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Der Audi A8 D5 (interne Typbezeichnung 4N/F8) ist seit November 2017 auf dem Markt. Die vierte Generation des A8 besteht aus einem weiterentwickelten Space Frame, der auch schon in den Vorgängern zum Einsatz kam. Zum Einsatz kamen zum Großteil Aluminium, Stahl für die Fahrgastzelle, GFK und Magnesium (Domstrebe). Insgesamt soll eine um 24% torsionssteifere Karosserie entwickelt worden sein. In den Abmaßen ist der D5 um 37 mm in der Länge und 13 mm in der Höhe gewachsen. Der Radstand verlängerte sich um 6 mm. In der Breite ist der A8 hingegen um 4 mm schmaler als sein Vorgänger. Ebenfalls vergrößerte sich der Innenraum. Es gibt 32 mm mehr Platz, was laut Audi zum Erscheinungsdatum des A8 einen neuen Klassenbestwert darstellte. Im äußeren Erscheinungsbild sticht die LED-Beleuchtung mit durchgehendem Leuchtband im Heck und Matrix LED-Scheinwerfer in Kombination mit dem breitem Singleframe-Kühlergrill in der Front ins Auge. Bei allen Motorisierungen ist der Mild-Hybrid-Antrieb mit 48 Volt Bordnetz serienmäßig. Die größere Karosserie, gesteigerte Sicherheitsanforderungen, technische Neuerungen im Bereich des Antriebes, viele Sensoren der Assistentsysteme, verbunden mit der Elektrik und den dazugehörigen Kabelsträngen, sind unter anderem dafür verantwortlich, dass der D5 schwerer ist als sein Vorgänger. Fahrwerkstechnisch besitzt der neue A8 ein vollaktives Luftfederfahrwerk, welches im Fall eines drohenden Seitencrashes die Einschlagseite innerhalb einer halben Sekunde um 80 mm anheben kann, damit die Krafteinleitung auf besonders stabile Karosserieelemente, wie den Seitenschweller, erfolgen kann. Weiterhin kann das Fahrwerk im Zusammenspiel mit der Frontkamera Fahrbahnunebenheiten erkennen und ausbügeln. Eine weitere technische Neuerung ist die neu konstruierte Allradlenkung, die einen geringeren Wendekreis als der eines Audi A4 ermöglicht. Der D5 unterstützt theoretisch Autonomes Fahren Level 3. Das bedeutet, dass im Stau bis zu einer Geschwindigkeit von 60 km/h, der Staupilot in der Lage ist, selbstständig zu fahren. Durch gesetzliche Vorschriften wurde das Autonome Fahren Level 3 seitens Audi gestrichen. Der Lidar-Sensor in der Front entfiel. Ende 2021 stellte Audi das Facelift vor. Die Lichtsignaturen in den LED Scheinwerfern in der Front und im Heck wurden überarbeitet.
Motorentechnisch werden zwei Benzin- und zwei Dieselmotoren angeboten. Bei den Ottomotoren steht ein 3.0 Liter V6 mit 340 PS und 500 Nm (55 TFSI) und ein 4.0 Liter V8 mit 460 PS und 660 Nm (60 TFSI) zur Verfügung. Im Top Modell dem Audi S8 wird der 4 Liter V8 mit 571 PS und 800 Nm angeboten. In der Diesel-Motorenpalette wird ein 3 Liter V6 mit 286 PS/ 600 Nm und ein 4.0 Liter V8 Diesel mit beachtlichen 435 PS und 900 Nm angeboten. Die 8-Stufen tiptronic (Wandlerautomatik) ist in allen Varianten serienmäßig verbaut. Seit Oktober 2019 gibt es den Audi A8 auch als Plug-in-Hybrid (60 TFSI e). Für den Antrieb sorgen der V6 Benziner aus dem 55 TFSI gekoppelt mit einem 136 PS (Spitzenleistung) starken Elektromotor. Die Systemleistung beträgt 449 PS.
Im Innenraum dominieren zwei große Touchscreens (10,1 und 8,6 Zoll) und das virtual cockpit, mit einer Auflösung von 1920x1080 Pixel, das Erscheinungsbild. Das neue Bedienkonzept verzichtet größtenteils auf Knöpfe. Die komplette Bedienung aller Fahrzeugfunktionen erfolgt über die neuen Displays.
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