La transmission à quatre roues motrices n'est pas une invention de Audi - elle existe depuis longtemps. Cependant, elle n'a été utilisée essentiellement que pour des utilitaires tout terrain. Une construction complexe, exigeant plus de place, un mauvais rendement, des frais élevés et des qualités routières non convaincantes ont rendu la transmission à quatre roues motrices peu attrayante pour des voitures rapides.

Pendant environ 90 ans, les voitures de tourisme convenant à une utilisation sur les voies publiques ont été équipées presque uniquement de systèmes de transmission à deux roues motrices. Comme la traction avant qui, avec ses qualités routières avantageuses, n'a pu s'imposer que lorsqu'on était en mesure de construire des arbres de transmission répondant aux sollicitations plus élevées, le système à quatre roues motrices n'a connu une chance dans le domaine des voitures de tourisme que lorsqu'Audi a réussi a intégrer un différentiel intermédiaire dans la boîte de vitesses mécanique conventionnelle.

La voiture dispose de quatre roues équivalentes. Il est donc normal qu'on entraîne ces quatre roues comme on les freine. En 1922, Maybach a inventé le frein sur les quatre roues - aujourd'hui, personne ne songerait à y renoncer. A 1'avenir, il pourrait donc être tout à fait naturel que les voitures puissantes de grande valeurs soient dotées du système de transmission à quatre roues motrices. Ce que l'on voit de nos jours sur certaines voitures sportives.

Pourquoi quatre roues motrices?

La mobilité est une caractéristique fondamentale d'une voiture automobile. Cette mobilité est exigée dans toutes les conditions atmosphériques, avec une voiture chargée ou tirant même une lourde remorque. Quel que soit le poids transporté, la propulsion d'une voiture automobile à quatre roues motrices est environ deux fois plus grande que cette d'une voiture à deux roues motrices.

La conduite sur des routes enneigées, la traction d'une lourde caravane ou d'un bateau - même sur des routes non asphaltées - ne constituent maintenant plus de problème. Qui n'a pas déjà fait l'expérience en hiver de pouvoir lancer le moteur sans pourtant pouvoir démarrer? Combien de fois n'a-t-on pas essayé de gravir une pente avec beaucoup d'élan, de dépasser une voiture arrêtée - dans l'espoir de ne rencontrer aucune voiture venant en sens inverse? Tout cela appartient maintenant au passé. Il n'est plus nécessaire de conduire avec beaucoup d'élan. Le système de transmission à quatre roues motrices contribue donc aussi à la sécurité.

Ces avantages ne sont pas seulement à constater sur les routes glissantes. Même sur route sèche, les qualités routières de certaines voitures à deux roues motrices, équipées d'un moteur puissant, sont insuffisantes à la limite de stabilité parce que la puissance disponible et le guidage latéral supplémentaire constituent une trop grande sollicitation pour deux roues motrices. Le système de transmission à quatre roues motrices répartit les forces de propulsion et de freinage du moteur sur quatre roues et sollicite, par conséquent, beaucoup moins l'adhérence des pneus. Pour cette raison, la limite de stabilité est plus élevée que sur les voitures possédant un système de transmission conventionnel. Le patinage des roues à pleins gaz n'est possible qu'avec des coefficients de friction très faibles, et lorsqu'on lâche abruptement l'accélérateur, le comportement du véhicule est moins dangereux.

Pourquoi quatre roues motrices permanente?

Lors de la conception d'une voiture, il faut savoir pour quelle formule on veut disposer d'un train de roulement optimal. Un train de roulement conçu pour quatre roues motrices ne peut pas aussi être optimal pour la traction avant ou la propulsion arriére. Pour que le conducteur ne soit pas obligé de s'habituer chaque fois à une autre formule, on devrait éviter cet inconvénient et entraîner les quatre roues. Il n'existe d'ailleurs aucun motif raisonnable pour l'enclenchement du deuxième essieu, a moins qu'on ne dispose d'aucune solution utile pour la boîte intermédiaire.

Les particularité du système de transmission quattro

Normalement la boîte intermédiaire est montée - comme sur les voitures utilitaires - à la suite du groupe moteur/boîte de vitesses. Cette boîte de transfert commande par l'intermédiaire d'arbres à cardan les différentiels des essieux avant et arriére. Cette conception exige beaucoup de place, est lourde et offre un mauvais rendement parce qu'il y a beaucoup de pièces (pignons, paliers, joints) en mouvement et que le barbotage d'huile est plus important.

La solution la plus simple consiste à transmettre les forces à partir d'une boîte de vitesses d'une traction avant, montée longitudinalement, directement vers l'arriére. Mais dans ce cas des contraintes importantes se produisent entre l'avant et l'arriére - surtout dans les virages serrés, lorsque les roues avant décrivent un plus grand rayon que les roues arriére. La conséquence en est un grincement des pneus, une usure et une consommation accrues de sorte que, normalement, on désengage le deuxième essieu dans ce cas.

