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Audi Quattro Experience: Evoluzione Integrale
Vairano, Pavia – 10 giugno 2022
Siamo tornati a Vairano, proving ground ideale per toccare con mano e rendersi davvero conto dei livelli raggiunti da Audi con la sua trazione quattro, disponibile anche su modelli 100% elettrici. La famigerata trazione integrale introdotta nell’ormai lontano 1980 ha infatti compiuto passi da gigante, non limitandosi solo a rendere sfruttabile le proprie vetture in condizioni di grip precario, offrendo quindi maggiore stabilità e sicurezza alla guida, ma dispensando le consistenti potenze dei modelli più prestazionali, consacrando Audi quale uno dei brand più all’avanguardia. Quattro significa esattamente quel che promette, ovvero trazione su tutte e quattro le ruote ed ecco che l’incessante ricerca e sviluppo non ha avuto dubbi neppure in un segmento in continua espansione come quello degli SUV, ibridi e anche full electric.
Vairano ha così concesso la possibilità per un approfondito ripasso sulla nascita della trazione quattro, i suoi primi utilizzi e il fenomenale sviluppo che l’ha portata ad essere un assoluto riferimento nel panorama automotive contemporaneo, equipaggiando gran parte del listino Audi. La giornata di prove, suddivisa in due blocchi, ci ha così visto alle prese con tre SUV alle prese nel percorso offroad: Q3 Sportback 40 TDI quattro S tronic, Q5 Sportback 55 TFSI e quattro S tronic e Q8 50 TDI quattro tiptronic. In questo frangente la trazione quattro ha dimostrato come un confortevole e lussuoso SUV può essere in grado di affrontare ben più che una semplice strada sterrata.
La trazione quattro eccelle anche in un contesto diametralmente opposto come quello della pista. Portando al limite modelli diversi tra loro come le elettriche RS e-tron GT e e-tron S Sportback, ma anche RS 3 Sportback e R8 Coupé V10 performance quattro, abbiamo apprezzato l’ulteriore sviluppo in termini di gestione della coppia e assoluta mancanza di sottosterzo. Un’eredità destinata a proseguire verso un affinamento che renderà la guida sempre più piacevole e comunicativa e perfettamente declinabile su tutti i modelli del brand di Ingolstadt.
Di seguito il comunicato stampa ufficiale di Audi Italia, una dettagliata overview sul mondo Quattro attraverso un’analisi tecnica di un’innovazione che è divenuta simbolo di sicurezza e performance, sia nel mondo del motorsport, che delle auto stradali.
quattro x 7: prestazioni, sicurezza ed efficienza secondo Audi
Chi dice quattro pensa ad Audi e chi dice Audi, molto spesso, pensa alla tecnologia quattro: da oltre 40 anni, le 4WD sono una colonna portante del Marchio di Ingolstadt. Dal debutto della mitica Urquattro, avvenuto in occasione del Salone Internazionale dell’Automobile di Ginevra del 1980, Audi ha prodotto oltre 12,2 milioni di vetture quattro. Grazie alla recente introduzione della tecnologia RS torque splitter e della trazione quattro elettrica con torque vectoring elettrico, Audi annovera in gamma ben 7 sistemi di trazione integrale con l’obiettivo condiviso di coniugare stabilità e motricità a fronte della massima efficienza.
Al Salone Internazionale dell’Automobile di Ginevra del 1980, una coupé sportiva suscitò grande clamore: sulla calandra spiccava il logo dei quattro anelli e “sottopelle” agiva la trazione integrale quattro. Audi quattro – icona del Brand – è stata la prima vettura europea equipaggiata con le 4WD: una soluzione tecnica rivelatasi sin dagli albori leggera, compatta, efficiente e non soggetta a frizioni o dissipazioni d’energia. Il progetto nacque nell’inverno 1976/77 durante i test del fuoristrada Volkswagen Iltis per l’esercito tedesco, il cui sviluppo era affidato ad Audi. Prendendo spunto dall’eccellente comportamento del fuoristrada su ghiaccio e neve, gli ingegneri dei quattro anelli decisero di adottare il medesimo sistema di trazione su di un’Audi 80 di serie. I risultati furono strabilianti e portarono alla nascita di una coupé sportiva battezzata, appunto, Audi quattro in onore dell’innovativa tecnologia, adatta tanto per le vetture sportive quanto per i modelli di grande serie.
