Differentialgetriebe
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Differentialgetriebe
Ein Differential bzw. Ausgleichsgetriebe, kommt im Kraftfahrzeug meist zwischen den Antriebsrädern zum Einsatz.
Bei einer Kurvenfahrt müssen die Räder einer Achse unterschiedlich lange Wege zurücklegen, das Differential ermöglicht hierbei unterschiedliche Raddrehzahlen und sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Antriebsmomente.
Geschichte
Das Differential wurde ca. 100 v.Chr. in Griechenland erfunden, wo es in einem mechanischen Planetarium verwendet wurde, geriet jedoch in Vergessenheit und wurde später von Leonardo da Vinci neu erfunden. Das heute übliche Differentialgetriebe für Fahrzeuge wurde im Jahr 1827 von dem Franzosen Onésiphore Pecqueur erfunden.
Aufbau
Ein Differentialgetriebe besteht aus einem drehbaren Differentialkorb und meist zwei oder vier Kegelrädern die im Inneren drehbar befestigt sind. Der Differentialkorb wird über ein Stirnrad angetrieben. Bei Geradeausfahrt stehen die Räder still zueinander, da die Drehzahl der Antriebswellen gleich ist. Erst bei einer Kurvenfahrt oder einer durch andere Faktor (z.B Fahrbahnoberfläche) verursachten Drehzahldifferenz drehen die Ausgleichsräder mit. Sollte z.B ein Antriebsrad auf losem Untergrund und ein Antriebsrad auf griffigem Untergrund fahren, so wird die Antriebskraft durch das Rad mit der schlechteren Bodenhaftung bestimmt, da durch das Differential von beiden Rädern gleich viel Drehmoment übertragen wird. Dies lässt sich durch eine Differentialsperre verhindern.
Differenzial allgemein
Differentialsperre
Eine Differentialsperre, kann bei schlechten Fahrbahnbedingungen manuell zugeschaltet werden. Sie setzt das Differential und seine Ausgleichsfunktion außer Kraft. Diese Sperre wird Pneumatisch betätigt. Wird nun die Sperre eingelegt, rasten zwei Ringe und auf einer der beiden Wellen die zum Rad hinführen ein und sperren somit die Funktion des Differentials.
Torsen-Differential
Das Torsen Ausgleichsgetriebe ist ein Ausgleichsgetriebe mit selbstsperrender Wirkung und gehört zu der Gruppe der Sperrdifferentiale. Heute wird diese Bauart vor allem als Zentraldifferential in Allradfahrzeugen eingesetzt, insbesondere bei den Audi-quattro-Modellen.
Wie alle Sperrdifferentiale ist das Torsen-Differential im Prinzip ein offenes Differential, dessen Fähigkeit zum Drehzahlausgleich zwischen den Abtriebswellen durch geeignete Maßnahmen verschlechtert wird.
Im Markt sind heute vor allem die ersten beiden Torsen-Typen vertreten:
Beim Typ A sind die Ausgleichsräder (Planetenräder) als Schneckenräder ausgebildet, die mit den Seitenrädern (Abtrieb) kämmen und deren Achsen senkrecht zueinander stehen. Die Gleitbewegung in der Verzahnung und die einfache Lagerung verursachen dadurch hohe Reibungsverluste, welche die gewünschte Sperrwirkung erzeugen, falls auf der Abtriebsseite eine Drehzahldifferenz auftritt.
Beim Typ B sind die Achsen aller Räder parallel und die Verzahnung wird als Schrägverzahnung (Schraubenverzahnung) ausgeführt, daher gelegentlich auch die Bezeichnung 'Parallelachsendifferential'. Auch hier entstehen in der Verzahnung Kräfte, wobei die gewollte Reibung vor allem zwischen Gehäuse und den Stirnflächen der Zahnräder entsteht.
Der Typ C ist als Planetengetriebe aufgebaut und lässt sich mit einem offenen Differential zu einer kompakten Einheit kombinieren.
Der Typ A erreicht weitaus höhere Sperrwerte als der Typ B. Wie allen drehmomentfühlenden Differentialen haben sie den Nachteil, dass bei einem angehobenen Rad kein Vortrieb mehr erzeugt werden kann. Dennoch ist ihre ESP-Kompatibilität und ihr Einfluss auf die Fahrdynamik im sportlichen Bereich vorteilhaft.
Funktion eines Differentialgetriebes: http://static.howstuffworks.com/flash/differential.swf
