Ausgleichsgetriebe
Englisch: open differential
Eine Art Differenzialgetriebe im Automobilbau, das den Abtriebswellen unterschiedliche Drehzahlen ermöglicht, während das Drehmoment auf beide Abtriebswellen gleichmäßig verteilt wird.
Differenzial: das Standardgetriebe, das unterschiedliche Raddrehzahlen ermöglicht
Ein Differenzial ist eine Getriebeeinheit, die zwischen den beiden Antriebsrädern einer Achse angebracht ist und aus einer Reihe von Kegelrädern besteht. Diese verteilen das Motormoment gleichmäßig auf beide Räder und ermöglichen es ihnen gleichzeitig, mit unterschiedlichen Drehzahlen zu rotieren. Wenn ein Auto in eine Kurve fährt, legt das äußere Rad eine längere Strecke zurück und muss schneller drehen als das innere Rad; das Differenzial erfüllt diese kinematische Anforderung, während das Moment ausgeglichen bleibt.
Der Mechanismus besteht aus einem Träger, zwei Seitenzahnrädern (je eines auf jeder Abtriebswelle) und üblicherweise zwei oder vier Zahnkränzen, die dazwischen eingreifen. Bei geradeaus fahrender Bewegung sperren alle Zahnräder zusammen als starre Einheit und beide Räder erhalten gleiches Moment. Beim Kurvenfahren ermöglicht der Widerstand am langsameren inneren Rad den Zahnkränzen, um ihre eigenen Achsen zu rotieren und dabei etwas Drehzahl auf das schnellere äußere Rad zu übertragen, ohne die Momentabgabe auf einer Seite zu verringern.
Einschränkungen bei Traktion
Die grundlegende Schwachstelle des Differenzials zeigt sich bei ungleicher Traktion. Wenn ein Rad die Bodenhaftung verliert, auf Eis sitzt oder in Schlamm gerät, wird dieses Rad zum Weg des geringsten Widerstands. Da das Differenzial eine Momentaufteilung erzwingt, kann es keine zusätzliche Leistung zum haftenden Rad leiten; stattdessen lenkt es nahezu das gesamte verfügbare Moment zum rutschenden Rad, das frei durchdreht, während das andere Rad stillsteht. Deshalb kann ein Auto festfahren, wenn ein Rad auf der Straße und eines auf Schotter sitzt.
Aus diesem Grund sind offene Differentiale nur bei Straßenfahrzeugen üblich, wo die Traktion normalerweise vorhersehbar ist. Geländewagen, Landmaschinen und Hochleistungsfahrzeuge nutzen häufig Differenziale mit Sperrwirkung oder Sperrdifferenziale, die die Drehzahldifferenz begrenzen oder die beiden Seiten mechanisch sperren, wenn Schlupf erkannt wird, um das Moment zum haftenden Rad zurückzulenken.
Der Begriff 'offen' unterscheidet dieses Konzept von Alternativen: Es gibt keine mechanische Einschränkung der relativen Drehzahlen der Abtriebswellen während des normalen Betriebs. Aufbau und Werkstoffe sind unkompliziert, Kegelräder aus Gusseisen oder Sphäroguss in Trägern, mit Wälzlagern, die die Wellen stützen. Die Lebensdauer ist lang, sofern das Differenzialöl gemäß Herstellervorgaben gewechselt wird und die Lager nicht trocken laufen.