quattro à technologie ultra : la transmission intégrale du futur

quattro à technologie ultra : la transmission intégrale du futur

Audi ouvre un nouveau chapitre dans l’histoire du quattro : le nouveau quattro à technologie ultra combine dynamique de roulage et sécurité avec une efficacité énergétique élevée, permettant au système de transmission intégrale d’envisager l’avenir avec sérénité. Ce système est conçu pour de nombreux modèles Audi à moteur avant implanté longitudinalement. Une première version sera étrennée au milieu de cette année dans la nouvelle Audi A4 allroad quattro.

 

La domination d’Audi en matière de transmission intégrale permanente dure depuis plus de trois décennies maintenant. Aujourd’hui, le temps est venu de franchir un autre pas important : le quattro combiné à la technologie ultra.

L’enjeu du développement du quattro à technologie ultra est le suivant : mettre au point une transmission intégrale qui soit caractérisée par une efficacité énergétique élevée et qui ne présente dans le même temps aucune différence perceptible en termes de motricité et de dynamique de roulage avec les systèmes permanents existants. Cette transmission intégrale devrait imposer de nouvelles références dans son segment quant à la consommation de carburant et aux émissions de CO2, particulièrement dans des conditions d’utilisation quotidienne. À l’aide de voitures d’essai équipées en conséquence, les ingénieurs d’Audi ont consommé en moyenne environ 0,3 l/100 km de carburant en moins qu’avec des véhicules dotés d’une transmission intégrale classique. Ces tests ont été menés sur un itinéraire tracé autour de la ville d’Ingolstadt et dans des conditions de circulation normales.

À première vue, ces exigences semblent difficilement conciliables. Cependant, grâce à l’interaction des composants de conception nouvelle de la transmission intégrale et à une stratégie de fonctionnement sophistiquée, les ingénieurs d’Audi ont été en mesure d’atteindre cet objectif. Résultat : la gestion intelligente de la transmission intégrale s’opère de manière prédictive, anticipant en permanence grâce à un arsenal de capteurs et à l’analyse continue de données relatives à la dynamique de roulage, à l’état de la chaussée et au comportement du conducteur. Il en découle que le système de transmission intégrale quattro est toujours prêt quand cela s’avère nécessaire. Dans des conditions d’utilisation normales, avec un moteur soumis à de faibles charges et aucun risque de patinage des roues, le nouveau quattro exploite tous les avantages de la traction avant.

La transmission intégrale est toujours désactivée quand cela n’est pas nécessaire, mais elle reste disponible en permanence, ce qui réduit de manière significative la différence de consommation potentielle entre une voiture à traction avant et une voiture à transmission intégrale permanente.

La stratégie

Le système de transmission intégrale est activé avant que le conducteur n’en ait besoin. En fait, toutes les activations et désactivations suivent une stratégie extrêmement différenciée : l’électronique du quattro est interconnectée avec une multitude d’autres modules de gestion. Toutes les dix millisecondes, le système récolte et analyse une grande variété de données, comme l’angle de braquage, l’accélération transversale et longitudinale et le couple moteur, pour n’en citer que quelques-unes.

L’activation du système de transmission intégrale suit une stratégie en trois phases : proactive, prédictive (c’est-à-dire anticipative) et réactive.

La phase proactive met l’accent sur les données fournies par les systèmes interconnectés du véhicule. Le module de gestion utilise ces données pour, par exemple, calculer à quel moment, dans une courbe négociée à vitesse élevée, le pneu de la roue avant « intérieure » au virage sera à la limite de la perte d’adhérence. Le système prend une marge de sécurité d’une demi-seconde. Si la roue concernée atteint le seuil défini en matière de perte d’adhérence, le système de transmission intégrale est activé.

Dans le cas de l’activation prédictive, le module de gestion quattro s’intéresse principalement au style de pilotage du conducteur, au statut du programme électronique de stabilisation ESC et au mode de conduite sélectionné dans l’Audi drive select, ainsi qu’à l’éventuelle détection d’une remorque attelée.

Dans le cas de l’activation réactive, qui se produit rarement dans la pratique, le système réagit à des changements soudains dans le coefficient de friction. Ces derniers surviennent par exemple quand les roues passent d’un revêtement en asphalte sec à une plaque de verglas.

En règle générale, la transmission intégrale quattro est plus souvent active en hiver qu’en été, car cette dernière saison se caractérise par des coefficients de friction plus bas. Le besoin de la transmission intégrale se fait habituellement sentir davantage lors de déplacements à vitesse faible ou modérée avec des phases d’accélération que lors de déplacements rapides à vitesse constante. C’est la raison pour laquelle la transmission intégrale est particulièrement peu utilisée lors de trajets autoroutiers.

Toutefois, la voiture peut également être conduite en toute sécurité sur une route enneigée en recourant à la seule traction avant pour autant que la route soit droite et que la vitesse reste constante. En revanche, si la voiture est conduite de manière dynamique sur une route sinueuse, la transmission intégrale reste active à tout moment, même sur un revêtement en asphalte sec et présentant une bonne adhérence.

