Wie genau funktioniert ein Differential?

Ich verstehe, dass das Differential (oder "Differential") es der Antriebswelle ermöglicht, ihre Drehgeschwindigkeit auf die Vorder- oder Hinterachse zu übertragen, um das Auto zu bewegen. Soweit ich weiß, ist das Differential der Teil, der es jedem Rad ermöglicht, unabhängig voneinander zu drehen, um den Außenreifen nicht um eine Kurve zu schleppen, was den Reifenverschleiß erhöhen und den Kraftstoffverbrauch senken würde.

• Wie genau funktioniert ein Differential?

• Wie ermöglicht das Differential, dass sich jedes Rad mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten dreht?

• Wie können manche Autos die Leistung für jedes Rad dynamisch anpassen (in High-Tech-Systemen)?

Was ist ein Differential?

• Die Aufgabe eines Differentials ist es, Differenzen auszugleichen. Speziell die Unterschiede in der Raddrehzahl beim Wenden. Stellen Sie sich zum Beispiel eine Ecke vor. Wenn Sie um die Ecke fahren, hat Ihr Innenrad eine kürzere Wegstrecke als das Außenrad. Das bedeutet, dass sich Ihr Außenrad schneller drehen muss, um mit dem Innenrad Schritt zu halten.
• Das Differential ermöglicht es den Rädern, sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu drehen und gleichzeitig Leistung zu liefern. Ohne Differential würden die Reifen in Kurven über den Bürgersteig hüpfen und schrubben.

Arbeitsprinzip:

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• Das Drehmoment wird vom Motor über das Getriebe auf eine Antriebswelle übertragen, die zur Achsantriebseinheit mit dem Differential läuft.

• Ein Spiralkegelritzel wird vom Ende der Kardanwelle angetrieben und ist im Gehäuse der Achsantriebseinheit eingeschlossen. Dieses kämmt mit dem großen Spiralkegelrad, dem sogenannten Tellerrad.

• Das Tellerrad und das Ritzel können in einer nicht gezeigten Hypoidorientierung ineinander greifen. Das Tellerrad ist an dem Differentialträger oder Käfig befestigt, der die Räder oder Zahnräder "Sonne" und "Planet" enthält, die sich aus vier gegenüberliegenden Kegelrädern in senkrechter Ebene zusammensetzen, sodass jedes Kegelrad mit zwei Nachbarn kämmt dreht sich gegen die dritte, der sie zugewandt ist und nicht in sie eingreift.

• Die beiden Sonnenräder sind auf derselben Achse wie das Tellerrad ausgerichtet und treiben die mit den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs verbundenen Achshalbwellen an. Die anderen beiden Planetenräder sind auf einer senkrechten Achse ausgerichtet, die die Ausrichtung mit der Drehung des Hohlrads ändert.

Grundsätzlich wird dies durch die entsprechenden Planetenräder ausgeglichen, unabhängig davon, welche Radbelastung vorliegt.

Die Fähigkeit eines Differentials, bei Bedarf verschiedene Mengen an Leistung an ein einzelnes Rad zu senden, wird als Drehmomentvektor bezeichnet.

Sie haben im Allgemeinen einen elektrischen Aktuator, der an der Differenzialbaugruppe angebracht ist, um die Drehmomentverteilung zu unterstützen

Weitere Informationen zum Thema Torque Vectoring finden Sie in diesem Video.

Weitere Informationen über Torque - Vectoring können in dieser guten Frage gefunden werden , wie Drehmoment diff funktionierts

/mechanics//a/25370/12697 Deckt die physische Anordnung der Zahnräder in einem Basisdifferential ab. Der Schlüssel zum Verständnis eines Differentials besteht darin, zu verstehen, wie sich diese Zahnräder unter verschiedenen Szenarien verhalten.

Die Getriebeanordnung bedeutet, dass die beiden Halbwellen in Bezug auf das Tellerrad gezwungen sind, sich um gleiche und entgegengesetzte Beträge zu drehen.

Von außerhalb des Differentials bedeutet dies, dass die Durchschnittsgeschwindigkeit der beiden Halbwellen gleich der Geschwindigkeit sein muss, mit der sich das Tellerrad dreht. Wenn also der Motor die Kardanwelle dreht, muss sich mindestens eines der Räder drehen.

Wir sehen auch, dass, wenn das Differential reibungsfrei ist, das an die beiden Räder gelieferte Drehmoment das gleiche sein muss, da jede Drehmomentdifferenz dazu führen würde, dass die Zahnräder im Differential die Geschwindigkeit ändern.

Wenn beide Antriebsräder einen guten Grip haben, überträgt das Basisdifferential die Kraft hervorragend auf die Straße, während sich die Antriebsräder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen können.

Das gleiche Prinzip kann auf mehrere Räder ausgedehnt werden. Beispielsweise hat ein Fahrzeug mit Allradantrieb normalerweise drei Differentiale, eines in der Mitte für Unterschiede zwischen Vorder- und Rückseite und eines vorne und hinten für Unterschiede in der Geschwindigkeit zwischen links und rechts an jedem Ende .

Wenn ein Rad den Grip verliert, dreht sich das Rad, das den Grip verliert, frei, da das an die Räder gelieferte Drehmoment gleich ist. Es wird nur sehr wenig Leistung an die Räder abgegeben, die noch Grip haben.

Deshalb werden in Leistungsautos Systeme gebaut, um unerwünscht hohe Schlupfwerte zu erkennen und diese entweder durch die Bremsen des Autos oder durch zusätzliche Mechanismen im Differential zu begrenzen. Es gibt auch komplexere Typen von Differentialen, die unterschiedliche Drehmoment-VS-Geschwindigkeitscharakteristiken aufweisen.

Wenn Sie die Traktion Ihres Allradfahrzeugs verlieren, wenn ein Rad ausrutscht, ist das Objekt mit Allradantrieb besiegt. Alte Geländefahrzeuge verwendeten oft grobe Mechanismen, um die Differentiale beim Fahren im Gelände zu sperren. Moderne Offroader haben oft ausgefallenere Systeme, die denen von Hochleistungsautos ähneln.