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El motor es un L4, cuatro cilindros en línea de 2.0 L de desplazamiento, inyección mixta (directa e indirecta), sobrealimentado, doble árbol de levas cabeza (DOHC) y cuatro válvulas por cilindro. Entrega una potencia de 231 CV a 6 000 rpm y un par motor máximo de 370 Nm a partir de las 1 600 rpm. Es un propulsor de respuesta inmediata y contundente que se complementa con una transmisión mecánica dirigida a las cuatro ruedas. La palanca del cambio se maneja con rapidez, gracias a  sus recorridos cortos entre marchas y bien definidos.

Respecto al resto del A1, el S1 tiene cambios mecánicos. El más notable está en la suspensión trasera, que en el S1 es independiente en vez de brazos tirados unidos por un eje de torsión, modificación necesaria para poder instalar la tracción total con el embrague Haldex colocado junto al diferencial trasero. Esta solución mecánica ha condicionado sustituir el depósito de combustible por otro divido en dos partes con la misma capacidad que el depósito normal (45 L).

En la suspensión delantera, Audi ha modificado los rodamientos del eje de pivote para facilitar el giro. Los discos de freno son de mayor tamaño. Opcionalmente, las pinzas pueden ser de color rojo y los neumáticos de medidas 225/35 R18 en vez de 215/40 R17. Los amortiguadores son de dureza variable regulada electrónicamente.

A la vista, el S1 se distingue de otro A1 por los paragolpes, faldones, las cuatro salidas de escape y por los nuevos faros de xenón en la delantera y pilotos tipo LED en la zaga. El cuadro de instrumentos tiene una decoración específica (aros de color rojo en las salidas de ventilación) y la cubierta de los pedales es de acero pulido. Además de los asientos de serie,  es posible montar unos con mayor sujeción en los que el respaldo y el apoyacabezas forman una pieza única.

S.E