Ohne Differentialgetriebe an der Antriebsachse könnten Autos nur geradeaus fahren. In jeder Kurve würde ein Reifen über den Asphalt schubbern, im Extremfall könnte gleich die ganze Achse brechen. Verhindert wird das durch einen clever ineinandergreifenden Satz an Zahnrädern.
Das Grundproblem: Ein Motor soll seine Kraft auf zwei Räder verteilen. Und zwar über eine gemeinsame Achse. Das klappt so lange gut, wie sich beide mit gleicher Geschwindigkeit drehen können. Bei der Kurvenfahrt ist das aber nicht der Fall. Knickt die Straße nach rechts ab, muss das linke Rad in der gleichen Zeit einen längeren Weg zurücklegen wie das rechte. Das wiederum dreht sich mit der gleichen Geschwindigkeit fast auf der Stelle weiter – und dreht durch. Das ist zum einen schlecht für die Langlebigkeit des Gummis, belastet aber auch die Achse stark und führt zu unsicherem Fahrverhalten.
Achsdifferential: Ausgleich der Drehzahl
Hier kommt das Achsdifferential ins Spiel, das für einen Ausgleich der Drehzahl sorgt. Meist sechs, manchmal auch acht Zahnräder übernehmen dabei die Kraftübertragung, lassen den Rädern aber gleichzeitig ihre Freiheiten. Im Detail funktioniert das so: Am Ende der vom Motor kommenden Antriebswelle sitzt ein Ritzel oder Antriebsrad, das ein im 90-Grad-Winkel dazu angebrachtes Hohlrad antreibt. Auf diesem wiederum ist ein Gehäuse mit zwei bis vier weiteren Zahnrädern fest angebracht, den sogenannten Stirnrädern. Die Stirnräder sind mit zwei anderen Zahnrädern verbunden, den sogenannte Achsenzahnrädern. Von denen eines mit der linken, das andere mit der rechten Achse verbunden ist.
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Wenn sich das Hohlrad dreht, bewegen sich die Stirnräder um dieselbe Achse. Bei der Fahrt geradeaus sind sie in einer Art Schiebebetrieb, bewegen die Achsenzahnräder und damit die Räder des Fahrzeugs. Bei einer Kurvenfahrt hingegen drehen sie sich entgegengesetzt um ihre Achsen, sodass das Rad im Außenradius etwas schneller und das andere etwas langsamer angetrieben wird.
Das Differential sitzt an der angetriebenen Achse. Bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb hinten, bei frontgetriebenen vorne. Bei Allradautos gibt es an jeder Achse ein Differential, hinzu kommt in den meisten Fällen ein Zentral- oder Längsdifferential, das den Antrieb zwischen den beiden Achsen verteilt. Zudem haben solche Fahrzeuge häufig auch ein Sperrdifferenzial.
Das Sperrdifferenzial ist auch bei besonders sportlichen Autos gebräuchlich, um einen Nachteil des offenen Differenzials bei ungünstigem Untergrund zu verhindern. Steht etwa eins der angetriebenen Räder auf griffigem Asphalt und das andere etwa auf einer Eisplatte, dreht letzteres durch, weil der komplette Antrieb auf die Achse mit dem geringsten Widerstand geleitet wird. In einem solchen Fall muss das Differenzial gesperrt werden, um ein Fortkommen zu verhindern. Erledigt wird das durch Kupplungssätze hinter den Achsenzahnrädern.
