Nuova Trazione Audi quattro ultra: Come Funziona la Trazione quattro del futuro

Audi apre un nuovo capitolo nella storia di quattro: la nuova trazione quattro con tecnologia ultra unisce dinamicità e sicurezza ad un’elevata efficienza rendendo la trazione integrale pronta per il futuro. Il sistema è disponibile per un’ampia gamma di modelli Audi con motore longitudinale anteriore e debutterà nella produzione in serie a metà 2016 in una prima variante sulla nuova Audi A4 allroad quattro.

Con la trazione integrale permanente quattro, da oltre trent’anni Audi continua a consolidare il suo ruolo pionieristico. E’ arrivato ora il momento di fare un nuovo grande passo: quattro in abbinamento alla tecnologia ultra. L’obiettivo di quattro con tecnologia ultra è quello di offrire una soluzione integrale più efficiente in cui la trazione e il comportamento dinamico non lascino percepire alcuna differenza rispetto ai sistemi integrali permanenti. Questo sistema garantisce consumi ed emissioni di CO2 di riferimento nella sua categoria, in particolare nelle condizioni di marcia reali: con vetture di test appositamente equipaggiate i progettisti Audi hanno registrato in media consumi di carburante inferiori di 0,3 litri ogni 100 km rispetto alla trazione integrale tradizionale. I test sono stati effettuati su un percorso di prova intorno a Ingolstadt e nel normale traffico.

Nuova Trazione Audi quattro ultra

Bassi consumi e alte prestazioni sembrano concetti inconciliabili. Eppure, grazie all’interazione tra i componenti della trazione integrale di nuova concezione e a una logica di gestione più sofisticata, i progettisti Audi hanno raggiunto questo difficile obiettivo. Ciò che ne consegue è un funzionamento predittivo ed intelligente nella gestione della trazione integrale, ancora più avanzata grazie all’aiuto di una sensoristica ampliata in grado di monitorare costantemente i dati rilevati circa la dinamica, le condizioni stradali e il comportamento di guida. Il risultato è una trazione quattro sempre pronta ad entrare in funzione a seconda delle esigenze di guida. In condizioni di marcia standard con bassi carichi e in assenza di perdita di aderenza, la nuova trazione quattro sfrutta tutti i vantaggi della trazione anteriore.

La trazione integrale risulta così sempre disattivata quando non serve, restando comunque disponibile in caso di necessità. La differenza nei consumi tra trazione anteriore e trazione integrale permanente si riduce così in modo significativo.

Qualora invece la trazione integrale diventi necessaria, quest’ultima è immediatamente disponibile. Ogni attivazione e disattivazione segue varie e differenti logiche. L’elettronica quattro è collegata a numerose centraline. Ogni 10 millisecondi il sistema rileva e analizza dati assai diversi tra loro, come ad esempio angolo di sterzata, accelerazione trasversale e longitudinale e coppia del motore, solo per citarne alcuni. L’attivazione della trazione integrale si realizza attraverso tre step: proattiva, predittiva e reattiva.

Il livello proattivo si basa sui dati forniti dai sistemi collegati in rete nell’auto. Partendo da questi dati la centralina rileva per esempio il punto in cui, durante la marcia in curva a velocità elevata, la ruota anteriore interna raggiunge il limite di aderenza. La centralina effettua questo calcolo con un anticipo di circa 0,5 secondi. Se la ruota registra un grado prestabilito del limite di aderenza, la trazione integrale viene attivata.

Nel livello predittivo la centralina quattro prende in considerazione soprattutto lo stile di guida del conducente, lo stato dell’ESC, la modalità drive select impostata e il riconoscimento del rimorchio. Infine nel livello reattivo, meno frequente, il sistema reagisce a cambiamenti improvvisi del coefficiente di attrito, che si verificano per esempio quando gli pneumatici passano dall’asfalto asciutto a una lastra di ghiaccio.

Generalmente la trazione quattro si attiva più frequentemente in inverno, quando i coefficienti di attrito sono più bassi, piuttosto che in estate. Infine, la trazione integrale risulta più utile in presenza di velocità medie e basse, alternate a fasi di accelerazioni, piuttosto che durante la marcia a velocità costante. Per questo motivo in autostrada solitamente la trazione integrale quattro viene utilizzata di rado.

Ovviamente la vettura può essere guidata in piena sicurezza con la sola trazione anteriore anche su una strada innevata con un percorso diritto e a velocità costante. Se, al contrario, la vettura viene guidata in maniera dinamica su una strada con molte curve, la trazione integrale risulterà sempre attiva, anche in presenza di un fondo asciutto e con una buona tenuta. Quando la trazione integrale è attiva viene costantemente calcolato il rapporto di distribuzione ottimale della potenza tra assale anteriore e posteriore. La logica di regolazione tiene in considerazione i dati dell’ESC, le condizioni ambientali, la condizione di marcia e lo stile di guida del conducente. Sulla base di questi fattori la coppia viene sempre ripartita in modo ideale sui due assali.