Evoluzione quattro: le pietre miliari
Equipaggiata con una versione potenziata da 200 CV del 5 cilindri turbo di 2,1 litri presentato nell’autunno del 1979, la coupé Audi Ur-quattro è stata costantemente aggiornata sino al 1991 e, nel 1984, affiancata dalla variante Sport quattro da 306 CV. Nel 1986, il differenziale centrale bloccabile manualmente è stato sostituito da un più moderno TorSen, mentre nel 1999 la tecnologia quattro è stata dedicata – per la prima volta – a modelli compatti quali Audi A3 e Audi TT. Nel 2005 ha debuttato la configurazione asimmetrica mediante differenziale centrale autobloccante meccanico, mentre nel 2007 è stata introdotta la soluzione mediante giunto viscoso all’avantreno, dedicata alla supercar Audi R8. In epoca moderna, alla trazione quattro con tecnologia ultra, introdotta nel 2016, ha fatto seguito nel 2018 l’unveiling di Audi e-tron: la Casa dei quattro anelli è così entrata nell’era della mobilità a zero emissioni e della trazione integrale elettrica. Il dinamismo, l’efficacia e l’efficienza del sistema quattro appannaggio della gamma Audi e-tron sono stati ulteriormente rafforzati, all’inizio del 2020, dal debutto del torque vectoring elettrico, dedicato ad Audi e-tron S e Audi e-tron S Sportback, versioni sportive da oltre 500 CV dei SUV a elettroni. Una novità legata all’adozione di tre motori elettrici, di cui due in corrispondenza del retrotreno. Nel 2021, infine, Audi RS 3 è divenuta la prima Audi dotata della tecnologia RS torque splitter, in grado di distribuire la coppia tra le ruote posteriori attivamente e in modo completamente variabile.
quattro nel motorsport: rivoluzione tecnologica e successi
Alla continua evoluzione tecnica, la trazione integrale quattro affianca un eccezionale palmarès sportivo. La coupé Audi quattro ha esordito nel motorsport all’inizio del 1981 in occasione dello Jänner Rallye in Austria. Da allora, il sistema di trazione integrale progettato dalla Casa di Ingolstadt ha rivoluzionato il mondo dei rally e delle competizioni. Gli Anni ’80 sono stati il palcoscenico per la conquista di quattro titoli iridati nel Mondiale Rally con piloti del calibro del finlandese Hannu Mikkola e dello svedese Stig Blomqvist. Trazione quattro sugli scudi anche Oltreoceano: nel 1987, Walter Röhrl, al volante di un’Audi Sport quattro S1 appositamente preparata, ha trionfato alla Pikes Peak, la cronoscalata più celebre al mondo. Con la vittoria di Röhrl si chiudeva un triennio di dominio assoluto per la Casa dei quattro anelli. Negli anni successivi, Audi si è dedicata al motorsport soprattutto nelle categorie Turismo, conquistando la serie americana Trans Am e partecipando con successo al Campionato IMSA GTO. Nel 1990/91, la Casa dei quattro anelli ha corso nel Deutsche Tourenwagen Masters – il DTM (Campionato Tedesco Turismo) – con la possente V8 quattro DTM, conquistando due titoli piloti consecutivi. Nel 1996, Audi A4 quattro Super Touring ha partecipato a sette campionati nazionali, vincendoli tutti. Due anni dopo, i regolamenti europei hanno bandito la trazione integrale dalle gare Turismo. Nel 2012, un’Audi a quattro ruote motrici è tornata a competere in pista. Si trattava dell’Audi R18 etron quattro a tecnologia ibrida. Il motore V6 TDI muoveva le ruote posteriori, mentre all’avantreno agiva la propulsione elettrica. I risultati furono eclatanti: tre vittorie consecutive alla 24 Ore di Le Mans e due titoli piloti e costruttori nel FIA World Endurance Championship (WEC).
