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重新发明车轮

Andreas Valencia Pollex 是一位车轮设计师。他目前正在从设计和空气动力学角度重塑奥迪电动汽车的轮毂设计。

09/02/2021 访谈:Bernd Zerelles  摄影:Robert Fischer 阅读时长: 6 分钟

奥迪空气动力学车轮的塑料嵌件看起来像机翼。
形状符合空气动力学的塑料嵌件为奥迪车轮设计师提供了全新的设计可能性。

Valencia Pollex 先生,电动汽车在设计和空气动力学方面有特殊要求。一方面,可能要重新考虑设计。另一方面,车轮会变得更大,因为它们必须承担更多的负载。然而,较大的车轮在空气动力学方面具有挑战性。作为奥迪设计师,您如何解决这种平衡问题?

首先,车轮是与安全相关的组件。汽车产生的所有力都通过车轮轮胎配置传递到路面上。但是,与底盘部件不同,车轮从外部可见。因此,我们车轮设计师要创造出既满足技术要求又突出车辆设计的产品。此外,现在还要考虑到:对于电动汽车,能量平衡至关重要。重点已相应地发生了转移。过去,车轮基本上只需要承担强度要求。如今,我们坚持不懈地开发和设计效率更高的智能空气动力学车轮。因为这对电动汽车的行驶里程有重大影响。

 

 

最佳的空气动力学车轮以什么为特点?

车身、轮胎和轮辋的完美相互作用——以及车轮在轮拱中的位置。为了获得理想的空气动力学性能,我们需要一定的平整度,以便从前部撞击汽车的空气在车身周围改变走向而不会在侧面产生强烈的湍流。悖论是:使车轮变得平整总是很昂贵的。封闭的区域意味着更多的材料,如果使用铝,这会导致一定程度的重量增加。因此,我们在奥迪 e-tron GT quattro 的车轮上使用塑料来密封这些表面。这样可以使车轮保持轻便。然后还要注意到:就像能量方程中的每个要素一样,速度也起着重要作用。经常快速移动的区域相比快速移动较少的区域更易受空气动力学的影响。因此可以忽略车轮中心。空气动力学车轮的外部区域在空气动力学方面会受到很强的杠杆作用。简而言之:非常复杂。

Audi e-tron GT quattro: 综合功耗,单位 kWh/100km*: 19.6–18.8 (NEDC); 21.6–19.9 (WLTP)综合 CO₂ 排放量,单位 g/km*: 0

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为什么不只在车轮上放一个平整的车轮饰板呢?

我们的客户在购买豪华汽车产品时期望的是绝对的功能性,但同时也要追求美观。对于车轮,人们尚不认同扁平、极端的平整度是美观的。我们的目标是找到一种美学,传达一种新型的电动出行方式,并结合客户的期望。从纯粹的技术角度来看,也不能使用完全封闭的车轮。如果不让制动器呼吸空气,制动液就会在某个时候热到沸腾,这是与安全相关的问题。必须有一些通风效果。在空气动力学方面,我们还成功将奥迪 e-tron GT quattro 车轮均衡了几何形状,因此空气是否流经所有角落和开口,或者表面是否完全封闭,都不会有什么区别。

 

空气不会因为从开口中通过而产生涡流吗?

不会。与我们的空气动力学专家一起,我们准确找到了可以让制动器保持通风同时空气像在封闭表面上流动一样的理想位置。空气流经车轮的速度只会由物理条件决定。在空气动力学方面,奥迪 e-tron GT quattro 的车轮绝对是最先进的。

Audi e-tron GT quattro: 综合功耗,单位 kWh/100km*: 19.6–18.8 (NEDC); 21.6–19.9 (WLTP)综合 CO₂ 排放量,单位 g/km*: 0

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奥迪车轮设计师 Andreas Valencia Pollex 介绍空气动力学车轮。
所展示或描述的某些设备为可选设备,需要额外付费。本网站上有关标准和可选设备的信息与德国市场有关。您可以在您所在国家的奥迪网站上或从奥迪合作伙伴处获得有关您所在国家的标准和可选设备的详细信息。

空气动力学车轮的基本结构仍然是铝制的吗?塑料仅用作饰板元素吗?

