Evolution x Vision: la trazione quattro di Audi

Quando l’Audi quattro fece il suo debutto nel 1980, diede il via alla storia di successo di questa tecnologia. «Era leggera e compatta e poteva quindi essere impiegata per la prima volta nei veicoli sportivi prodotti su larga scala», spiega Weidemann. Da allora, questa tecnologia ha fatto scalpore sia nell’ambito dell’automobilismo sportivo che per quanto riguarda i modelli di serie. A questo successo hanno contribuito anche imprese quali la scalata di trampolini innevati per il salto con gli sci e della leggendaria pista Streif, ovviamente tutto in salita. «Questi risultati straordinari», prosegue Dieter Weidemann, «hanno lasciato un segno indelebile, diventando distintivi di questa tecnologia». Soprattutto il controllo e la sensazione di sicurezza che ne deriva su ghiaccio e neve, ovvero quando si guida su superfici con un coefficiente di attrito particolarmente basso (low-μ), rivestono per gli sviluppatori una grande importanza. Secondo Weidemann, sono propri questi gli aspetti apprezzati da chi guida un modello quattro.

L’ingegnere è impegnato nell’ulteriore sviluppo della tecnologia quattro da oltre 25 anni. «Inizialmente mi sono occupato dello sviluppo dei moduli, lavorando tra le altre cose al differenziale centrale, il cuore di molti modelli quattro». Già allora passava molto tempo sui banchi di prova. E sulle piste di test. «I miei compiti erano inscindibili dalla valutazione del comportamento, della dinamica e del comfort di guida. Sui banchi di prova, in condizioni di laboratorio, otteniamo dati e informazioni preziosi. Ma alla fine, per sviluppare una tecnologia matura è fondamentale sperimentarla in prima persona». Oggi, Weidemann e il suo team hanno il compito di mettere a punto proprio queste caratteristiche in tutti gli sviluppi di Audi.

«La trazione quattro sarà sempre parte integrante del DNA Audi. È una delle nostre conquiste pionieristiche, se non la più straordinaria in assoluto», afferma Weidemann. Agli inizi l’attenzione era rivolta soprattutto alla sicurezza e alla trazione, ma nel corso degli anni altre caratteristiche hanno acquisito un’importanza sempre maggiore. «Nei primi anni 2000, al più tardi con l’introduzione del differenziale sportivo nel 2008, la dinamica di guida ha assunto un ruolo centrale. In seguito, con la tecnologia ultra e i primi modelli e-tron completamente elettrici, l’attenzione si è spostata sull’efficienza». Ma trazione e dinamica di guida si confermano comunque elementi chiave importanti anche nello sviluppo dei sistemi di trazione quattro, incentrato sull’aumento dell’efficienza. 

A occuparsi del trasferimento della tecnologia quattro nel mondo della propulsione elettrica a batteria sono, tra gli altri, Korbinian Weber e Bastian Heidler. «Utilizziamo la stessa infrastruttura impiegata nei motori a combustione. Vogliamo e dobbiamo ovviamente garantire che il veicolo elettrico finito offra lo stesso comportamento di guida perfettamente bilanciato, la stessa precisione e la stessa armonia: insomma, la stessa esperienza quattro», spiega Weber, illustrando l’approccio adottato. E Bastian Heidler aggiunge: «Anche se si utilizzano soluzioni tecniche completamente diverse».

La trazione integrale elettrica quattro utilizzata nei modelli con la nuova Premium Platform Electric, come l’Audi Q6 e-tron, si basa sulla combinazione di due motori elettrici indipendenti: un motore sincrono compatto a magneti permanenti (PSM) sull’asse posteriore e uno asincrono (ASM) su quello anteriore. «L’azionamento principale è fornito dal PSM, mentre l’ASM viene attivato solo se necessario. L’accoppiamento tra l’asse anteriore e quello posteriore, che nei motori a combustione si ottiene tramite componenti meccanici, qui lo riproduciamo esclusivamente tramite funzioni software in rete», spiega Heidler, che dal 2016 si occupa dello sviluppo di motori elettrici per AUDI AG. Al sistema sono sufficienti 30 millisecondi per riconoscere la situazione di guida e impostare le coppie dei motori elettrici. «Il processo è davvero fulmineo, molto più rapido rispetto ai sistemi dotati di collegamenti meccanici», sottolinea Korbinian Weber.

La tecnologia regola in modo permanente e completamente variabile la distribuzione delle coppie motrici tra i due assi in base alle esigenze, dallo 0 al 100% e in poche frazioni di secondo. Ciò avviene, per così dire, in modo proattivo, prima che si verifichi uno slittamento o che l’auto sottosterzi o sovrasterzi in condizioni di scivolosità o in curve a velocità sostenuta. «Nei modelli completamente elettrici si ritrovano le stesse straordinarie prestazioni e lo stesso dinamismo a cui Audi ci ha abituato ormai da decenni. L’unica differenza è che i nostri motori elettrici di nuova concezione sono in grado di fornire queste prestazioni in modo molto efficiente e silenzioso, assicurando un comfort di guida ancora maggiore».

Il dialogo con esperti come Dieter Weidemann è particolarmente prezioso in fase di sviluppo. Il principio della separazione dei due assi, nonostante la trazione quattro, non è una novità per Audi. «Circa dieci anni fa abbiamo introdotto nei motori convenzionali il sistema quattro con tecnologia ultra ottimizzato in termini di efficienza», spiega Weidemann. In questo caso vengono utilizzate due frizioni. Quando il sistema passa all’efficiente trazione anteriore, la frizione anteriore multidisco all’uscita del cambio si apre. In questo modo la coppia non viene più trasferita all’asse posteriore. «Aprendo una seconda frizione di separazione nel cambio dell’asse posteriore, ci assicuriamo che le principali cause di perdita di trascinamento rimangano nella parte posteriore della trasmissione».

Se si può ancora parlare di trazione integrale permanente quattro è perché il controllo intelligente della trazione integrale è in grado, mediante un sistema di sensori completo, di valutare in modo costante i dati su dinamica di guida, condizioni della strada e comportamento al volante e utilizza modelli di simulazione per ottenere, per così dire, uno scenario del futuro prossimo. «Questa previsione garantisce che la trazione quattro con tecnologia ultra sia sempre pronta all’uso prima che sia effettivamente necessaria, rendendola indistinguibile a livello funzionale dalla trazione integrale permanente», spiega Weidemann. In linea di principio, funziona esattamente allo stesso modo sui nuovi modelli elettrici di Audi.

La trazione quattro è stata sottoposta a un continuo lavoro di sviluppo nel corso dei decenni, raggiungendo sempre nuovi traguardi e superando al meglio il passaggio alla mobilità completamente elettrica. Oggi, la percentuale di modelli Audi consegnati con la trazione quattro è superiore al 50%. «Rispetto al motore a combustione, che vanta 45 anni di storia quattro», afferma Heidler, «con l’e-quattro siamo praticamente ancora agli esordi». Weidemann e Heidler concordano sul fatto che Audi continuerà a scrivere la sua storia di successo ed entrambi garantiscono che le idee non mancano.