Il ritorno ai rally, avvenuto a gennaio 2022, vede la trazione quattro agire nuovamente quale game
changer. È la Dakar, il rally raid più impegnativo al mondo, a ospitare il debutto in gara dell’avanguardistico prototipo elettrico con range extender Audi RS Q e-tron. La vettura da competizione più avanzata e complessa mai realizzata da Audi Sport, forte della trazione integrale quattro elettrica, punto di riferimento per rapidità e raffinatezza nella ripartizione della coppia tra gli assali, conquista 4 vittorie e 10 podi di tappa. Un exploit cui ha fatto seguito il primo successo assoluto all’Abu Dhabi Desert Challenge: una nuova pagina di storia del motorsport Audi.
Le 7 varianti della trazione quattro
La trazione integrale quattro costituisce uno dei pilastri tecnici della gamma dei quattro anelli. Forte di un’incessante evoluzione nel tempo, viene oggi declinata in sette configurazioni in funzione delle caratteristiche e delle performance dei diversi modelli, con l’obiettivo condiviso di coniugare stabilità e motricità a fronte della massima efficienza.
Integrale permanente con differenziale centrale autobloccante Alle vetture con motore anteriore longitudinale e trasmissione automatica tiptronic con convertitore di coppia è dedicata la trazione integrale permanente quattro con differenziale centrale autobloccante meccanico – collocato nell’alloggiamento del cambio – che in condizioni standard prevede la ripartizione della spinta tra assale anteriore e posteriore secondo il rapporto 40:60. Il differenziale autobloccante Audi, caratterizzato da un’encomiabile progressività d’azione e dalla capacità di gestire elevati picchi di potenza e coppia, segue lo schema costruttivo di un ingranaggio planetario (o epicicloidale). Una corona dentata contiene una corona solare e tra loro ruotano degli ingranaggi cilindrici, detti satelliti, collegati all’alloggiamento rotante. In condizioni di marcia ordinarie, il 60% della coppia raggiunge l’assale posteriore tramite la corona (caratterizzata da un diametro maggiore) e il relativo albero d’uscita. Il restante 40% viene convogliato all’assale anteriore tramite l’ingranaggio solare, di minori dimensioni. Non appena le ruote di un assale perdono trazione, grazie alla geometria a vite degli ingranaggi e alle dentature oblique nel differenziale, vengono generate delle forze assiali. Queste, tramite dischi d’attrito, producono un effetto bloccante che invia la maggior parte della spinta all’assale con la migliore motricità. In funzione delle condizioni di guida, fino a un massimo del 70% all’avantreno e fino all’85% al retrotreno. Uno schema ampiamente diffuso tra le sportive della gamma Audi Sport, spaziando da Audi RS 4 Avant sino all’iconica Audi RS 6 Avant da 600 CV, così come tra i modelli della gamma high-end, come il SUV coupé Audi Q8 3.0 (50) TDI quattro tiptronic 286 CV.
quattro con tecnologia ultra
Nell’ottica della massima efficienza, ha debuttato nel 2016 la trazione quattro con tecnologia ultra, dedicata anch’essa alle motorizzazioni a disposizione anteriore longitudinale. La catena cinematica opera in modo particolarmente efficiente, attivando la ripartizione della coppia al retrotreno solamente quando necessario. A tal fine, la gestione della trazione quattro è integrata in rete e parametra in pochi decimi di secondo le informazioni relative all’angolo di sterzata, all’accelerazione trasversale e longitudinale cui è sottoposta la vettura oltre al carico del propulsore, così da agire non solo secondo una strategia reattiva, ma anche predittivamente. In entrata di curva, ad esempio, la centralina riconosce con mezzo secondo d’anticipo il momento in cui la ruota anteriore interna raggiungerà il limite di aderenza, trasferendo immediatamente coppia al retrotreno. In termini di motricità e comportamento dinamico non viene percepita alcuna differenza rispetto ai sistemi permanenti. Il cuore del sistema, qualora le condizioni di marcia e lo stile di guida del conducente consentano di ricorrere alla sola trazione anteriore, è costituito da due frizioni: la prima – del tipo a lamelle – collocata all’uscita del cambio e incaricata del disaccoppiamento dell’albero di trasmissione. La seconda, integrata nel differenziale posteriore, chiamata ad aprirsi così da annullare le dissipazioni e gli attriti da trascinamento.