是这样的。如果从内部看车轮,您会看到五个直形辐条,它们可以最大程度地提高稳定性。铝仍然是车轮必不可少的材料。铝的技术特性,例如可塑性和强度,并不会改变。铝还可以抵抗制动器在车轮内部产生的大量热量。但是,经典设计的五辐轮毂几乎没有空气动力学效果。而且使用铝达到所需平整度会导致车轮过重。在开发过程中证实,我们需要使用塑料嵌件来封闭区域。这会使车轮非常轻盈。另外,塑料是一种非常有趣的材料:我们需要找出哪种塑料可以在哪里承受制动器的热量。设计这种轻型车轮的工作量很大,工业化的铝制车轮难以与之相提并论。 

 

您是如何着手设计这种车轮的?

前沿的设计是重中之重。在开始绘制车轮草图时就要考虑到一定的平整度,这样从一开始就不会出现大错误。但是,通过制造、生产和空气动力学方面的同事之间的完美互动才能开发出这种结构的车轮。仅以一个例子说明:这块由两个部分组成的中央塑料部件构造了所需的平整度,看起来像机翼一样。两个部件相互夹在一起,然后在车轮上通过螺栓连接到另一个几何形状上。我们希望它一定要有两种颜色。最初,浅色零件是铝制的,但是铝太重了。因此,我们必须为此选择一种塑料——我们重新将其精确地涂上一种颜色。我们不想尝试模仿高光泽铝。我们采用的精度使得这一部件在设计上具有先进性,同时在所有天气条件和所有行驶状况下均经久耐用,这只有所有部门同心协力才有可能实现。

 

因此,塑料不仅可以减轻重量,还可以让您作为设计师实现全新的设计方案?

使用塑料创造了新的维度。到目前为止,在设计车轮时,由于物理和结构原因,我总是不得不考虑某些边缘半径。如果我绘制的边缘太尖锐,则力会集中在边缘,铝制部件会在那里断裂。现在,使用塑料让一切变得不同。突然,我可以绘制出以前无法实现的、极其精确的细节,例如这种纹理。然后,“喷漆与饰板”设计部门向我们提供了我以前不知道的喷漆。对于我们的车轮设计师来说,这是一个全新的领域。

对于我们的车轮设计师来说,这是一个全新的领域。

Andreas Valencia Pollex

奥迪空气动力学车轮的细节图。
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这种车轮设计中如何展现了奥迪的 DNA?

基本上,在车轮的每个角度中都可以找到奥迪的 DNA。每个细节都散发着高质量设计的光辉:紧密性、精确的角度选择、半径上线条的相互平衡。精通设计的观察者将会在车轮上发现这种设计的高质量。而那些不熟悉设计细节的人会感到某种沉静,因为他们不会发现任何让他们陷入负面感受的东西,而只会激励他们。这就是奥迪的 DNA。这就是高质量的设计。在设计车轮时,我们的目标是使奥迪 e-tron GT quattro 看起来尽可能先进、电动化、时尚而鲜明。人们可以在这种车轮上找到所有这些特点。 

 

您会在这款奥迪 e-tron GT quattro 轮毂中强调哪些特殊设计?

如果要强调特别具有进步性的一点,那就是扭转的辐条。我们强调这种扭转,因为它打破了已知的美学形象。从而使车轮显得新潮和时尚。随着时间的流逝,人们会对某种观点习以为常——即使他们不知道为什么要习惯它或到底习惯了什么。必须打破这种习惯。这当然也可能走上极端。但是,当人们抵触这种在美学上突破时,也就会对现代风格有所感知。在这种情况下,人们想看到的东西,即同心辐条,与背景中让人无法忽视的扭转辐条之间互相协调,使得设计不会显得偏激。另外,我们还采用了近年来在设计界广受推崇的的纹理图案。在奥迪,这些重复的线条是电动设计语言的设计特征。您可以在奥迪 e-tron 的灯光特征中找到它们,现在也可以在车轮设计中找到它们。奥迪 e-tron 车轮的多种颜色还呈现出一定的视觉复杂性。就像高级手表的可见机芯,外行人无法真正理解的技术让看起来纷繁复杂的细节拥有了无限魅力。这种车轮也是一样。人们会发现,它组合在一起形成一个整体,而每个单独的部件都非常自然地成为更大对象的一部分。

Audi e-tron GT quattro: 综合功耗,单位 kWh/100km*: 19.6–18.8 (NEDC); 21.6–19.9 (WLTP)综合 CO₂ 排放量,单位 g/km*: 0

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