Audi quattro, dal 1980 prodotte 11,8 milioni di auto a trazione integrale

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Chi dice quattro dice Audi. Da 41 anni, le 4×4 sono una colonna portante del Marchio di Ingolstadt. Dal debutto della mitica Ur-quattro, avvenuto in occasione del Salone Internazionale dell’Automobile di Ginevra del 1980, Audi ha prodotto 11,8 milioni di vetture a trazione quattro. La Casa dei quattro anelli aggiunge ora due ulteriori capitoli di questa storia di successo grazie all’introduzione della funzione RS torque splitter e della trazione integrale quattro elettrica con torque vectoring elettrico.

Al debutto, avvenuto nel 1980 in occasione del Salone Internazionale dell’Automobile di Ginevra, l’iconica coupé Audi quattro ha catalizzato l’attenzione di pubblico e media grazie al sistema di trazione integrale leggero, compatto, efficiente e non soggetto a frizioni o dissipazioni d’energia. Caratteristiche che rendono la trazione quattro particolarmente adatta, sin dalle origini, tanto per le vetture sportive quanto per i modelli di grande serie.

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La trazione quattro è sinonimo di sicurezza, prestazioni ed efficienza. Un’immagine rafforzata dal successo dei modelli stradali quattro, dai trionfi nel motorsport e ulteriormente rimarcata da leggendari spot pubblicitari. Nel 1986, ad esempio, il pilota di rally Harald Demuth ha guidato un’Audi 100 CS quattro durante la risalita lungo il trampolino di salto con gli sci di Kaipola, in Finlandia. Nel 2019, il campione di rallycross Mattias Ekström non è stato da meno: lungo la celebre Streif di Kitzbühel, la pista di discesa libera più difficile al mondo, ha percorso in salita il tratto più ripido, con pendenze fino all’85%, al volante di un’Audi e-tron S dotata di tre motori elettrici.

Evoluzione quattro: RS torque splitter e torque vectoring elettrico

La trazione quattro è una colonna portante del Marchio dei quattro anelli. Fatta eccezione per la gamma A1, è disponibile per ogni modello a listino. Tutte le Audi a elevate prestazioni, in primis appartenenti alle serie S ed RS, scaricano a terra la potenza mediante le quattro ruote motrici. Nuova Audi RS 3, nello specifico, è 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, a vantaggio del dinamismo e del rigore direzionale. Una novità.

Con Audi e-tron e Audi e-tron Sportback, dal 2018 la Casa dei quattro anelli è entrata nell’era della mobilità sostenibile e della trazione integrale elettrica. Il nuovo sistema 4WD, basato 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.

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 di una sostanziale evoluzione della trazione integrale elettrica: il torque vectoring elettrico, dedicato ad Audi e-tron S e Audi e-tron S Sportback, versioni sportive dei SUV a elettroni. Il torque vectoring elettrico permette di ripartire la spinta tra le ruote posteriori in pochi millisecondi, pur gestendo valori di coppia decisamente elevati e portando i vantaggi garantiti dal “classico” differenziale sportivo Audi nell’era della mobilità a zero emissioni. Una novità legata all’adozione di tre motori elettrici, di cui due in corrispondenza del retrotreno.

Stabilità, motricità ed efficienza: le varianti della trazione quattro

La trazione integrale quattro costituisce tuttora 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. Un elemento tecnico comune, chiamato a supportare la trazione quattro, è rappresentato dalla gestione selettiva della coppia sulle singole ruote. Un’intelligente funzione software che affianca le 4WD, frenando in misura minima la ruota interna alla traiettoria prima ancora che questa perda aderenza, consentendo di trasferire la spinta alla ruota con il grip migliore.

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 prevede la ripartizione della spinta tra assale anteriore e assale posteriore secondo il rapporto 40:60.

Il differenziale autobloccante Audi 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.

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. 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. In termini di motricità e comportamento dinamico non viene percepita alcuna differenza rispetto ai sistemi permanenti.

Tra le vetture che fruiscono della soluzione quattro con tecnologia ultra – abbinata alla trasmissione a doppia frizione S tronic – spiccano la famigliare, best seller della categoria nel 2020, Audi A6 Avant e nuova Audi Q5 Sportback, declinazione coupé del SUV dei quattro anelli più venduto al mondo, dotate della soluzione ultra in tutte le versioni quattro fatta eccezione per le varianti sportive S e 50 TDI da 286 CV.

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. Un sistema attualmente adottato, ad esempio, dalle best seller compatte Audi Q3 quattro e Audi Q3 Sportback quattro.

La supercar Audi R8 V10 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. La frizione, integrata nel differenziale anteriore, 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.

Torque vectoring meccanico: il differenziale sportivo Audi

Per un comportamento ancora più dinamico, la trazione quattro può essere integrata dal differenziale posteriore sportivo, riservato ai modelli con trasmissione automatica tiptronic. 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.

RS Torque Splitter: la nuova frontiera della sportività

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.

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. E qualora s’inneschi il sovrasterzo, la gestione del drift risulta particolarmente intuitiva grazie all’apporto dell’elettronica che ripartisce la coppia attivamente e con eccezionale rapidità.

quattro 2.0: la trazione integrale 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 i SUV a elettroni utilizzano in misura prevalente, quando non esclusiva, il motore elettrico posteriore. Il disaccoppiamento pressoché totale del propulsore anteriore durante la marcia in condizioni normali favorisce l’efficienza. Non si verifica infatti alcuna dissipazione energetica, dato che l’effetto trascinamento è nullo.

L’unità all’avantreno entra in azione qualora il conducente richieda più potenza di quanta il motore elettrico posteriore 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 solo 30 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 elettrica.

Il dinamismo, l’efficacia e l’efficienza del sistema quattro elettrico sono stati ulteriormente sottolineati, all’inizio del 2020, dal debutto – come accennato – del torque vectoring elettrico, dedicato ad Audi e-tron S e Audi e-tron S Sportback. Il torque vectoring elettrico permette di ripartire la spinta 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 sistema tradizionale.

Le GT elettriche Audi Quattro

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.

Quanto alle Granturismo a elettroni dei quattro anelli, Audi e-tron GT quattro e Audi RS e-tron GT si affidano di norma alla trazione integrale quattro elettrica. Solo qualora si opti per il programma “efficiency” del sistema di controllo della dinamica Audi drive select viene data priorità alla trazione anteriore. In presenza di fondi a ridotta aderenza, o nel caso in cui si richieda massima potenza o si affrontino le curve con piglio particolarmente sportivo, viene privilegiato il trasferimento di coppia verso il motore elettrico posteriore con una rapidità, in questo caso, cinque volte superiore a un sistema quattro meccanico. A completamento della raffinata dotazione tecnica, Audi RS e-tron GT adotta di serie il bloccaggio elettronico del differenziale posteriore, il cui cuore è costituito da una frizione a lamelle in grado di adattare il livello d’intervento da 0 al 100%.

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Ultima modifica: 29 settembre 2021

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