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Im neuen SQ5 schöpft ein drehfreudiger Dreiliter-V6-Motor mit mechanischer Aufladung aus 2.995 cm3 Hubraum. Sein Kompressor wird über einen Riemen von der Kurbelwelle angetrieben und sitzt im 90-Grad-V der Zylinderbänke. In seinem Inneren rotieren zwei Läufer mit über 20.000 1/min. Der Luftspalt zwischen ihnen misst nur wenige Tausendstel Millimeter. Der mechanische Lader verdichtet die Ansaugluft bis zu 0,8 bar und zwei Ladeluftkühler kühlen sie danach leistungsfördernd ab.

Platziert ist der Kompressor hinter der Drosselklappe. Sein Antrieb benötigt nur wenig Motorleistung, weil die Ansaugluft bei Lasten unterhalb der Aufladung und im Schiebebetrieb eine niedrige Dichte aufweist. Aufgrund der kurzen Gaslaufwege hinter dem Lader baut sich das Drehmoment früh und schnell auf. Verschiedene Maßnahmen dämmen die Geräusche des Kompressors. Im Leichtmetall-Kurbelgehäuse des Motors erhöht eine Ausgleichswelle den Lauf. Verstellbare Einlassnockenwellen und Klappen in den Ansaugkanälen sorgen für eine gute Füllung der Brennräume.

Der 3.0 TFSI-Motor leistet zwischen 6.000 und 6.500 1/min (rpm) 260 kW (354 PS), zwischen 4.000 und 4.500 1/min (rpm) stemmt er 470 Nm Drehmoment (346,65 lb-ft) auf die Kurbelwelle. Der Spurt von null auf 100 km/h (0-62 mph) dauert nur 5,3 Sekunden – der Bestwert im Wettbewerb. Die Höchstgeschwindigkeit liegt bei elektronisch begrenzten 250 km/h (155 mph). Im Mittel verbraucht der Audi SQ5 8,5 Liter Kraftstoff pro 100 km im NEFZ (21 US mpg-Label). Das entspricht einem CO2-Ausstoß von 199 Gramm pro km im NEFZ.

Eine Achtstufen-tiptronic und der permanente Allradantrieb quattro mit der radselektiven Momentensteuerung übertragen die Kräfte des SQ5 fest auf die Straße. Das schnell schaltende Automatikgetriebe hält zwei Fahrprogramme bereit, zudem kann es der Fahrer mit den serienmäßigen Wippen am Lenkrad manuell bedienen.
Das Fahrwerk des Audi SQ5 legt die Karosserie um 30 Millimeter tiefer. Die Federn und Dämpfer sind straffer abgestimmt, das Setup ist sportlich ausgewogen. Auf den 20 Zoll-Rädern sind Reifen im Format 255/45 aufgezogen, optional haben die Räder 21 Zoll Durchmesser. Die Bremssättel an der Vorderachse tragen das SQ5-Emblem. Die elektro mechanische Lenkung hat nicht nur großen Anteil an der Effizienz des SQ5, sie vermittelt außerdem feinfühligen Fahrbahnkontakt. Auf Wunsch montiert Audi die Dynamiklenkung mit stufenlos variabler Übersetzung. Ihre Regelung ist in das ebenfalls optionale Fahrdynamik system Audi drive select eingebunden, mit dem der Fahrer die Arbeitsweise verschiedener Systeme in mehreren Ebenen variieren kann.
Besonders ins Auge fallen der platinumgraue Kühlergrill mit seinen horizontalen Doppel­streben in Aluminiumoptik, markante Stoßfänger und der Dachkantenspoiler.

V6-T-Schriftzüge zieren die vorderen Kotflügel. Um die Fenster setzen neben dem Glanzpaket auch die Außenspiegel in Aluminiumoptik Akzente, bei den Lackierungen stehen die exklusiven Kristalleffektfarben Estorilblau und Pantherschwarz zur Wahl.
Auch im Innenraum findet die sportliche Linie ihre Fortführung. Die Skalen der Instrumente sind grau und die Ziffern weiß gefärbt, die Pedale und Schaltwippen glänzen in Aluminium­optik.

Das Interieur ist ganz in Schwarz gehalten, der Dachhimmel ist alternativ auch in Mondsilber lieferbar. Die serienmäßigen Sportsitze lassen sich elektrisch einstellen. Sie tragen Bezüge in einer Kombination aus Perlnappa und Alcantara, optional gibt es Lederbezüge in vier Farben. Bei den Dekoreinlagen kommt gebürstetes Aluminium zum Einsatz, wahlweise auch Carbon Atlas, Klavierlackoptik oder das Schichtholz Aluminium/Holz Beaufort schwarz.

Im dritten Quartal 2013 kommt der SQ5 zu den Händlern in den USA. Die Serienausstattung ist großzügig – neben den erwähnten Features umfasst sie Xenon-plus-Scheinwerfer mit LED-Tagfahrlicht, den Ladekantenschutz aus Edelstahl und das Fahrerinformationssystem mit Farbdisplay. Der Gepäckraum fasst bis zu 1.560 Liter Volumen.