Sotto il profilo dell’efficienza, il vantaggio garantito dalla trazione Audi quattro ultra è quantificabile mediamente in 0,3 litri di carburante ogni 100 chilometri. Tra le vetture che fruiscono della soluzione quattro con tecnologia ultra, abbinata alla trasmissione a doppia frizione S tronic, spiccano la famigliare Audi A6 Avant, dal 2019 best seller della categoria – un primato ribadito nei primi cinque mesi del 2022 – e Audi Q5 Sportback, declinazione coupé del SUV dei quattro anelli più venduto al mondo. Entrambi i modelli si avvalgono della soluzione ultra per tutte le versioni quattro, incluse le varianti plug-in TFSI e, a eccezione delle sole configurazioni S, 50 TDI e 55 TDI.
Integrale permanente con frizione elettroidraulica a lamelle
Alle vetture con motore a collocazione anteriore trasversale è riservata la variante integrale permanente con frizione elettroidraulica a lamelle posizionata in corrispondenza della parte terminale dell’albero di trasmissione, a monte del differenziale posteriore, così da favorire il bilanciamento dei pesi. All’interno della frizione è presente un pacchetto di dischi in bagno d’olio. Qualora sia necessario l’apporto delle 4WD, i dischi vengono sottoposti – mediante l’azione di una pompa elettroidraulica – a una pressione che, generando un attrito, mette in comunicazione l’albero di trasmissione principale con l’albero secondario collegato al differenziale posteriore, incrementando la coppia riversata al retrotreno. Il sistema rileva il comportamento della vettura e lo stile di guida, adeguando in tempo reale la distribuzione della spinta – totalmente variabile – tra gli assali. In fase di partenza o in presenza di fondi a ridotta aderenza, la frizione interviene in una frazione di secondo: la pompa elettrica a pistoni sviluppa sino a 44 bar di pressione idraulica sul pacchetto dischi. La coppia trasferita al retrotreno risulta così proporzionale alla pressione esercitata sui dischi frizione. La ripartizione della spinta avviene anche in inserimento di curva, specie nel caso delle vetture high performance e adottando uno stile di guida marcatamente sportivo.
Il sistema, dagli interventi pressoché impercettibili, è adottato, ad esempio, dalla berlina Audi A3, leader del segmento nei primi cinque mesi del 2022, e dai SUV compatti Audi Q3 e Audi Q3 Sportback. Integrale permanente con frizione elettroidraulica a lamelle per Audi R8. La supercar Audi R8 V10 performance quattro adotta anch’essa una versione della trazione integrale permanente quattro con frizione elettroidraulica a dischi multipli, ma adattata in funzione della collocazione centrale del motore e delle elevate performance della vettura. Dietro il V10 è montato il cambio S tronic a sette rapporti comprensivo del bloccaggio del differenziale posteriore. Uno degli alberi d’uscita è collegato all’albero di trasmissione, che raggiunge il differenziale anteriore. Quest’ultimo integra la citata frizione a lamelle, raffreddata a liquido. Il sistema privilegia la distribuzione dei kgm al retrotreno e trasmette la spinta all’avantreno in pochi millisecondi. La coppia può essere distribuita tra gli assali in modo completamente variabile.
