Stappenmotoren in een Bugatti? (video)

Volgend jaar komt de nieuwe Bugatti Tourbillon op de markt. De ‘klokjes’ in het analoge instrumentcluster zijn van de hand van de Zwitserse horlogemakers van Concepto met hoogwaardige mechanica. Maar stappenmotoren?

Het is niet eenvoudig om de Bugatti Tourbillon te beschrijven, zonder in clichés te vervallen. ‘Adembenemend ontwerp’ en ‘compromisloze technologie’ dekken de lading simpelweg niet. Alle aspecten van deze auto zijn extreem: hij heeft een topsnelheid van 446 km/u en gaat van 0 tot 200 in 5 s. Met netto 3,8 miljoen euro voor het ‘basismodel’ is ook de prijs van een overtreffende trap. En je moet er wel snel bij zijn, want ze maken er maar 250.

Nieuw ontworpen aandrijflijn

De aandrijflijn voor het nieuwe model, dat in 2026 op de markt moet komen, is van de grond af aan op nieuw ontworpen. De hypercar wordt aangedreven door een volledig nieuwe 8,3-liter atmosferische V16-motor – ontwikkeld samen met Cosworth – in combinatie met een e-axle vooraan met twee elektromotoren en één elektromotor op de achteras en een nieuwe generatie achttraps versnellingsbak met dubbele koppeling. In totaal produceert de Tourbillon 1.800 pk, waarvan 1.000 afkomstig is van de verbrandingsmotor zelf en 800 pk van de elektromotoren. Ter vergelijking de Bugatti Veyron haalt 1.001 pk uit zijn 8,0-liter motor met vier turbo’s. De motor is gemaakt van lichtgewicht materialen en weegt slechts 252 kg.

Elektromotoren

De elektromotoren worden aangedreven door een oliegekoelde 800V-batterij van 25 kWh die in de middentunnel en achter de passagiers is geplaatst. Met vierwielaandrijving en volledige koppelvectoring biedt hij ultieme tractie en wendbaarheid. De voorste e-as herbergt twee elektromotoren, met nog een motor op de achteras, voor een totaal van 800 pk van het elektrische aandrijflijnsysteem. De elektrische aandrijflijn levert 800 pk en de elektromotoren draaien tot 24.000 min-1 draaien. De volledig geïntegreerde dubbele silicium-carbide omvormer, behoort tot de krachtigste ter wereld. De e-assen leveren meer dan 6 kW/kg e-as, inclusief omvormers, motoren en versnellingsbakken. De relatief grote energie-inhoud van 25 kWh zorgt volgens de makers voor een zeer bruikbare volledig elektrische actieradius van meer dan 60 km. Ondanks het elektrische aandrijfsysteem en een groot accupakket weegt de Tourbillon minder dan de Bugatti Chiron,

Abraham Louis Breguet en de tourbillon

De naam Tourbillon verwijst naar een uitvinding van Abraham Louis Breguet (1747 – 1823), één van de grote namen in de wereld van de haute horlogerie. De Franse horlogemaker van Zwiterse afkomst leerde horloges maken in het Zwitserland van de 18e eeuw, voordat hij naar Frankrijk verhuisde. Ook de Italiaan Ettore Bugatti vestigde zich in 1909 Frankrijk, in de Alsace. Tot op de dag van vandaag worden de legendarische Bugatti’s hier geproduceerd.

De tourbillon van Breguet is een bijzonder complex en delicaat mechanisme, dat de gangafwijkingen compenseert die de zwaartekracht veroorzaakt op de nauwkeurigheid van zakhorloges en polshorloges. De meesterstukken van de precisietechnologie worden momenteel voornamelijk gemaakt in La Chaux-de-Fonds, onder andere bij Concepto.

Luxe

Toen Bugatti besloot om een mechanisch display te maken voor zijn nieuwste model, was Concepto de logische keuze voor de benodigde technologie. De auto heeft trouwens ook een ‘verborgen’ digitaal display in de middenconsole, met alle functies die je mag verwachten van een moderne auto. Maar de snelheidsmeter direct voor de rijder moest werkelijk uitzonderlijk worden.

Guillaume Tripet leidt het Bugatti-project bij Concepto. Hij licht toe: “Bugatti wilde niet alleen dat het display eruit zou zien als een luxe Zwitsers horloge, maar ook dat het binnenin dezelfde soort mechanica zou gebruiken. Op basis van dat idee hebben we een concept opgezet met een groot rond display in het midden, met links en rechts twee kleinere satellietdisplays. Het doet denken aan een klassiek polshorloge met meerdere complicaties, alleen hier gaat het niet om een stopwatch of een maanfase, maar om de centrale voertuiggegevens. En ook de fijne mechanica achter de wijzers komt tot uiting.”

600 componenten

Het complexe uurwerk bestaat uit 600 componenten, die allemaal vanaf nul zijn ontwerpen. Concepto produceert ook bureauklokken en grotere uurwerken, maar in het display van de Bugatti Tourbillon zitten onderdelen die 80 procent zijn. Hiervoor zijn de productiemachines van het bedrijf worden aangepast, zonder concessies aan de gebruikelijke precisie.

Een andere uitdaging was de integratie: de mechanica van het uurwerk moesten uiteindelijk samenwerken met de boordcomputer en de elektromotoren van de Bugatti. Elektronische sensoren registreren gegevens over de aandrijflijn, het brandstofniveau en de accu’s, om deze vervolgens door te sturen aan de centrale boordcomputer. Om informatie uit elektronische signalen weer te geven op een mechanisch display, is eerst een vertaling vereist. De omzetting wordt geleverd door acht stappenmotoren van Faulhaber, die ook in Chaux-de-Fonds worden geproduceerd. De motoren zetten de elektronische signalen direct om in nauwkeurig getelde motorstappen, die vervolgens de wijzers van het uurwerk in beweging zetten.

Per wijzer een stappenmotor

Het elektromechanische display bevindt zich vrijwel zwevend boven de stuurkolom en is bijzonder ondiep. Dat betekent dat er naast alle complexe mechanica maar weinig ruimte overblijft voor de acht stappenmotoren. De keus viel uiteindelijk op de modellen AM0820 en AM1020, met diameters van 8 en 10 mm.

Elke afzonderlijke stappenmotor beweegt één wijzer. Dit betekent dat het linker satellietdisplay met zijn vier weergave-elementen vier motoren heeft. De vier motoren zijn alleen via een wormwiel verbonden met de wijzers. De andere motoren hebben een complexere transmissie, die zichtbaar is voor de rijder door het saffierglas van het display. Deze component heeft Faulhaber speciaal ontworpen voor deze toepassing, net als de motoraansturing die de meetsignalen omzet in bewegingen van de wijzer, of die een stabiele positie vasthoudt als de meetwaarden niet veranderen.

Extra eisen

De Faulhaber-motoren in de Bugatti Tourbillon werken in een temperatuurbereik van -30 tot +120 °C. Ook leveren ze de nauwkeurigheid en reactietijd die de technici van Concepto zochten. Vergelijkbare producten zouden dit soort prestaties alleen kunnen leveren met veel grotere motoren, aldus de fabrikant. In de preproductie hebben de motoren al bewezen dat ze foutloos werken in het cluster, en ze hebben ook al verschillende tests doorstaan, onder andere met een trillingtest. Tripet: “We zijn het systeem nu aan het perfectioneren, zodat de nieuwste hypercar op tijd kan worden geleverd met dit uitzonderlijke display.”