Kunsten å designe effektive felger


Når man designer en aerofelg er utgangspunktet enkelt: Felgen skal flytte så lite luft som mulig. Å flytte luft koster energi. Det motsatte er en turbinformet felg, en fasong som oppfantes for å flytte maksimalt med luft.

Friksjonen mot luften øker med kvadraten av hastigheten. Om du for eksempel dobler hastigheten, firedobles luftmotstanden. Se for deg hjulet på en bil som triller. Dekket som berører asfalten har ingen hastighet i bilens kjøreretning, navet på hjulet sitter fast i bilen og har altså samme hastighet som bilen i kjøreretningen. Følgelig har den aller øverste delen av hjulet dobbel hastighet i kjøreretningen sammenlignet med bilen.

Derfor er det kritisk at overflaten som kommer i kontakt med luften passerer langs bilens side har så slett og flat overflate som mulig. Små forskjeller kan ha stor effekt.

For det andre har hjulet en tendens til å flytte luft inne i hjulhuset. En turbinformet felg flytter mye luft, men en tallerkenformet felg flytter veldig lite luft. Med dette i bakhodet holdt vi innsiden av hjulet flatt og glatt og ventilasjonshullene formet for ikke å bevege luft. Siden vi har dedikerte høyre og venstrefelger har vi også hatt mulighet til å designe de nødvendige lufthullene for bremsene på en optimal måte.

Til sist påvirker også felgen vekt forbruken hver gang man endrer hastigheten, altså ved akselerasjon og retardasjon. En smidd felg veier ca 25% mindre enn en avstøpet felg med samme design. Derimot er det ikke så enkelt som å bare stille felgen på en vei. Masse som er langt fra sentrum av rotasjon er verre enn masse som er nært sentrum. Sammenlign med en kunstløper som har armene sine utstrekt under en piruett. Når hun drar inn armene kommer hun plutselig til å snurre fortere, til tross for at det ikke tilføres noe mer energi.

I utviklingen av Model S brukte Tesla selskapet EXA for flytsimlueringer. Derfor valgte vi å benytte oss av EXA når vi skulle validere vårt design. Vi valgte å gjøre en 3D skanning av en Model S og av turbinfelgen som vi deretter ga til EXA som referanse. EXAs simuleringer indikerer at luftmotstanden for hele bilen minsker med 9,9%, sidekraften som Turbinfelgen skaper minsker med hele 94%. Turbinfelgen skaper også en usymetrisk kraft oppover siden den suger inn luft under bilen på den ene siden. TNA Razor suger ingen luft og konsekvensen blir en økt kraft nedover med 28%. Disse resultatene har vi oppnådd takke være vårt fokus på aerodynamikk under hele designprosessen.

Våre kunder opplever mindre vindstøy og bedre kursstabilitet i høy fart, i tillegg til lavere forbruk.

Drag Force ComparisonTNA Razor sammenlignet OEM 21" Turbine-felgen

9.9%

9.9%

mindre samlet luftmotstand

94%

94%

mindre sidekraft

30%

30%

mindre luft flyttet med hjul

Sammenlignet med 21 "OEM-hjul. Simulering av EXA.