RS torque splitter
Ripartire la coppia tra le ruote posteriori attivamente e in modo totalmente variabile, garantendo a nuova Audi RS 3 un comportamento tendenzialmente sovrasterzante e una gestione raffinata come mai prima d’ora della trazione integrale quattro: ecco gli obiettivi del nuovo sistema RS torque splitter. Diversamente da un classico differenziale posteriore autobloccante e dalla soluzione integrale permanente con frizione elettroidraulica a lamelle in corrispondenza della parte terminale dell’albero di trasmissione, quest’ultima appannaggio della precedente generazione di Audi RS 3, l’RS torque splitter si avvale di due frizioni elettroidrauliche a lamelle: una per ciascun semiasse posteriore. Adottando uno stile di guida sportivo, in percorrenza di curva il sistema ripartisce la coppia tra le ruote posteriori incrementando la spinta sulla ruota con maggiore aderenza, quella esterna alla traiettoria, scongiurando l’insorgere del sottosterzo e favorendo il sovrasterzo. In rettilineo, l’azione congiunta delle frizioni garantisce l’operato della trazione integrale quattro: la coppia viene indirizzata a entrambe le ruote posteriori. Operazione, quest’ultima, sulla quale influiscono lo stile di guida e la modalità selezionata del sistema di controllo della dinamica di marcia Audi drive select. Il programma RS Performance, ad esempio, prevede un setting dell’RS torque splitter volto a favorire la distribuzione bilanciata della spinta in funzione delle massime performance e della velocità di percorrenza in curva. Diversamente, il programma RS Torque Rear favorisce i drift controllati grazie al comportamento sovrasterzante generato dalla possibilità di distribuire tra le ruote posteriori sino al 100% della coppia inviata al retrotreno. Ciascuna delle frizioni a lamelle è corredata di una centralina che elabora le informazioni rilevate dai sensori del controllo elettronico della stabilità e della trazione, così da monitorare costantemente la velocità di rotazione delle ruote, l’accelerazione longitudinale e trasversale della vettura, l’angolo di sterzata, la posizione del pedale dell’acceleratore, il rapporto selezionato e l’imbardata. Grazie all’azione dell’RS torque splitter, nuova Audi RS 3 può contare su di un’elevata reattività e, soprattutto, su di un rigore direzionale di riferimento.
Integrale quattro elettrica
Alle cinque declinazioni della trazione integrale quattro meccanica, Audi affianca la trazione integrale quattro elettrica, appannaggio dei modelli delle gamme e-tron, e-tron Sportback, e-tron GT, Q4 e-tron e Q4 Sportback e-tron. Basata sulla presenza di un motore a zero emissioni in corrispondenza di ciascun assale, regola permanentemente e in modo completamente variabile la ripartizione della coppia fra avantreno e retrotreno. Un’operazione che avviene in poche frazioni di secondo. Per ottenere il massimo rendimento, nella maggior parte dei casi le vetture a elettroni dei quattro anelli utilizzano in misura prevalente, quando non esclusiva, un unico motore elettrico. Durante la marcia in condizioni normali, il disaccoppiamento pressoché totale del secondo propulsore favorisce l’efficienza. Non si verifica infatti alcuna dissipazione energetica, dato che l’effetto trascinamento è nullo.
Il secondo motore elettrico entra in azione qualora il conducente richieda più potenza di quanta la prima unità possa fornire oppure, proattivamente, prima che la motricità si riduca a causa del fondo sdrucciolevole (o nella guida impegnata in curva). Tra l’analisi delle condizioni di marcia e l’erogazione dei Nm trascorrono pochi millesimi di secondo. La ripartizione della coppia tra gli assali non è mai stata così rapida. Una caratteristica resa possibile dall’assenza di qualsiasi frizione meccanica e dalla rapidità di distribuzione dell’energia.
Nel caso della Granturismo Audi e-tron GT, forte di due motori sincroni a magneti permanenti, la trazione quattro elettrica agisce con rapidità cinque volte superiore a un sistema tradizionale. 40 anni dopo l’introduzione della trazione quattro, Audi evolve le 4WD portandole a un livello tecnico inedito. Integrale quattro elettrica con torque vectoring elettrico Il dinamismo, l’efficacia e l’efficienza del sistema quattro elettrico sono stati ulteriormente sottolineati, all’inizio del 2020, dal debutto del torque vectoring elettrico, dedicato ad Audi e-tron S e Audi e-tron S Sportback. Il torque vectoring elettrico permette di distribuire la spinta, oltre che tra gli assali, tra le ruote posteriori in pochi millisecondi, pur gestendo valori di coppia decisamente elevati. Una funzione legata all’adozione di tre motori elettrici, di cui due in corrispondenza del retrotreno. Ciascuno dei propulsori posteriori trasmette la spinta mediante un sistema d’ingranaggi alla ruota più vicina. Così facendo, il differenziale meccanico non è più necessario. Accelerando con decisione in uscita di curva, vengono trasmessi alla ruota esterna sino a 220 Nm di coppia in più rispetto a quanto indirizzato alla ruota interna. Un’operazione che avviene con tempi quattro volte più rapidi rispetto a un differenziale posteriore meccanico.
