Manche Leute sagen: „Ein Differenzial lässt einfach das linke und das rechte Rad von alleine durchdrehen{0}}das ist nichts Kompliziertes daran.“ Das hört sich zwar einfach an, verfehlt aber tatsächlich den entscheidenden Punkt.
Das grundlegende Problem, das ein Differenzial löst, besteht nicht einfach darin, die Räder „durchdrehen zu lassen, wie sie wollen“; Vielmehr ermöglicht es dem Fahrzeug, Kraft zu übertragen, während sich die linken und rechten Antriebsräder während einer Kurve mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. Das Erfassen dieser Unterscheidung ist der erste Schritt zum Verständnis der Funktionsweise eines Differentials.
01. Ohne Differential wird das Wenden zu einem großen Problem
Stellen Sie sich ein reales{{0}Lebensszenario vor: Zwei Menschen gehen Seite-an-nebeneinander und biegen ab. Die Person außen muss längere und schnellere Schritte machen, während die Person drinnen kleinere Schritte macht. Das gleiche Prinzip gilt für ein Auto, das um eine Kurve fährt. -Die äußeren Räder bewegen sich entlang eines größeren Bogens und die inneren Räder entlang eines kleineren Bogens, sodass sie unterschiedliche Drehzahlen benötigen.
Analyse der Differenzstruktur und -prinzipien _ Pacific Auto Network
Genau hier gerieten frühe Fahrzeuge mit Vollachsantriebsrädern in Schwierigkeiten. Da das linke und das rechte Rad durch eine starre Welle miteinander verbunden waren, mussten sie sich mit der gleichen Geschwindigkeit drehen. Beim Geradeausfahren funktionierte das gut, aber in einer Kurve -wo die Räder tatsächlich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durchdrehen mussten-wurden sie gezwungen, synchron zu bleiben, was dazu führte, dass sie gegeneinander ankämpften.
Man kann sich das so vorstellen, dass zwei Personen mit zusammengebundenen Beinen eine Kurve laufen: Die Person außen möchte schneller fahren, während die Person innen langsamer fahren möchte, was für beide zu einer unangenehmen, unkoordinierten Bewegung führt.
Daher besteht die Hauptfunktion eines Differentials darin, die wesentliche Notwendigkeit zu erfüllen, dass sich das linke und das rechte Antriebsrad bei Kurvenfahrten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen; Die Fahrstabilität ist einfach einer der praktischen Vorteile, die sich daraus ergeben. Wenn in zukünftigen Gesprächen über Autos jemand das Differenzial lediglich als „Leistungskomponente“ beschreibt, kann man fragen: „Wie würden das linke und das rechte Antriebsrad ohne es die unterschiedlichen Distanzen bewältigen, die sie beim Wenden zurücklegen müssen?“
02. Getriebedifferentiale: unterschiedliche Zustände für Kurvenfahrt und Geradeausfahrt
Die Getriebedifferentiale moderner Autos mögen komplexer aussehen, als man erwarten würde, aber das zugrunde liegende Konzept bleibt dasselbe: Die Kraftübertragung muss weiterhin erfolgen, dennoch müssen die Räder auf beiden Seiten in der Lage sein, ihre Drehzahlen an die unterschiedlichen zurückgelegten Distanzen anzupassen.
Es besteht aus Komponenten wie dem Differentialgehäuse, Planetenrädern (oder Sternrädern), Planetenradwellen und Seitenrädern (oder Achsrädern). Beim Geradeausfahren legen das linke und das rechte Rad ungefähr die gleiche Strecke zurück. Der interne Mechanismus des Differenzials fungiert als synchronisierte Einheit: Die Planetenräder drehen sich zusammen mit dem Gehäuse, drehen sich jedoch nicht um ihre eigene Achse, sodass sich beide Räder mit der gleichen Geschwindigkeit drehen.
Beim Abbiegen ändert sich die Situation. Das äußere Rad muss sich schneller drehen, während sich das innere Rad langsamer drehen muss. An diesem Punkt beginnen die Planetenräder zusätzlich zur Drehung um ihre eigene Achse zu rotieren, wodurch dieser Geschwindigkeitsunterschied effektiv „ausgeglichen“ wird. Diese Geschwindigkeitsanpassung erfolgt automatisch und erfordert keine Eingaben vom Fahrer.
Merken Sie sich diese Formel: Geschwindigkeit des linken Rades + Geschwindigkeit des rechten Rades=2 × Geschwindigkeit des Differentialgehäuses. Beim Kurvenfahren entspricht der Betrag, um den eine Seite beschleunigt, genau dem Betrag, um den die andere Seite langsamer wird; die Gesamtsumme bleibt konstant.
03. Offene Differenziale: Toll zum Wenden, aber hinderlich beim Rutschen
An diesem Punkt könnten viele Menschen natürlich zu dem Schluss kommen, dass das Differential unter allen Fahrbedingungen wirksam sein muss, da das linke und das rechte Rad unterschiedlich schnell durchdrehen können.
Genau darin liegt das Problem. Während offene Differenziale in Standardkurven reibungslos funktionieren, können sie auf Oberflächen mit geringer {{1}Traktion-wie nassen, vereisten oder schlammigen Straßen erhebliche Mängel aufweisen.
