Dinamismo en una nueva dimensión

.- Distribución variable de la fuerza motriz entre las ruedas posteriores
.- Mayor agilidad, estabilidad mejorada

Con su diferencial activo deportivo, Audi sitúa las aptitudes dinámicas de sus automóviles con tracción total permanente quattro en unos niveles inéditos. Un innovador sistema de regulación distribuye el par motor disponible en proporciones constantemente variables entre las ruedas del tren posterior. Se trata de una forma ideal para potenciar la agilidad, el placer de conducción y la seguridad activa. El control de la potencia disponible permite al vehículo abordar los virajes de una manera más directa y precisa, conservando la estabilidad direccional mucho más tiempo y haciendo del subviraje un fenómeno del pasado. Este nuevo dispositivo, producto de la más avanzada tecnología de los inventores del sistema de tracción total quattro estará disponible a partir del año 2008.

“Este diferencial deportivo contribuye a reafirmar aún más el eslogan de Audi, ‘A la vanguardia de la técnica’ en materia de dinamismo”, señala Michael Dick, Director de Desarrollo Técnico de AUDI AG. “Con él, reinterpretamos el concepto de agilidad de una manera innovadora y fascinante, alcanzando al mismo tiempo una dimensión hasta ahora desconocida en materia de seguridad. Nuestro diferencial deportivo es un paso lógico hacia la mejora del placer de conducción, intrínseco a cualquier Audi, en una proporción aún mayor. Mediante la integración de esta tecnología de tracción total en el avanzado conjunto de transmisión de Audi, que en sí mismo combina refinamiento y dinamismo de un modo totalmente nuevo, hemos creado un sistema que posibilita un comportamiento dinámico superior que por primera vez puede estar a la altura de los requerimientos individuales de cualquier conductor.

Sinónimo de máximo dinamismo

Desde 1980, el término quattro se ha asociado con automóviles dotados de cualidades dinámicas de primer orden. En su configuración básica, el diferencial central de reparto variable envía un 40 por ciento del par al tren delantero y el 60 por ciento restante al trasero. Desde la introducción en 2005 de la última generación del Audi RS 4, ese porcentaje de reparto se hizo común a todos los modelos dotados de tracción total quattro, como garantía de un elevado placer de conducción. El diferencial sensible al par redistribuye la potencia del motor de manera instantánea ante cualquier cambio en las condiciones de adherencia del firme, lo que le convierte en el más avanzado principio técnico en su ámbito.

Esa excepcional capacidad de tracción sitúa al sistema quattro en un nivel muy alto en lo que atañe al dinamismo en el avance longitudinal del vehículo. Pero la tecnología quattro también marca la diferencia en términos de adherencia lateral. Mediante la distribución de la tracción entre las cuatro ruedas, cada una de éstas cuenta con mejores condiciones para resistir las fuerzas laterales, con lo que el límite de agarre del neumático se sitúa en niveles superiores. La acción del bloqueo electrónico del diferencial (EDL) y los parámetros que Audi define para el sistema electrónico de estabilización ESP también contribuyen a la mejora del placer de conducción y a que se consiga un alto nivel de estabilidad.

Dinamismo lateral redefinido

Con el diferencial deportivo, Audi sube el listón hasta un nivel desconocido. La versión más avanzada del sistema quattro también distribuye el par de manera variable entre las dos ruedas posteriores, llegando a enviar casi toda la fuerza motriz disponible a una sola de ellas en caso de que las condiciones de adherencia lo hagan necesario. El par motor puede utilizarse para influir en el comportamiento auto direccional del coche de una manera calculada, llegando a generar un comportamiento completamente neutral. El diferencial deportivo actúa no sólo bajo carga, sino en vacío; su efecto distribuidor del par mejora la agilidad del coche incluso cuando el embrague está desacoplado.

Cuando el volante está girado y se acelera en plena curva, los automóviles dotados de un sistema de tracción convencional tienden a subvirar hasta que las ruedas adquieren el agarre adecuado. Ello se debe a que las leyes de la física hacen que un objeto en movimiento se resista inicialmente a cualquier cambio de dirección.