Sur l'Audi quattro, le différentiel intermédiaire qu'exige le système de transmission à quatre roues motrices permanente a été intégré de façon très avantageuse dans la boîte mécanique. L'arbre primaire qui prolonge le vilebrequin commande l'arbre secondaire creux qui, de son côté, entraîne la cage d'un différentiel. Les pignons de ce différentiel commandent les pignons de la partie intérieure de l'arbre secondaire menant au différentiel avant ainsi que l'arbre à cardan menant a l'essieu arrière. Lorsqu'on roule en ligne droite, l'arbre intérieur menant à la transmission avant tourne avec l'arbre creux, dans les virages il tourne un peu plus vite que ce dernier, ce qui permet d'éviter d'éventuelles contraintes. Les frictions supplémentaires dans les paliers, les pignons, les joints d'étanchéitê et le barbotage d'huile sont réduits a un minimum .

Les essais importants ont démontré que pour cette configuration de la transmission avec le moteur monté longitudinalement à l'avant, une répartition du couple de 50% à l'avant et a l'arriére est idéale. Ceci permet une conception particulièrement simple de la boîte de vitesses Audi .

Pour les cas extrêmes, on peut bloquer à 100 % le différentiel intermédiaire et le différentiel arrière ; le différentiel avant ne peut pas être bloqué - car cela compromettrait fortement le pouvoir directionnel. Les blocages qui peuvent être engagés à chaque vitesse du véhicule sont à commande pneumatique - chaque cage de différentiel étant solidaire d'un arbre de sortie.

Comportement du systeme de transmission Audi à quatre roues motrices

L'Audi a quatre roues motrices accuse un comportement sur route aussi facile que la traction avant Audi.

Ce système de transmission tient compte des réactions naturelles de l'homme. Le train de roulement est légèrement sous-virant, il augmente le rayon dans les virages quand on route trop vite et le réduit quand on réduit la pression du pied sur l'accélérateur. Le survirage - qui n'est maîtrisé que par une toute petite minorité de conducteurs - ne peut être provoqué qu'avec force.

Le comportement en ligne droite est même meilleur que celui d'une traction avant Audi et comme cette dernière, l'Audi à quatre roues motrices est peu sensible au vent latéral.

Le système à quatre roues motrices n'a aucune influence sur l'aquaplaning - le fait de pouvoir utiliser, pour des raisons d'usure, des pneus moins larges ou des pneus au profil plus épais tout en disposant du même rendement du moteur, constitue cependant un avantage.

Le comportement au freinage correspond entièrement à celui d'une voiture de tourisme normale. Un nouveau conducteur quattro trouvera le pouvoir d'accélération de la voiture à quatre roues motrices, sur sol glissant, tellement fantastique qu'il risque d'oublier que la décélération n'est que égale à l'accélération. L'expérience subjective du conducteur d'après laquelle le pouvoir de décélération d'une voiture à deux roues motrices est deux fois plus grand que le pouvoir d'accélération, n'est plus applicable! La physique fixe les limites : quatre roues entraînées par rapport à quatre roues freinées!

Eventuellement on peut cependant obtenir une certaine réduction de la distance de freinage en bloquant le différentiel intermédiaire. Dans ce cas, on dépasse le réglage prescrit par la loi, suivant lequel les roues de l'essieu arriére ne doivent jamais se bloquer avant les roues de l'essieu avant. En particulier sur les routes glissantes ou si la voiture est fortement chargée, on renonce - malgré l'existence d'un compensateur de freinage - à un pouvoir de freinage des roues arrière. Lorsqu'on bloque le différentiel intermédiaire, les roues arriére doivent tourner à la même vitesse que les roues avant, elles freinent donc avec le même glissement - par conséquent mieux que sans le blocage. Lorsque les roues avant se bloquent, les roues arrière sont immobilisées simultanément. Cette situation n'est pas critique lorsqu'on roule à une vitesse modérée - comme on roule normalement sur les routes glissantes -, elle peut cependant entraîner une certaine instabilité ou un mouvement giratoire lorsqu'un conducteur inexpérimenté roule à une vitesse plus élevée.

Le nouveau système antiblocage de deuxième génération constitue le point sur le "i". Il pouvait être commandé en 1983 en option et contre supplément de prix.  Il est adapté spécialement au système de transmission à quatre roues motrices et permet un freinage sans probième, sans compromettre le pouvoir directionnel. D'autre part il réduit la distance de freinage du conducteur normal mais non la distance de freinage optimale que l'on peut aussi obtenir sans le système antiblocage. La limite physique suivante est donc aussi applicable : la décélération optimale est égale à l'accélération optimale.

Quand faut-il utiliser les blocages?