Diagramm der kompletten Karosseriestruktur eines Automobils – Pacific Auto Encyclopedia
Das Grundprinzip eines offenen Differentials besteht darin, dass die Kraft auf die Seite fließt, die am einfachsten zu fahren ist. Mit anderen Worten: Die Seite mit dem geringsten Widerstand erhält die höchste Rotationsgeschwindigkeit.
Auf normalen Straßen funktioniert das einwandfrei, aber die Situation ändert sich, wenn ein Rad auf Eis trifft oder den Kontakt zum Boden verliert (in der Luft hängt). Das durchdrehende Rad stößt auf wenig Widerstand, sodass die gesamte Kraft auf diese Seite fließt. Das Rad, das sich in der Luft dreht, rast schnell, während das Rad mit tatsächlicher Traktion keinen Strom erhält.
Es ist, als würde man mit einem Fuß auf trockenem Boden und mit dem anderen auf Eis stehen: Der Fuß auf dem Eis schlägt wild um sich, aber Ihr Körper kann keine wirksame Hebelwirkung oder Vorwärtsbewegung erzeugen.
Daher ist die Vorstellung, dass „ein Differential bedeutet, dass man sich keine Sorgen über ein Durchrutschen machen muss“, falsch. Offene Differenziale eignen sich hervorragend für die Bewältigung von Geschwindigkeitsunterschieden in Kurven, haben jedoch Schwierigkeiten, den Leistungsverlust zu bewältigen, der auftritt, wenn ein einzelnes Rad die Traktion verliert.. 04.Sperrdifferenzial-Schlupfdifferenzial (LSD): Bewältigt das Durchdrehen der Räder
Das Sperrdifferenzial-Schlupfdifferential-allgemein bekannt als LSD-wird durch die Worte „Sperrdifferenzial“ definiert.
Der Drehzahlunterschied zwischen dem linken und dem rechten Rad wird dadurch nicht beseitigt; Wenn ein Rad jedoch dazu neigt, frei durchzudrehen, begrenzt es diesen unproduktiven Schlupf und sorgt so für eine bessere Traktion des Fahrzeugs.
Nehmen Sie als Beispiel das übliche LSD-Kupplungspaket: Es enthält einen Satz Reibscheiben zwischen den Seitenrädern und dem Differentialgehäuse. Bei normaler Kurvenfahrt funktioniert es wie ein offenes Differenzial und ermöglicht einen Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Rädern. Wenn jedoch ein Rad durchzurutschen beginnt, wird der Kupplungsmechanismus auf der Antriebsseite eingekuppelt (zusammengedrückt), sodass die Kraft dorthin übertragen werden kann und nicht vollständig an das durchdrehende Rad verschwendet wird.
Denken Sie daran: Ein Standarddifferenzial regelt Kurvenfahrten, während ein Sperrdifferenzial -das Durchdrehen der Räder verringert.
Wenn Sie sich das nächste Mal das Datenblatt eines Fahrzeugs ansehen, verwechseln Sie ein Standard-„Differential“ nicht mit einem „Sperrdifferenzial“-stellen Sie sich ersteres so vor, dass es Ihren linken und rechten Füßen ermöglicht, im Rhythmus einer Kurve zu treten, während letzteres wie ein Stabilisator wirkt, der Sie davon abhält, Ihre ganze Energie damit zu verschwenden, auf rutschigem Boden herumzuzappeln.
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05. Was ist mit einer Differenzialsperre? Es bewirkt genau das Gegenteil
Es gibt noch einen weiteren Begriff, der oft für Verwirrung sorgt: die Differenzialsperre.
Die Funktion einer Differenzialsperre ist das genaue Gegenteil eines Standarddifferenzials: Sie sperrt den Differenzialmechanismus und verhindert so einen Unterschied in der Drehzahl zwischen den Rädern.
Wann wird es verwendet? Für die Erholung im Gelände-. Wenn ein Rad völlig vom Boden abgehoben ist oder hilflos durchdreht, zwingt die Differenzialsperre beide Räder dazu, sich mit der gleichen Geschwindigkeit zu drehen, und leitet die Kraft auf die Seite, die Traktion hat.
Um es einfach zusammenzufassen: Ein Standarddifferenzial lässt Geschwindigkeitsunterschiede zu (bei Kurvenfahrten), ein Sperrdifferential begrenzt übermäßige Geschwindigkeitsunterschiede (um durchdrehende Räder zu bewältigen) und eine Differenzialsperre eliminiert Geschwindigkeitsunterschiede vollständig (um sich zu lösen).
Wenn Sie Ihr Fahrzeug nur zum täglichen Pendeln auf befestigten Straßen nutzen, ist es hilfreich, die Funktionsweise eines Differenzials zu verstehen, vor allem, damit Sie nicht durch den Gedanken beunruhigt werden, dass „Geschwindigkeitsunterschiede auf eine Fehlfunktion hinweisen“{0}}in Wirklichkeit ist es völlig normal, dass sich das linke und das rechte Rad beim Abbiegen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen. Wenn Sie häufig auf rutschige oder schlammige Straßen stoßen, lohnt es sich, den Unterschied zwischen einem offenen Differenzial und einem Sperrdifferenzial zu klären. Wenn Sie das nächste Mal einen Händler aufsuchen, achten Sie genau darauf, ob der Verkäufer sagt, das Fahrzeug habe ein „Differenzial“ oder ein „Sperrdifferenzial“-. Ersteres sagt Ihnen sehr wenig, während Letzteres etwas über die tatsächliche Leistung des Fahrzeugs auf rutschigem Untergrund aussagt.
