EFFICIËNTIE
Bij het bouwen van een efficiënt wiel gaat het erom een wiel te ontwerpen dat zo weinig lucht verplaatst als nodig is. Een wiel met een bedekt oppervlak. Want lucht verplaatsen kost energie.
Daarentegen zou het ontwerp van een turbineventilator zijn, gevormd om zoveel mogelijk lucht te verplaatsen. Ironisch genoeg hebben veel aftermarket wielen voor Tesla’s de vorm van ventilatoren die lucht blazen of zuigen, afhankelijk van de kant.
Maar het is je misschien opgevallen dat elektrische auto’s worden geleverd met afgedekte wielontwerpen. De verbeterde actieradius dankzij aerodynamica is veel belangrijker dan de lichte gewichtstoename. De OEM’s begrijpen dit. Dus hoe kan het wielontwerp zo’n verschil maken?
Om die vraag te beantwoorden hebben we een korte les aerodynamica nodig: De luchtwrijving is evenredig met het kwadraat van de snelheid tussen een object en de lucht. Een dubbele snelheid zorgt bijvoorbeeld voor vier keer zoveel wrijving.
Denk aan een rollend wiel op een auto, de band die de grond raakt heeft nul snelheid door de lucht. Het midden van het wiel heeft dezelfde snelheid als de carrosserie van de auto. Dit betekent dat de bovenkant van het wiel het dubbele van de snelheid van de auto heeft. En we weten dat dubbele snelheid vier keer de wrijving is.
Je zou kunnen zeggen dat het wiel vier keer zo belangrijk is om aerodynamisch te maken dan de carrosserie van de auto, altijd.
THE RAZOR
Er zit meer achter de Razor dan je zou denken. In het ontwerp zit veel slimme techniek verborgen.
We wilden geen compromissen sluiten en kozen voor een directioneel ontwerp. Dit gaf ons de mogelijkheid om een op maat gemaakte reeks ventilatiegaten te maken om de lucht van de remmen in precies de juiste hoeveelheid te verplaatsen.
Als je de remschijf van je Tesla van dichtbij bekijkt, zie je dat deze werkt als een radiale ventilator en dat de lucht naar de rand van het wiel blaast. Dit is waar we onze ventilatiegaten hebben geplaatst, net als bij veel racewielen.
De Ds heeft een rechte voorrand die de windstroom scheidt en een gebogen/hoekige achterrand die de lucht uit de remstroom schept. De lucht wordt niet alleen afgevoerd, maar heeft een tweede taak: het smeert de bovenkant van het wiel en helpt die 4x windweerstand te verminderen.
BENCHMARKING
Bij de ontwikkeling van de Model S deed Tesla een beroep op EXA / Dassault Systèmes voor CFD-simulaties. We hebben EXA ook geraadpleegd voor een benchmarksimulatie. Het resultaat geeft aan dat ons wiel, de Razor, de luchtweerstand voor de hele auto met 9,9% vermindert in vergelijking met het OEM Turbine-wiel. De zijwaartse kracht wordt met 94% verminderd. Zoals je hieronder kunt zien, creëert een turbinevormig wiel een enorm asymmetrisch zog.
VERGELIJKING VAN DE LUCHTWEERSTAND
21″ Razor vs OEM 21″ Turbine
9.9%
minder algemene weerstand
94%
minder zijdelingse kracht
30%
minder lucht verplaatst door wiel
KOMST: THE CLAW
Ons tweede ontwerp wordt momenteel getest. Een wiel van hybride materialen waarbij we de eigenschappen van elk materiaal benutten. Het aluminium wordt zorgvuldig gebeeldhouwd tot organische klauwvormige spaken en de koolstofvezel wordt gebruikt om het grote oppervlak te bedekken voor aerodynamische prestaties.