Het wiel opnieuw uitvinden

Elektrische auto's vergen een eigen benadering qua design en aerodynamica. Het totaalontwerp biedt nieuwe mogelijkheden. Grotere wielen vanwege het hogere autogewicht zijn daar onderdeel van, maar die zijn dan weer ongunstig voor de stroomlijn. Wat betekent deze uitdaging voor u als Audi-ontwerper?
Op de eerste plaats is een wiel relevant voor de veiligheid. Alle krachten die in een auto ontstaan, worden door de wiel-bandconfiguratie op de weg overgedragen. In tegenstelling tot een chassiscomponent is een wiel zichtbaar. Wieldesigners creëren dus iets wat aan technische eisen voldoet en ook nog eens mooi is. Bij elektrische auto's is daar de factor van de energiebalans bijgekomen. Daar moeten we dus rekening mee houden. Qua technische specificaties ging het ons voorheen om sterke wielen. Nu letten we ook op de efficiëntie en dat zie je terug in doordachte aerodynamische wielontwerpen. Die vergroten namelijk de actieradius.

Wat maakt een aerodynamisch wiel speciaal?
De perfecte wisselwerking tussen carrosserie, band en velg alsmede de positie van het wiel in de wielkast. Voor een perfecte stroomlijn hebben we een plat wielontwerp nodig, zodat de lucht vanaf de voorkant rond de auto wordt geleid en er geen sterke wervelingen bij de flanken ontstaan. De paradox is dat een vlak wiel creëren ingewikkeld is. Voor een dicht ontwerp heb je meer materiaal nodig en dat betekent dat de velg zwaarder wordt, zelfs als die van lichtmetaal is. Daarom zit er kunststof in de velgen van de Audi e-tron GT quattro. Die inserts houden het gewicht laag en maken het toch een dicht ontwerp. Iets anders is dat we rekening moeten houden met de rotatiesnelheid. Snel ronddraaiende delen hebben een grotere aerodynamische uitwerking dan delen die minder snel bewegen. We hoeven dus geen tijd te verspillen aan het wielhart. Hoe dichter bij de velgrand, hoe belangrijker onze acties uitpakken voor de aerodynamica. Kort gezegd: het is best ingewikkeld.

Waarom wordt er niet gewoon een plat wieldeksel op de velg geplaatst?
Onze klanten verwachten dat alles werkt zoals het hoort en dat het er fraai uitziet. Bij velgen wordt een plat oppervlak nog niet als mooi ervaren. Aan ons de eer om die spagaat te maken tussen een innovatief ontwerp dat past bij elektrisch rijden en een design dat klanten verwachten. Technisch gezien zijn volledig dichte wielen trouwens niet mogelijk. Remmen zonder koellucht is vragen om kokende remolie. Een veiligheidsdingetje dus. Er moet lucht door de velg kunnen stromen. Wat de aerodynamica betreft heeft de balanceeract bij deze velg voor de Audi e-tron GT quattro goed uitgepakt. Het maakt in dit geval geen verschil of de lucht overal bijkomt of dat het oppervlak volledig gesloten is.

Veroorzaken de openingen geen luchtwervelingen?
Nee. Samen met onze aerodynamicadeskundigen hebben we de exacte sweet spot gevonden. De rem wordt nog gekoeld en toch wordt de luchtstroom zo geleid alsof het oppervlak geen openingen heeft. Door de snelheid waarmee de lucht door het wiel stroomt, is deze gebonden aan de natuurwetten. Aerodynamisch gezien is deze velg van de Audi e-tron GT quattro absoluut state of the art.

De basis van de velg in aerodesign is nog steeds van aluminium en alleen de stroomlijnpanelen zijn van kunststof.
Precies. Als je de velg van binnenuit bekijkt, zie je vijf rechte spaken die voor zo veel mogelijk stabiliteit zorgen. Aluminium is nog steeds eerste keus voor velgen. De technische eigenschappen van dit materiaal, zoals plasticiteit en sterkte, veranderen niet. Aluminium is ook bestand tegen de enorme warmte die remmen binnenin de velgen ontwikkelen. Maar een klassieke vijfspaaks velg is aerodynamisch vrijwel nutteloos. Er een vlakke aluminium aankleding aan toevoegen, maakt de velg te zwaar. In de loop van de ontwikkeling bleek dat we kunststof inleggers kunnen gebruiken om het oppervlak af te sluiten. Daardoor wordt de velg lichter. Bij de diverse kunststofsoorten is het interessant om te zien welke het beste overweg kunnen met de hitte van de remmen en dan ook nog eens op een specifieke plek op de velg. Het vreet tijd om een lichtgewicht velg zoals deze te ontwikkelen. Dat proces is nauwelijks te vergelijken met het ontwerpen van een lichtmetalen velg voor massaproductie.