Le rapport optimal de répartition de la puissance entre les trains avant et arrière est calculé en permanence quand le système est actif. La stratégie de gestion prend en considération les données de l’ESC, l’environnement du véhicule, les conditions de déplacement et les souhaits du conducteur. La force motrice est toujours distribuée de manière idéale entre les deux trains en fonction de ces facteurs.

La désactivation du système de transmission intégrale se fait généralement dans un laps de temps suffisant. En revanche, la vitesse à laquelle les embrayages doivent se fermer pour activer le système dépend des conditions de déplacement. Dans certaines situations, ce processus ne doit prendre que quelques fractions de seconde.

L’interconnexion du quattro avec l’Audi drive select permet au conducteur d’adapter les caractéristiques de la transmission intégrale à ses préférences personnelles. Le mode « auto » du drive select procure ainsi une motricité maximale couplée à une dynamique de roulage équilibrée. Dans le mode « dynamic », la puissance est envoyée plus tôt et plus massivement aux roues arrière, ce qui se traduit par une augmentation de la dynamique de roulage surtout lorsqu’une faible adhérence est rencontrée. La répartition active du couple entre les roues adaptée aux besoins (ou vectorisation du couple), une fonction logicielle de l’ESC, améliore si nécessaire le comportement routier en freinant légèrement les roues intérieures aux virages.

Deux embrayages : la technologie

L’efficacité énergétique élevée du système est à mettre sur le compte des deux embrayages de la chaîne cinématique. Dès que la traction avant est activée, l’embrayage avant (un embrayage multidisque monté à la sortie de la boîte de vitesses) désaccouple l’arbre de transmission. Un embrayage de découplage intégré au différentiel arrière s’ouvre également afin de supprimer la principale cause de pertes par barbotage dans la section arrière de la chaîne cinématique. Malgré la présence de nouveaux composants, la chaîne cinématique quattro est plus légère de presque 4 kg que le système précédent. Cela aussi est synonyme d’économies de carburant et favorise la dynamique.

L’embrayage multidisque

L’embrayage qui permet l’activation et la désactivation de la transmission intégrale se trouve sur l’axe de sortie de la boîte de vitesses. Un moteur électrique intégré au module de gestion quattro entraîne un vérin qui commande l’embrayage multidisque. Ce dernier est composé, selon les versions, d’un jeu de cinq ou sept paires de disques en bain d’huile. Les disques de friction sont disposés par paires l’un derrière l’autre. Le premier est solidaire du carter tournant avec l’arbre de transmission, et le suivant, de l’arbre de sortie vers le différentiel arrière. Lorsque les disques sont pressés les uns contre les autres, le système de transmission intégrale est activé. La pression de contact des disques est utilisée pour distribuer de manière variable et dynamique les couples d’entraînement entre les deux trains.

L’embrayage de découplage intégré

L’embrayage de découplage intégré au différentiel arrière fonctionne selon un principe différent. L’arbre qui part vers la roue arrière droite est divisé en deux à l’endroit où il sort du différentiel. Le demi-arbre de gauche, avec le pignon planétaire de différentiel, et le demi-arbre de droite sont chacun solidarisés à un élément à crabot. Tous deux s’emboîtent étroitement.

L’embrayage à crabots s’ouvre de manière électromécanique et se ferme à l’aide de ressorts prétendus. Si à la fois l’embrayage de la transmission intégrale et l’embrayage de découplage sont ouverts, les grands éléments mécaniques dans le différentiel arrière responsables des pertes par frottement et par barbotage ainsi que l’arbre de transmission s’arrêtent. Seuls le pignon planétaire et les pignons satellites du différentiel, qui compensent les différences de vitesse de rotation entre les roues motrices du véhicule dans les virages, continuent de tourner à vide. Néanmoins, elles ne provoquent que de très faibles pertes par barbotage.

L’activation de la transmission intégrale s’opère via la remise en mouvement, en quelques fractions de seconde seulement, des composants stationnaires par l’embrayage multidisque piloté. L’embrayage à crabots se ferme dès que l’arbre de transmission et donc le carter du différentiel tournent de nouveau au régime exigé. Une tige métallique actionnée de manière électromécanique libère alors le levier d’arrêt, ce qui a pour effet de détendre les ressorts et de fermer l’embrayage à crabots.

Le recours à des ressorts prétendus pour la fermeture de l’embrayage de découplage permet à ce processus de s’effectuer ultra-rapidement.

quattro à technologie ultra : les boîtes de vitesses

Pour atteindre une efficacité énergétique élevée dans le cas d’un entraînement via un seul essieu, il est essentiel que l’essieu à entraînement direct présente un rendement optimal. Pour cette raison, le développement de la nouvelle génération de boîtes de vitesses manuelles et S tronic met également l’accent sur un rendement maximal.

Le premier modèle à être doté de la transmission intégrale quattro de la nouvelle génération sera la nouvelle Audi A4 allroad quattro, qui sera commercialisée au cours du deuxième trimestre de 2016. Par la suite, cette nouvelle technologie équipera progressivement d’autres modèles à moteur avant implanté longitudinalement et à boîte manuelle ou S tronic.

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Sofie Luyckx PR Officer Audi Belgium, D'Ieteren - Audi Import
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