Pour la conduite normale, il est conseillé de ne pas engager les blocages. Ils sont à commande pneumatique et peuvent aussi être engagés en cours de route au moyen de tirettes se trouvant sur la console centrale et disposant de deux crans d'arrêt. Lorsqu'on engage la tirette dans le premier cran d'arrêt, on bloque le différentiel intermédiaire; lorsqu'on l'engage dans le deuxième cran d'arrêt, on bloque les différentiels intermédiaire et arriére. Le blocage a lieu au moyen de griffes qui relient rigidement la cage du différentiel à l'arbre de sortie. A la position dent sur dent, 1e blocage s'opère avec un léger retard; un témoin vert s'allume lorsque les blocages sont engagés.

Sur les routes glissantes, i1 peut être avantageux de bloquer le différentiel intermédiaire pour réduire la distance de freinage. Cependant, aux vitesses élevées, i1 faut absolument éviter que les quatre roues ne se bloquent - pour cette raison, il est conseillé de renoncer au blocage dans ce cas. Lorsque la voiture est équipée du système ABS, il est inutile de bloquer les différentiels puisque la décélération des roues s'opère déjà de façon optimale et qu'un blocage des différentiels ne constitue aucun avantage pour l'accélération. Pour que la voiture équipée du système anti blocage des freins garde son grand pouvoir directionnel et sa grande stabilité routière dans des situations désavantageuses, le système ABS et les blocages des différentiels ne peuvent jamais fonctionner simultanément. Lorsque le conducteur bloque un différentiel, le système antiblocage des freins est mis automatiquement hors fonction - un témoin jaune s'allume alors dans l'instrument. Le différentiel arrière ne doit être bloqué que dans des situations extrêmes que l'on ne rencontre pratiquement guère sur des routes normales.

Economie

La conception du système de transmission à quatre roues motrices est bien entendu plus complexe, ce qui se traduit par une augmentation du poids d'environ 75 kg par rapport à la traction avant et d'environ 30 kg par rapport à la traction arrière. En outre, les frictions sont plus importantes, ce qui est inévitable en raison des paliers, pignons, joints supplémentaires et d'un barbotage d'huile plus important. Par rapport aux solutions adoptées dans la construction des voitures utilitaires, la boîte de vitesses Audi accuse cependant un minimum de frictions supplémentaires.

Des essais importants sur une voiture identique - transformée en traction avant par la dépose des arbres - ont démontré que la consommation de carburant à une vitesse de 100 km/h ou à une vitesse stabilisée de 130 km/h est de 2,5 % supérieure par rapport à la traction avant. Cependant, dès qu'on exige un plus grand rendement, la consommation diminue. A une vitesse constante de 160 km/h, la consommation n'est que de 1 % supérieure. Ce phénomène peut être expliqué par le fait que 1e glissement des pneus augmente lorsque la puissance transmise est plus élevée et que la perte de rendement augmente beaucoup plus vite sur une voiture à deux roues motrices. Lors d'une conduite sportive, d'une forte accélération ou sur chaussée glissante, ce surplus de consommation peut être réduit à zéro ou on peut même obtenir des avantages de consommation.

A titre de comparaison : des moteurs identiques accusent des différences de consommation de plus ou moins 5 %. Des moteurs à six cylindres consomment 5 à 10 % de plus qu'un moteur à quatre cylindres, et avec une boîte automatique on consomme 15 à 20 % plus de carburant qu'avec une boîte mécanique. Si on fait la comparaison, on constate que la consommation plus élevée qui peut éventuellement être occasionnée par  le système de transmission Audi à quatre roues motrices est minimale et ne peut pas être mesurée par  le client. Contrairement à l'opinion générale, la  transmission à quatre roues motrices enclenchables n'a aucun avantage au point de vue consommation, mais un désavantage mesurable. Le poids et les frictions supplémentaires existent toujours, même lorsque le deuxième essieu n'est pas entraîné. Le glissement réduit des pneus est un avantage dont on ne profite pas.

En ce qui concerne le glissement des pneus : l'usure des pneus dépend directement du glissement. Celui-ci augmente excessivement l'usure. Lors d'une conduite sportive, l'usure des pneus correspond à peu près à la moitié de l'usure des pneus d'une voiture correspondante à deux roues motrices.

En résumé

Par rapport aux véhicules à deux roues motrices, le système de transmission à quatre roues motrices permanente permet une conduite en toute sécurité et tranquillité dans toutes les conditions atmosphériques et sur toutes les routes. Quel que soit le rendement exigé, la voiture "pardonne" toujours et répond aux réactions naturelles du conducteur. La quattro se conduit comme une autre Audi avec cette unique différence qu'elle est capable de plus. Le nouveau conducteur quattro doit cependant savoir que sur les routes glissantes la décélération des quatre roues peut uniquement être aussi bonne que le pouvoir d'ac-célération de ces quatre roues.

Le système de transmission à quatre roues motrices permanente de Audi a ouvert la voie vers une plus grande sécurité et mobilité.