Hoe heeft u het design van deze velg aangepakt?
Een progressief design had de hoogste prioriteit. We begonnen met een velg te schetsen die al min of meer plat was, zodat je later niet allerlei verkeerde uitgangspunten hoeft te corrigeren. Het eindresultaat is er dankzij de perfecte samenwerking met collega's van productie en aerodynamica. Een mooi voorbeeld is dit vlakke, tweedelige kunststof onderdeel dat eruitziet als een vleugel. De twee delen worden aan elkaar geklikt en dan elk onder een eigen hoek aan de velg geschroefd. Het moest van ons per se een tweekleurig element zijn. In eerste instantie was het lichtgekleurde deel van aluminium, maar dat werd te zwaar. Daarom stapten we over op uiterst precies gespoten kunststof. Het hoefde niet te glimmen als aluminium. De complexe samenwerking tussen de diverse disciplines was nodig om precies te krijgen wat wij voor ogen hadden. Het resultaat is een vooruitstrevend ontwerp en een stevige constructie die elke rijsituatie en ieder weertype aankan.

Kunststof scheelt gewicht en geeft ontwerpers meer vrijheid?
De toepassing van kunststof voegt een nieuwe dimensie toe. Vroeger moest ik bij het ontwerpen van velgen om natuurkundige en constructieve redenen altijd rekening houden met een minimum radius. Te scherpe lijnen kunnen de krachten niet aan die op het aluminium inwerken, waardoor het scheurt. Met kunststof is dat anders. Nu kan ik relatief scherpe details aanbrengen zoals deze ribbelstructuur. Dat was voorheen onmogelijk. En het designteam van 'Colour and Trim' kwam met coatings op de proppen waarvan ik nog nooit had gehoord. Voor ons als velgdesigners gaat er een hele nieuwe wereld open.

Wat is het Audi-DNA in dit velgontwerp?
In principe zit het Audi-DNA in elk deel ervan. Ieder detail getuigt van hoogwaardig design: de strakke lijnen, de nauwkeurig bepaalde hoeken, het totaalbeeld van de lijnen die samen een cirkel vormen. Als je oog hebt voor design, herken je de kwaliteit. En als je er niet veel vanaf weet, ervaar je toch dat de velg prettig op het netvlies ligt, omdat elk kenmerk ervan mooi is. Dat is het Audi-DNA: designkwaliteit. Toen we aan de velg werkten, was het doel om de Audi e-tron GT quattro zo progressief, elektrisch, strak en modern mogelijk te maken. Die kenmerken zijn allemaal aanwezig.

Welk ontwerpdetail van deze velg voor de Audi e-tron GT quattro ligt u aan het hart?
De verdraaide spaken zijn bijzonder progressief. We accentueren die verdraaiing, omdat die het bekende esthetische beeld doorkruist. Daardoor ziet de velg er vernieuwend en modern uit. De mens raakt in de loop van de tijd gewend aan een bepaalde zienswijze – ook al weet hij niet waarom hij daaraan is gewend of waaraan hij is gewend. En die gewenning moet worden doorbroken. Dat kan natuurlijk polariserend zijn. Maar als je die breuk beantwoordt met esthetiek, ontstaat een gevoel van moderniteit. In dit geval is het de wisselwerking tussen wat je wilt zien, dat wil zeggen concentrische spaken, maar met een verdraaiing op de achtergrond, die daardoor niet polariseert. Dat wordt gecombineerd met textuur die de laatste jaren in de designwereld is opgekomen. Bij Audi zitten deze herhalingen van lijnen in de ontwerptaal van elektrische auto's. Ze zijn onder andere te vinden in de lichtsignatuur van de Audi e-tron en nu ook in het velgdesign. De multicolour velg van de Audi e-tron is op een bepaalde manier visueel complex. Net als bij het zichtbare binnenwerk van een hoogwaardig horloge, dat een leek niet echt begrijpt, wordt iets begerenswaardig als het er ingewikkeld uitziet. Dat is bij deze velg ook zo. Het is duidelijk dat componenten zijn samengevoegd en dat elk afzonderlijk deel organisch in het grotere geheel past.