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Differenzial beim Auto: Dafür braucht man es Der Kurvenmacher
Audi zeigt den Aufbau eines Hinterachsdifferenzial am Beispiel des 2008er S4.
Die Achse (vorne rechts im Bild) überträgt das Motordrehmoment auf das linke Hinterrad (hinten rechts im Bild).
Das Differenzial ist am Auto unverzichtbar. Trotzdem wissen viele Autofahrer:innen nicht, was es damit auf sich hat. Die AUTO ZEITUNG erklärt es!
Die Aufgabe des Differenzials beim Auto ist der Drehzahlausgleich zwischen den beiden Rädern einer Antriebsachse. Fährt man eine Kurve, legt das kurvenäußere Rad naturgemäß eine größere Strecke zurück als das kurveninnere. Das kann man veranschaulichen, indem man die Fahrlinien beider Räder in einer Kurve auf einem Blatt Papier skizziert. Treibt man beide Räder mit identischem Drehmoment an, rutscht oder "hoppelt" das kurveninnere Rad zwangsweise aufgrund des Drehzahlunterschiedes – so ist es zum Beispiel bei Karts, die häufig nicht über ein Differenzial verfügen. Auch interessant: Unsere Produkttipps bei Amazon
Leslie & Cars lernt mit Cupra-Allradmodellen driften (Video):
Das Differenzial zum Drehzahlausgleich
Um diesem verschleißintensiven und fahrerunfreundlichen Verhalten der Antriebsräder entgegenzuwirken, haben Autos mindestens ein Differenzial. Dabei handelt es sich um eine komplex verzahnte Mechanik, die das Drehmoment bedarfsgerecht an die Räder der Antriebsachse verteilt (siehe Video unten). Bei Autos mit Frontmotor und Allrad- oder Hinterradantrieb lenkt das Hinterachsdifferenzial außerdem die Längsrotation der Kardanwelle, die vom Motor zur Hinterachse führt, in eine Querrotation um. Diese Querrotation treibt die Hinterräder an.
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Deshalb gibt es die Differenzialsperre
Das System bringt einen großen Nachteil mit sich: Hat ein Rad wenig oder keine Bodenhaftung, geht das Differenzial den Weg des geringsten Widerstandes und teilt diesem den Großteil des Drehmoments zu. Das wiederum führt zu Schlupf und schlimmstenfalls dazu, dass sich das Auto gar nicht mehr bewegt. Um das zu umgehen, gibt es eine Differenzialsperre (auch Sperrdifferenzial genannt), die das Differenzial temporär deaktiviert. Dann wird die Achse starr als Einheit angetrieben und das besser haftende Rad sorgt für Vortrieb.
Die Differenzialsperre wird entweder automatisch oder manuell aktiviert und ist vor allem bei Geländewagen üblich. Schließlich finden sich diese am häufigsten in brenzligen Situationen wieder, in denen sich ein Rad auf losem Untergrund festfährt oder gar keinen Bodenkontakt mehr hat. Aber auch Sportwagen setzen teilweise auf eine Differenzialsperre. Hier geht es darum, im Sinne des bestmöglichen Vortriebs Schlupf zu verhindern und das besser haftende Rad mit mehr Drehmoment zu versorgen.
Dieses Video erklärt die Funktion des Differenzials visuell (Lesics Deutsch):
Das Mitteldifferenzial beim Allradantrieb
Bei Autos mit Allradantrieb ergibt sich zwischen den beiden Achsen ein weiteres Problem: Die Vorderräder legen bei Kurvenfahrt eine größere Strecke zurück als die Hinterräder und laufen daher mit höherer Drehzahl. Aus diesem Grund gibt es ein sogenanntes Mitteldifferenzial oder Zentraldifferenzial, welches das Drehmoment auf die beiden Antriebsachsen verteilt. Autos mit einem permanenten Allradantrieb verfügen daher über drei Differenziale: eins an der Vorderachse, eines in der Mitte zwischen den Achsen und eines an der Hinterachse. Beispiele für diese Art von Allradantrieb sind Geländewagen wie die Mercedes G-Klasse und der Land Rover Defender, bei denen sich das Mitteldifferenzial manuell sperren lässt.
