Von der Kunst, ein effizientes Rad zu konzipieren.


Bei der Konstruktion eines Aerowheels geht es um das Design eines Rades, das so wenig Luft wie nötig bewegt. Der Gegensatz dazu wäre die Konstruktion eines Turbinenlüfters, der so geformt ist, dass er so viel Luft wie möglich umsetzt.

Die Luftreibung ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit zwischen einem Objekt und der Luft, z.B. entspricht die doppelte Geschwindigkeit der vierfachen Reibung und dem vierfachen Energieverbrauch. Man stelle Sie sich ein rollendes Rad am Auto vor. Der Reifen, der den Boden berührt, hat in der Luft die Geschwindigkeit Null. Die Mitte des Rades hat die gleiche Geschwindigkeit wie die Karosserie des Autos. Das bedeutet, dass der oberste Teil des Rades die doppelte Geschwindigkeit des Autos hat.

Der kritische Teil des Aerodesigns ist also die Fläche, an der das Rad auf den von der Fahrzeugfront kommenden Luftstrom prallt. Es ist wichtig, diese Fläche so flach und geschlossen und den Reibungswiderstand so niedrig wie möglich zu halten.

Der zweite kritische Faktor ist der Widerstand, der durch die Rotation des Rades entsteht, die Ventilation an sich. Die Drehung eines Lüfters erfordert mehr Energie als die Drehung einer Scheibe. Mit diesem Gedanken im Hinterkopf haben wir die Innenseite des Rades flach und glatt gehalten und die Lüftungslöcher so geformt, dass kaum mehr Luft bewegt wird. Wir ziehen sie optisch elegant auf der nach innen gerichteten Seite zu, um das kompromisslose Design zu bewahren. Die geschmiedete Technik gibt uns darüberhinaus die Möglichkeit, das linke und rechte Rad mit dem Auto auszurichten, so dass keine Seitenkräfte entstehen und eine geschmeidige, symmetrische Heckwelle erzielt wird.

Nicht zuletzt wirkt sich das Gewicht der Räder auf die Effizienz aus, besonders beim Beschleunigen und Bremsen. Ein geschmiedetes Rad wiegt in der Regel 25-30% weniger als das gleiche Design als Guß. Es ist jedoch nicht so einfach, das Rad auf eine Waage zu stellen. Masse, die weit vom Rotationszentrum entfernt ist, ist schlechter als Masse, die nahe am Zentrum liegt. Vergleichen Sie mit einer Eiskunstläuferin, die ihre Arme bei der Pirouette ausgestreckt hat. Wenn sie ihre Arme an den Körper legt, dreht sie sich plötzlich schneller, obwohl sie keinerlei Energie hinzugefügt hat.

Bei der Entwicklung des Model S wandte sich Tesla an EXA für Computational Fluid Dynamics ( „virtueller Windkanal“). Wir haben das Model S, mit der 21″ OEM-Turbine ausgestattet, in 3D gescannt und EXA zur Verfügung gestellt, um es als Benchmark zu verwenden. EXAs Simulationsergebnisse zeigen nun, dass unser Rad, der Razor™, den Luftwiderstand für das gesamte Auto um 9,9% reduziert. Die Seitenkraft wird um satte 94% reduziert, ganz wichtig ist darüberhinaus das eben diese Seitenkraft halbkugelförmig gestaltet ist und damit eine potentielle Auftriebskraft von 28% erzeugt. Asymetrisch und nur auf einer Fahrzeugseite.

Unsere Kunden erleben eine ruhigere Fahrt mit weniger Windgeräusch, bessere Strassenlage zusammen mit einer besseren Effizienz. Dieses Ergebnis wird erreicht, indem die Aerodynamik während des gesamten Designprozesses des Rades berücksichtigt wird.

Drag Force-VergleichTNA Razor gegen OEM 21 "Turbinenrad

9.9%

9.9%

minimierter gesamt Lufwiderstand

94%

94%

weniger Seitenwiderstand

30%

30%

weniger Luftverwirbelung

im Vergleich zum 21" OEM Rad. Simulation by EXA.