事实,那就是电动车(EV)彻底改变了游戏规则。电动车从0转开始就能提供满额扭矩,与功率输出相似的内燃机车辆相比,它们在0-60英里加速时间上能够做到极其迅猛。
令人觉得有趣的是,现在平均的0-60英里加速时间只有7.6秒。这和1980年法拉利308 GTSi一样快,比1988年保时捷944 S或1985年别克Regal Grand National慢那么一点点。总的来说,比80年代初期的平均时间少了一半以上。
有趣的是,尽管多年来车辆变得越来越重了,但车辆的加速时间却变得更短。然而,自1975年以来的故事其实颇为有趣。我们首先看到汽车变得更轻了,从1975年到1981年,平均车重从4060磅下降到3200磅。这减轻了足足21%——想象一下,每辆车的重量减掉五分之一!从那时起,重量开始缓慢而肯定地上升,到2022年车型年达到了历史最高点,每辆车平均4303磅。
如今的汽车更重了,但没有你想象的那么多。至少与1975年相比。80年代初确实见证了平均重量的下降,但从那时起一直在上升。然而,总的来说,平均车辆重量只增加了6%。轿车和旅行车实际上减轻了11%,基于汽车平台的SUV下降了3%。但基于卡车平台的SUV增加了7%,小型货车增加了9%。最重要的是,与1975年相比,皮卡增重了29%。
按车辆类型细分,我们也看到了有趣的趋势。重回1975年,轿车和旅行车的重量比平均皮卡重约45磅。考虑到当时的卡车通常很简朴,而轿车和旅行车则配备了完整、豪华的内饰,这一点并不奇怪。如今,情况完全相反,皮卡的平均重量比轿车和旅行车重达1575磅。这甚至考虑到了皮卡类别最近的减重。一些汽车制造商采取的减轻重量的措施,例如在卡车车身使用铝材料,使得皮卡从2014年的峰值平均重量5484磅缩水。
正如你通过加速数据所预期的那样,汽车制造商用更强大的功率弥补了这些增加的重量。过去五十年,马力得到了巨大丰收,忽略了70年代末由于低迷时代法规导致的平均马力降至100多点的低点。从那时起,总体上一直是强劲的上升趋势。
从1975年到2022年,各类车辆的平均动力增加了整整88%,平均马力从1975年的259马力。与1981年的低谷相比,2022年的数字高出了足足153%。根据EPA的数据,超过一半的新车马力超过250马力,个别汽车的最高马力达到1600马力(很可能是布加迪Chiron)。2023年车型年的初步数据表明,平均数字可能会更高,达到272马力。
有趣的是,轿车和旅行车显示出最小的增长,与1975年相比增加了64%,平均功率现在约为240马力。小型货车和货车高一些,增长了68%,基于卡车平台的SUV增长了74%。基于汽车平台的SUV达到比其1975年数据高出118%,但皮卡表现最好。平均皮卡有将近350马力,比1975年增加了整整137%。
尽管如此,我们并不一定因为更高的马力而支付更多的二氧化碳排放。EPA的数据将1978年车型和2022年车型进行了比较,结果显示引擎技术已经取得了长足进步。事实证明,一辆1600马力的超级跑车排放的排放物与一辆70年代后期动力不足250马力的车辆类似。低功率的车辆总体上表现得好得多。同时,无论马力输出如何,电动车的二氧化碳排放量都为零。它们位于图表的底部,嘲笑着它们的化石燃料兄弟。
确实,我们看到技术已经极大地改变了内燃机。每马力的燃油消耗大幅减少,而每排量的马力却飙升。在后者的情况中,许多增益可以归结为增压的魔力。然而,有趣的是,每排量的燃油消耗只减少了一小部分。换句话说,你的5.0升引擎可能比46年前的5.0升大块头(donk)使用的燃油稍少些,但它也可能产生更多的马力。
看到所有这些统计数据也很有趣。我们可以看到,燃油经济性在70年代末和80年代初大幅提高,鉴于多次燃料危机对国家的影响,这一点并不奇怪。重量增加,但马力更是增加得多,因此不足为奇,今天的汽车比以前要快得多。EPA还开始追踪车辆占地面积,指出汽车变得更大了,尽管它的数据只能追溯到2000年代中期。这是未来值得关注的问题。
我们都对汽车随时间变化有所了解。很棒的是看到趋势实际上是如何通过冷硬数字清晰显示出来的。有了数据,很容易看清真实情况,以及哪些只是夸大其词!
[编者注:EPA的报告深入探讨了汽车变得更高效的引擎技术。讨论了启停技术、可变气门正时、混合动力和不同的燃油传输方法。这一情节显示了多年来引擎燃油传输、气门数量和气门正时的变化。您可以看到,在1970年代,几乎所有车辆都是装有化油器的,每缸只有两个气门,气门正时固定。现在我们看到许多具有直喷和可变气门正时的多气门引擎:
EPA对此进行了一些描述,说:
这些使用汽油作为燃料的引擎(包括混动和插电式混动)进一步基于图4.3的三个广泛参数进行了细分:燃油传输、气门正时和每缸气门数量。这些参数能够更好地控制燃烧过程,从而可能实现更低的二氧化碳排放、更高的燃油经济性和/或更高的动力。燃油传输指的是为燃烧过程创建空气和燃油混合物的方法。随着时间的推移,燃油传输技术已经从化油器变成位于进气系统的燃油喷射系统,最近则变成了直接喷射汽油到发动机缸内的汽油直喷(GDI)系统。图4.3还区分了可以根据发动机工作条件使用GDI或进口燃油喷射(GDPI)的引擎。
引擎上每个气缸的气门决定了在燃烧过程中进入气缸的空气量和排出气缸的废气量及其时机。气门正时已经从固定时机发展到可变气门正时(VVT),这可以实现更精确的控制。此外,每缸气门数量通常增加,再次提供更多的空气和排气流量控制。这些变化共同导致了现代引擎具有更精确地控制燃烧过程的能力。
图4.3展示了许多不同的引擎设计,它们是如何进入,并且在很多情况下是如何退出汽车市场的。一些车队的变化逐渐发生,但在某些情况下(例如80年代末的卡车),引擎技术在短短几年内就经历了广泛的变化。不断进化的技术为提高燃油经济性、二氧化碳排放、动力和其他车辆参数提供了机会。以下分析将看看汽油引擎(包括混合动力)内的技术趋势、柴油引擎,并将关注PHEV和EV这一快速增长的市场部分的新兴趋势。这些引擎技术的每个品类都有独特的属性、指标和随时间变化的趋势
非常有趣的东西!-DT]
图片来源:EPA
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