Tiene 500 CV de potencia máxima. Según Audi «supera con creces 300 km/h» de velocidad máxima y puede acelerar de 0 a 100 km/h en 4,2 s. Por lo tanto, este prototipo es más rápido que el actual R8 con motor V8 de gasolina y 420 CV, que alcanza 301 km/h de velocidad máxima y tarda 4,6 s en llegar a 100 km/h.
Respecto al R8 que actualmente está a la venta, el R8 V12 TDI tiene la misma estructura, con el bastidor fabricado de aluminio (la carrocería pesa 210 kg) y el motor colocado en posición central trasera longitudinal. La tracción es a las cuatro ruedas y el cambio previsto para este prototipo es manual de seis marchas y doble embrague.
El R8 V12 TDI concept tiene ciertos detalles de aspecto que no están presentes en el modelo que está a la venta. Un detalle interesante es que el techo está fabricado en dos proporciones de cristal y en su parte final, tiene una abertura (como algunos coches de competición) que conduce el aire a los conductos de admisión del motor. El desarrollo aerodinámico de este prototipo es diferente al del R8 de producción: Hay varios detalles que lo distinguen, como que las entradas de aire el paragolpes son de mayor tamaño y los difusores de la parte trasera de la carrocería están más marcados; también hay unas guías bajo las taloneras que canalizan el flujo de aire del difusor delantero al tarsero. El alerón sobresale de la carrocería y a alta velocidad se eleva automáticamente para variar su incidencia con el aire.
El interior de este prototipo mantiene el estilo y la distribución de los mandos del R8 que está a la venta, pero cambia la decoración y algunos materiales de recubrimiento (abunda más la fibra de carbono y el aluminio). Lo que más cambia es el volante, porque el prototipo tiene integrados en él un botón de arranque y parada del motor, y un mando desde el que se puede cambiar en tres modos («Race», «Sport» y «Dynamic») la respuesta del motor y de la suspensión de dureza variable («Magnetic Ride»).
La pantalla del navegador tiene la peculiaridad de que puede mostrar un contador de tiempos por vuelta, la aceleración transversal y la presión de sobrealimentación de los turbocompresores.Como en el R8 que ya se vende, el motor del R8 V12 TDI está iluminado por unos diodos de color blanco y el vano motor puede estar recubierto de láminas de fibra de carbono.
Este prototipo tiene frenos cerámicos. Las pinzas de freno delanteras son monobloque de seis pistones y están fabricadas en aluminio. Las pinzas traseras son flotantes.
También lleva faros con diodos luminosos, que frente a los faros halógenos y a los de xenón, dan una temperatura de color más parecida a la luz natural, que es más adecuada para conducir. Lexus ya emplea esta tecnología en el LS 600h



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