Cuando la dirección de un vehículo se gira, tanto los neumáticos como los pivotes de la suspensión absorben parte del movimiento inicial antes de que la dirección de dicho vehículo cambie. Cuando se acelera en plena curva, la carga del tren delantero disminuye y, por tanto, la fuerza lateral que puede transmitirse a las ruedas también es menor. Así, el vehículo subvira, incrementándose de manera forzosa su radio de giro en ese viraje.

Sobre raíles

Con el diferencial deportivo actuando en las ruedas traseras, el coche pasa por todas las curvas como si circulara sobre raíles. Dependiendo del grado de giro de la dirección, de la aceleración lateral, el grado de balanceo, la velocidad y otros parámetros, la unidad electrónica de control calcula el porcentaje ideal de distribución del par a las ruedas en cualquier circunstancia. Cuando se gira el volante, por ejemplo, o se acelera en plena curva, la potencia se envía de una forma controlada hacia la rueda exterior del tren trasero. Ello produce el efecto de “forzar” el giro del coche hacia ese viraje siguiendo con precisión el ángulo de giro de las ruedas delanteras. La diferencia de la fuerza motriz entre las ruedas izquierda y derecha también provoca un efecto direccional, de modo que las habituales correcciones de volante por parte del conductor ya no son necesarias. El subviraje, o lo que es lo mismo, la tendencia del coche de aumentar el radio de giro en su tren delantero, queda completamente eliminado. Cuando se practica una conducción deportiva en una carretera de montaña, el coche pasa por la sucesión de virajes típica de este tipo de trazados como lo harían unos esquís sobre los surcos formados en una pista de nieve. El diferencial deportivo redistribuye la potencia disponible de manera continua de manera instantánea y compensa cualquier tendencia del coche al subviraje o sobreviraje antes de que cualquiera de esos efectos llegue a manifestarse. Para el conductor, ello implica un menor esfuerzo en el manejo del volante y una aceleración lateral máxima más alta.

Más seguro

Cuando el límite de estabilidad se aproxima, el diferencial deportivo funciona como el ESP, aunque con un principio de actuación opuesto. Las correcciones no sólo se inician a base de modificar los parámetros del motor o actuando sobre los frenos, sino también gestionando la redistribución de la fuerza motriz. Así se gana en suavidad y fluidez. Tanto las aptitudes dinámicas en sí mismas como las percepciones subjetivas del conductor mejoran, lo que redunda también en un mayor placer de conducción, ya que el ESP interfiere en la conducción de manera mucho menos frecuente.

Un bonus en seguridad

Dado que su tiempo de respuesta es extremadamente corto (menos de 100 milisegundos), el diferencial entra en acción incluso con mayor rapidez que el ESP. Y lo que es más, el ESP sólo puede reaccionar ante un conflicto entre el ángulo de giro del volante y la rotación real de la carrocería, mientras que el diferencial deportivo influye en el comportamiento dinámico del coche incluso antes de que cualquiera de esos conflictos se manifieste.

La distribución activa del par se basa en un principio de diseño del diferencial del tren trasero completamente novedoso. De manera que el nuevo y avanzado dispositivo puede también desviar el par hacia la rueda exterior a un determinado viraje, haciendo que gire con más potencia que la interior en plena curva. El clásico diferencial trasero cuenta con fases de actuación superpuestas en el lado izquierdo y derecho y un embrague multidisco en un baño de aceite. Estos embragues son activados mediante un actuador electro hidráulico.

Fases de actuación superpuestas en aceleración

La fase de actuación superpuesta gira un diez por ciento más rápido que el semieje que normalmente lleva la tracción a la rueda. Los de ambos lados pueden acompasarse a través del embrague multidisco. Si el embrague está accionado, la rueda es acelerada por la fase superpuesta, que gira a una velocidad mayor y, por tanto, recibe un porcentaje de par adicional. El diferencial disminuye la fuerza motriz pasándosela a la rueda opuesta. En la mayoría de las circunstancias de la conducción, prácticamente todo el par disponible puede transferirse a una sola rueda mediante este mecanismo. La máxima diferencia de par entre las ruedas se sitúa en 1.800 Newton metros.

