Funktionsweise eines Differenzials und seine Arten

Anlässlich der Präsentation und Probefahrt des neuen SEAT Ibiza SC Cupra haben mir viele Leute die Frage gestellt, was ein Differenzial ist und wie es funktioniert. Kurz und einfach zusammengefasst könnte man einen ganzen Artikel auf den Punkt bringen: Ein Differenzial ist nichts anderes als ein mechanisches Bauteil, das das Motordrehmoment auf die Antriebsräder verteilt und es ermöglicht, dass sich eines von beiden schneller dreht als das andere.

Ein Differenzial ist jedoch etwas komplexer, ganz zu schweigen von der heute vorhandenen Vielfalt, die von mechanischen bis zu elektronischen Ausführungen reicht. In den nächsten Absätzen werden wir bei Highmotor versuchen, die verschiedenen Differenziale zu erklären, die man finden kann, und gleichzeitig ihre unterschiedliche Funktionsweise.

Ausgehend von einem Fahrzeug mit Antrieb nur an einer Achse, sei es Hinter- oder Vorderachse, findet man vom offenen Differenzial bis hin zum elektronischen Differenzial, über Sperrdifferenziale, Torsen oder elektronische Sperrdifferenziale.

Wenn wir geradeaus fahren, also beide Räder dieselbe Strecke zurücklegen, hält das Differenzial, das aus verschiedenen Zahnrädern besteht, letztere auf gleicher Geschwindigkeit. Beim Einfahren in eine Kurve legt das äußere Rad, auf dem das Gewicht des Autos lastet, mehr Meter zurück als das innere. Aus diesem Grund gibt es das Differenzial. Dieser Mechanismus verteilt, wie bereits erwähnt, die Motorkraft auf die Räder und ermöglicht so, dass sie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen.

Im Folgenden betrachten wir die Arten von Differenzialen zusammen mit ihrer Funktionsweise:

Offenes Differenzial

Die große Mehrheit der Straßenfahrzeuge, auch wenn sie nicht sportlich sind, verfügt über die bekannten offenen Differenziale. Beim Durchfahren einer Kurve erhält das äußere Rad (es liegt auf und trägt einen großen Teil des Fahrzeuggewichts) kaum Kraft vom Motor, da das Differenzial den größten Teil davon auf das innere Rad leitet, das weniger Auflage hat, da dieses leichter zu erreichen ist.

Unter normalen Bedingungen stellt dies kein Problem dar, doch beim schnellen Fahren, sei es auf einer Rennstrecke oder auf einer kurvenreichen Straße, kann das innere Rad, wenn kein Traktions- und Stabilitätskontrollsystem vorhanden ist, unkontrolliert durchdrehen und so ein Durchrutschen oder einen Verlust der Haftung verursachen, mit allen daraus folgenden Konsequenzen.

Sperrdifferenzial (Selbstsperrdifferenzial) oder LSD

Um die Probleme eines offenen Differenzials zu lösen, wurden die sogenannten Sperrdifferenziale bzw. LSD (Limited Slip Differential) erfunden. Ihre Funktionsweise, wie bei allen anderen auch, konzentriert sich auf die Kurven. Beim Einfahren in eine Kurve, wenn das äußere Rad aufliegt und das innere beginnt, eine zu große Menge an Motordrehmoment zu erhalten, sperrt das Sperrdifferenzial, wie sein Name schon sagt, und leitet die Kraft an das Rad mit größerer Auflast weiter, was die Traktion verbessert und verhindert, dass das innere Rad unkontrolliert durchdreht.

Auf diese Weise verbessert sich das Kurvenverhalten deutlich. Die echten Sportwagen sind mit dieser Art von Differenzialen ausgestattet, auch wenn sie in den letzten Jahren vor allem wegen der einfachen Steuerung über einen Computer, den elektronischen Differenzialen, immer beliebter geworden sind.

Torsen-Differenzial

Zwischen den beiden oben erklärten Typen liegen die bekannten Differenziale vom Typ Torsen. Ihr Name ist ein Akronym von Torque Sensitive. Sie bieten einen wichtigen Vorteil gegenüber den übrigen Systemen.

Es handelt sich nicht genau um ein Sperrdifferenzial, da es nicht vollständig blockiert werden kann, sondern leitet das Drehmoment an das Rad, das es am besten auf den Boden übertragen kann. Im Vergleich zu einem Sperrdifferenzial verhindert das Torsen das Durchdrehen eines der Räder, indem es nur so viel Kraft liefert, wie das Rad auf den Boden bringen kann, und den Überschuss auf das andere Rad umleitet.

Diese Bauart wird nicht nur an einer einzelnen Achse verwendet, sondern kann auch in Allradfahrzeugen eingesetzt werden, wo sie in der Mittelposition unterschiedliche Drehmomentanteile von einer Achse auf die andere überträgt, je nach Widerstand, den die eine oder andere Achse erfährt.

Morgen setzen wir die Untersuchung der verschiedenen Differenzialtypen fort. Ich hoffe, euch hat das Lesen genauso viel Freude bereitet wie mir das Schreiben.

Fotografie | Automechaniker