Audi e-tron S e Audi e-tron S Sportback sono caratterizzate da un comportamento marcatamente sportivo: in uscita di curva, la ripartizione della spinta privilegia sensibilmente il retrotreno. Alla base della precisione e dell’efficacia sia della trazione integrale quattro elettrica sia del torque vectoring elettrico vi è l’interazione tra le centraline di gestione del controllo della stabilità (ESC), del controllo della trazione (ASG), della piattaforma elettronica dell’assetto e delle elettroniche di potenza. Optando per la modalità Sport del controllo della stabilità ESC e per il programma dynamic del sistema di gestione della dinamica di marcia Audi drive select, è possibile innescare il sovrasterzo e drift controllati.
Torque vectoring meccanico: il differenziale posteriore sportivo Audi Per un comportamento ancora più dinamico, la variante quattro integrale permanente con differenziale centrale autobloccante può essere integrata dal differenziale posteriore sportivo. Il differenziale sportivo distribuisce attivamente la coppia tra le ruote al retrotreno, a vantaggio del contenimento del sottosterzo e dell’agilità della vettura. Tramite il sistema di gestione della dinamica di marcia Audi drive select, il conducente può modificarne la strategia d’azione. In inserimento o uscita di curva, la spinta viene indirizzata prevalentemente verso la ruota esterna, riducendo pressoché integralmente il sottosterzo. Diversamente, in caso di sovrasterzo il differenziale sportivo contribuisce a stabilizzare l’auto, trasferendo coppia sulla ruota interna.
In aggiunta alle caratteristiche strutturali di un differenziale classico, il differenziale sportivo Audi integra su entrambi i lati un ingranaggio in sovrapposizione in grado di ruotare sino al 10% più rapidamente rispetto all’albero di trasmissione. Una frizione a lamelle in bagno d’olio, azionata da un attuatore elettroidraulico, genera l’accoppiamento – quando necessario – tra semiasse e ingranaggio supplementare, incrementando la velocità di rotazione della singola ruota. Tale variazione di regime richiede una coppia aggiuntiva. Conseguentemente, mediante il differenziale viene sottratta coppia alla ruota opposta, solitamente quella interna alla curva, maggiormente portata alla perdita d’aderenza a causa della distribuzione dinamica del carico.
Trazione Audi quattro in pillole
Dal 1980, sono stati prodotti oltre 12,2 milioni di Audi a trazione integrale quattro
Nel mondo, nel 2021 la trazione quattro ha costituito oltre il 46% della produzione Audi
Fatta eccezione per la famiglia A1, la trazione quattro è disponibile per ogni car line a listino
La trazione quattro è di serie per tutti i modelli Audi high performance (eccetto Audi R8 RWD)
In Italia, la gamma Audi può contare su 130 versioni a trazione integrale che costituiscono oltre il 60% dell’offerta del Brand
Nei primi quattro mesi del 2022, i modelli a trazione integrale quattro hanno rappresentato il 35% dell’immatricolato Audi in Italia
Motorsport
1981: Audi quattro esordisce nei rally in occasione dello Jänner Rallye in Austria. È la prima vettura
4WD a schierarsi al via del Mondiale
Anni ’80: dal 1982 al 1984 quattro titoli nel Campionato del Mondo Rally, dal 1985 al 1987 tre
vittorie alla Pikes Peak. Successi negli USA nelle competizioni Trans Am e IMSA GTO
Anni ’90: nel 1990 e nel 1991 titoli piloti nel DTM, nel 1996 sette titoli nella categoria Super
Touring
Anni 2000: tre vittorie consecutive a Le Mans e quattro titoli WEC con Audi R18 e-tron quattro
2022: a quarant’anni dal debutto in gara di Audi quattro, la Casa di Ingolstadt torna ai rally rivoluzionando nuovamente il panorama del motorsport. Audi RS Q e-tron è il primo prototipo elettrico con range extender al mondo a schierarsi al via della Dakar. Grazie all’efficacia della trazione quattro elettrica conquista 4 vittorie e 10 podi di tappa. Un exploit cui fa seguito il primo successo assoluto nei rally raid, all’Abu Dhabi Desert Challenge.