El diferencial deportivo es incluso capaz de eliminar por completo las típicas fuerzas inversas que se generan cuando se levanta el acelerador o cuando se accionan los frenos súbitamente cuando se aborda una curva. El conductor puede seleccionar tal funcionamiento a través del modo “confort”. Si el pedal del acelerador se libera, la distribución de par entre las ruedas se ajusta de manera prácticamente instantánea. A diferencia de otros sistemas, el diferencial deportivo de Audi tiene tanta efectividad cuando las ruedas reciben la potencia del motor como cuando éstas giran en vacío o cuando el coche circula a una velocidad constante con mínimo esfuerzo. En términos simples, aquí también una rueda se frena y la otra se acelera con la ayuda de las fases de fuerza superpuestas. Ello reparte el par a las ruedas, aportando al vehículo un impulso calculado con precisión en la dirección deseada.

Una solución técnicamente superior

La tarea de distribuir un elevado nivel de par con mínimas pérdidas a través de una transmisión compacta y ligera supuso un importante desafío. La solución a la que llegaron los ingenieros de Audi es tan ingeniosa como innovadora. Una nueva fase de la transmisión, en la que intervienen dos planetarios y una corona, realiza ese trabajo de manera sumamente simple. Lo ingenuo del sistema es que la corona se encuentra desplazada con respecto a los planetarios y la coincidencia de los dientes de los piñones en el giro posibilita que se produzca una transferencia de par utilizando un mínimo de componentes. Es la primera vez que un sistema con este principio de actuación se utiliza en el conjunto de transmisión de un turismo.

El sistema no precisa de mantenimiento alguno en toda su vida útil y su nivel de eficiencia es muy alto. El consumo adicional de combustible que provoca el diferencial deportivo es tan reducido que resulta apenas perceptible. El dispositivo entra en acción con extremada rapidez y su control cuenta con un elevado grado de precisión. Gracias a su unidad de control el diferencial deportivo es un dispositivo inteligente. Audi desarrolló el software necesario, basándose en un principio de funcionamiento único. Esa unidad de control obtiene la información que necesita del ángulo de giro del volante, de la velocidad de giro de las ruedas, la aceleración lateral y los sensores de balanceo y los datos del funcionamiento del motor. Para el diferencial deportivo se utilizan las informaciones de dobles sensores de balanceo y aceleración lateral.

Todo lo anterior explica la elevada velocidad de reacción del sistema. Los datos de los dos sensores se comparan entre sí en la unidad de control de manera constante, lo que permite obtener resultados fiables de manera más rápida.

Audi drive select. Una solución de vanguardia

El conjunto de transmisión quattro con diferencial deportivo activo forma parte del Audi drive select, el innovador dispositivo para una conducción dinámica introducido coincidiendo con el lanzamiento del nuevo Audi A4. Como parte del eficaz conjunto que forma con el dynamic steering (la dirección dinámica de Audi) y el control electrónico de la amortiguación, el conjunto de transmisión quattro y el diferencial deportivo demuestran sus amplias cualidades con respecto al dinamismo en la conducción.

El Audi drive select integra los componentes tecnológicos que determinan la calidad de esa experiencia que es la conducción: motor, transmisión, dirección, amortiguadores y el diferencial deportivo. El conductor puede ajustar las características de todos ellos a su voluntad para adaptarlos a sus preferencias personales. El Audi drive select es una brillante síntesis del confort y el dinamismo deportivo a un nivel hasta ahora desconocido.

Mediante unos interruptores situados en la consola central, el conductor puede elegir entre tres modos de funcionamiento para el Audi drive select, partiendo del más confortable y llegando hasta el más deportivo, o configurar un perfil que satisface mejor sus preferencias personales. En primer lugar puede determinarse la respuesta del acelerador y luego la de la dirección asistida servotronic dependiente de la velocidad. Después, puede actuarse, si el coche cuenta con transmisión automática, sobre los puntos de cambio de marcha.