Solitamente il disinserimento automatico della trazione integrale può essere realizzato in un tempo relativamente breve. In realtà, a condizionare la velocità di chiusura delle frizioni che attivano il sistema sono i fattori principali che caratterizzano la marcia. Di conseguenza, in situazioni particolari, il sistema deve essere in grado di reagire in frazioni di secondo.

Grazie al collegamento in rete tra trazione quattro ed il sistema Audi drive select il conducente ha la possibilità di personalizzare le caratteristiche della trazione integrale. Nella modalità auto del drive select si ha la migliore trazione possibile e un comportamento dinamico equilibrato. Nella modalità dynamic la ripartizione della coppia sull’assale posteriore viene anticipata e aumentata, in modo tale da poter migliorare la dinamica, in particolare in presenza di bassi coefficienti di attrito.

La gestione selettiva della coppia sulle singole ruote, una funzione software dell’ESC, ottimizza la maneggevolezza frenando leggermente le ruote interne alla curva.

La tecnologia a due frizioni

La maggiore efficienza è frutto delle due frizioni integrate nella catena cinematica. Quando il sistema passa alla trazione anteriore, la frizione anteriore multidisco posizionata all’uscita del cambio disinserisce l’albero posteriore. Inoltre nel differenziale posteriore una frizione di separazione integrata viene aperta riducendo la principale causa di perdita di coppia nella parte posteriore della catena cinematica. Benché arricchita dei nuovi componenti, la catena cinematica quattro pesa quasi quattro chilogrammi meno del sistema precedente, un altro aspetto che permette di ridurre i consumi e favorisce la dinamica di guida.

La frizione multidisco

La frizione dedicata alla trazione integrale si trova all’estremità posteriore del cambio. Un motore elettrico integrato nella centralina quattro aziona un alberino che attiva la frizione multidisco. A seconda delle versioni, questa frizione può essere costituita da un pacco di cinque o sette coppie di dischi in bagno d’olio. Gli anelli di attrito sono posizionati a coppie uno dietro l’altro. Il primo è solidale con la frizione che ruota insieme all’albero d’entrata. Quello successivo è collegato con l’albero di uscita al differenziale posteriore. Quando i dischi vengono compressi la trazione integrale è attivata. Attraverso la pressione dei dischi è possibile distribuire in modo continuo e dinamico la coppia sugli assali.

La frizione di separazione integrata

La frizione di separazione integrata nel differenziale posteriore segue un principio di funzionamento diverso. L’albero verso la ruota posteriore destra è diviso in due parti dietro l’uscita dal differenziale. Il semialbero sinistro con pignone conico nel differenziale e il semialbero destro sono collegati grazie ad un ingranaggio dentato. Entrambi possono essere uniti mediante accoppiamento. Il giunto a innesto frontale viene aperto mediante meccanismo elettromeccanico e viene chiuso mediante delle molle precaricate. Se la frizione per la trazione integrale e la frizione di separazione sono entrambe aperte, non vengono attivate le componenti finalizzate alla riduzione delle perdite d’attrito e delle coppie a vuoto nel differenziale posteriore e nell’albero cardanico. Solo i pignoni conici e le ruote di compensazione nel differenziale, che provvedono alla compensazione del numero di giri tra le ruote motrici della vettura nella marcia in curva, continuano a muoversi liberamente generando però solo perdite di coppie assai ridotte.

Quando è necessario inserire la trazione integrale i componenti in stand-by vengono attivati in frazioni di secondo dalla frizione multidisco. Il giunto a innesto frontale si chiude non appena l’albero cardanico, e quindi la sede del differenziale, ruotano con un numero di giri necessario. Successivamente un perno metallico con movimento elettromagnetico disattiva la leva di innesto. Le molle si scaricano e il giunto a innesto frontale si chiude. L’utilizzo di molle precaricate durante la chiusura della frizione di separazione permette di avere tempi di innesto molto rapidi.

quattro con tecnologia ultra – le trasmissioni

La chiave per ottenere un significativo guadagno in efficienza nel funzionamento a singolo asse, è avere un assale ad azionamento diretto con un ottimale livello di efficienza. La nuova generazione di cambi manuali e S tronic sono il presupposto ideale, in quanto durante la loro progettazione è stato tenuto in grande considerazione proprio il livello di efficienza. Il primo modello della nuova generazione quattro sarà, nella primavera 2016, la nuova A4 allroad quattro con cambio S tronic. Tale nuova tecnologia sarà poi introdotta progressivamente in altri modelli con motore longitudinale anteriore e cambi manuali o S tronic.