Tres modos para el diferencial deportivo

Las funciones del diferencial deportivo también pueden alterarse para satisfacer las preferencias del conductor. En el modo “confort”, la prioridad recae sobre la seguridad en la conducción y sobre la estabilidad del coche, con los consiguientes ajustes en la amortiguación. En el modo “auto”, el programa aporta un logrado equilibrio entre todas las funciones. Por último, el modo “dynamic” enfatiza las funciones que fomentan la agilidad, de manera que la acción del diferencial deportivo resulta más perceptible. En este caso, la respuesta a las transferencias de masas es ágil y fácilmente controlable.

El Audi drive select con diferencial deportivo puede combinarse con control electrónico de la amortiguación. Los amortiguadores de gas cuentan con una válvula adicional con una operatividad constante. A una frecuencia de ciclo de 1000 veces por segundo, la unidad de control evalúa la fuerza óptima de amortiguación. La válvula, con control electromagnético, selecciona las características de la amortiguación para adaptarse a las condiciones de la conducción en todo momento. Pueden necesitarse fuerzas de amortiguación más altas para compensar movimientos de carrocería cuando se abordan las curvas a alta velocidad o en fuertes frenadas, mientras que esas fuerzas disminuirán cuando el firme está bacheado y serán intermedias en carreteras secundarias.

Audi dynamic steering. Un compañero perfecto
El Audi drive select alcanza su máxima expresión como sistema de ayuda a la conducción en combinación con el Audi dynamic steering. Se trata del compañero perfecto para la transmisión quattro con diferencial deportivo. Su efecto, cuando se combina con el control de la amortiguación y el dynamic steering (dirección dinámica) abre una nueva dimensión hacia una conducción tan segura como deportiva. El dynamic steering system utiliza una transmisión superpuesta “zero-play” para variar la desmultiplicación de la dirección de acuerdo con la velocidad del vehículo. Está integrado en la columna de la dirección y se combina con un motor eléctrico. Aquí, de nuevo, los ingenieros de Audi han alcanzado una brillante solución. La transmisión axial resulta extraordinariamente compacta, ligera y cuenta con una gran rigidez torsional. Su funcionamiento libre de holguras la hace muy precisa y con un índice de fricción muy bajo. Es capaz de transmitir fuerzas muy elevadas y opera con un alto nivel de eficiencia.

Margen de operación más amplio: desmultiplicación doble
En relación con la velocidad del vehículo y el modo seleccionado del Audi drive, el sistema dynamic steering puede alterar la desmultiplicación de la dirección en casi el 100 por cien. En maniobras de aparcamiento, la dirección resulta extremadamente directa, mientras que cuando se circula en línea recta en una autopista a gran velocidad, se introduce una relación de desmultiplicación más indirecta y una menor asistencia contribuye a mantener la impresionante estabilidad direccional del coche.

El sistema dynamic steering tiene también la capacidad de compensar ángulos de deriva de pequeños a moderados de una manera tan rápida y eficaz como la que sería capaz de aplicar un piloto de rallyes, girando ligeramente las ruedas en la dirección opuesta. En esos casos, la actuación sobre los frenos sólo es necesaria si dicho ángulo es ya considerable y en la mayoría de los casos sólo para ejercer un efecto amortiguador.

Desde el punto de vista del dinamismo y la seguridad, el sistema dynamic steering, el control de la amortiguación y el diferencial deportivo trabajan en colaboración directa con el ESP. Reducen la carga de trabajo al sistema de estabilización, ya que las correcciones que introducen tienen lugar con notable anticipación a través de cortes en el suministro de potencia, alteraciones en las leyes de amortiguación o el ángulo de la dirección. Estas intervenciones, rápidas y eficaces, evitan la necesidad de utilizar los frenos en la mayoría de las ocasiones, de modo que el dinamismo y la suavidad en la conducción no se resienten.