Differentialgetriebe

Das Sperrdifferential lässt unterschiedliche Achs- und Raddrehzahlen bei Kurvenfahrt zu und sorgen für gleichmäßige Verteilung der Antriebsmomente. Sperrdifferentiale bremsen den Ausgleich beim Durchdrehen eines Rades und treiben das haftende Rad mit einem erhöhten Moment an.

Das Getriebe gleicht die unterschiedliche Drehzahl zweier Räder an einer Achse bei Kurvenfahrt aus, denn im Falle einer Kurvenfahrt muss das „äußere Rad“ gezwungenermaßen einen größeren Radius nehmen und sich demzufolge schneller drehen. Um nun diesen Unterschied zwischen „innerem“ und „äußerem“ Rad auf einer Achse auszugleichen, wird ein Ausgleichs- oder auch Differentialgetriebe, eingebaut. Dieses ermöglicht, dass sich immer das innere Rad ohne Abriebverlust des Reifens langsamer drehen kann.

Nachteil des Differentialgetriebes

Durch die Ausgleichstechnik des Differentialgetriebes entsteht aber der Nachteil, dass bei glatter Straße oder Geländefahrten das Antriebsrad mit dem größten Widerstand zum Stillstand kommt, während das andere Rad mit dem geringeren Widerstand durchdreht. Um diesen Nachteil abzustellen, haben Konstrukteure die Differentialsperre erfunden. Diese Sperre schafft wiederum eine starre Verbindung zwischen zwei Rädern einer Antriebsachse oder auch zweier Antriebsachsen bei Allradfahrzeugen, verhindert so das „Stehenbleiben“ einzelner Antriebsräder, wirkt so dem unerwünschten „Schlupf“ von Antriebsrädern entgegen und ermöglicht das problemlose Weiterfahren im Gelände oder auf Glatteis.

Audi Hinterachsdifferenzial
Hinterachsdifferenzial im Audi A8

Welche Fahrzeuge benötigen eine Differentialsperre?

Im Jahre 1980 verfügte serienmäßig als erstes Auto der „Audi quattro“ über zwei Differentialsperren. Sie wurden Anfangs noch über Seilzüge ein- und ausgeschaltet. Ferner besitzen Geländefahrzeuge und auch Traktoren in der Landwirtschaft Differentialsperren. Damit wird zum ersten der vorstehende, unerwünschte Schlupf der Antriebsräder in schwierigem Gelände verhindert und zum zweiten wirken diese Differentialsperren den sogenannten Verspannungen im Antriebssystem entgegen. Oft haben Geländewagen sogar drei Differentialgetriebe mit den dazugehörigen Sperren. Damit wird neben dem bereits beschriebenen Ausgleich der Antriebsräder auf einer Achse, auch der Ausgleich zentral zwischen der vorderen und hinteren Antriebsachse herbeigeführt.

Illustration Sportdifferenzial
Illustration: Funktionsweise vom Audi quattro-Antrieb mit Sportdifferenzial.

Elektronische Differentialsperre verringert den Reifenverschleiß

Für verschieden griffige Straßen- beziehungsweise Wegeflächen hat die Technik die elektronische Differentialsperre mit folgender Funktionsweise geschaffen. Beim Durchrutschen eines Antriebsrades wird durch die elektronische Differentialsperre das rutschende Rad gezielt abgebremst und ermöglicht somit eine Übertragung der Antriebskraft auf das besser greifende Rad. Dadurch wird ein sicheres und gleichmäßiges Anfahren möglich und der Reifenabrieb wird verringert. Die elektronische Differentialsperre ist automatisch bis zu einer Geschwindigkeit von 40 km/h wirksam. Sie gehört zum Softwareprogramm vieler Fahrzeuge und gehört zum elektronischen Stabilisierungsprogramm (ESC), sowie der Antriebsschlupfregelung (ASR).

Offroadreisen und Abenteuer

Auch Offroadreisen, verbunden mit interessanten Abenteuerreisen werden durch die moderne Allrad- und Differentialsperrentechnik möglich. Denn wer möchte nicht mal über abenteuerliche Offroadpisten oder durch undurchdringliche scheinende Wälder fahren. Das Bewältigen mächtiger Sanddünen, sowie einsame Offroad-Touren, zum Beispiel in den schottischen Highlands, müssen kein Wunsch mehr bleiben.

Elektronisches Hinterachs-Sperrdifferenzial

Ein Hinterachs-Sperrdifferenzial verbessert die Traktion bei einer sportlichen Fahrweise. Dies geschieht durch Reduzierung des Schlupfs am kurveninneren Antriebsrad.

Das elektronische Hinterachs-Sperrdifferenzial (Electronic Limited Slip Differential auch eLSD genannt) ist eine hydraulische Lamellenkupplung zur Ergänzung des 4×4-Hinterachs-Antriebsmoduls RDM (Rear Drive Module).

Video elektronisches vs. mechanisches (Sperr-) Differential Vor- und Nachteile

Vorteile der Technologie ohne Elektronik

  • sorgt für mehr Agilität und Fahrspaß
  • erlaubt ein noch präziseres Handling des Fahrzeugs
  • reduziert den Schlupf am kurveninneren Rad ohne Regeleingriff der Bremse
  • bei Drehzahlunterschieden an den Antriebsrädern Verteilung des Drehmoments auf das Rad mit der besseren Bodenhaftung, um den Schlupf zu vermindern
  • verbessert die Traktion in allen Fahrsituationen (Anfahren, Beschleunigen, dynamische Kurvenfahrt, Bremsen)
  • ermöglicht ein besseres Herausbeschleunigen aus der Kurve
  • ermöglicht perfektionierte Beschleunigung aus dem Stand
  • Stabilisierung des Fahrzeugs beim Anbremsen und bei hohen Geschwindigkeiten

Vorteile eines elektronischen Hinterachs-Sperrdifferenzials

  • Erhöhung der Fahrstabilität beim Slalom oder bei einem Spurwechsel mit hoher Geschwindigkeit
  • Steigerung des Komforts gegenüber mechanischem Sperrdifferenzial zum Beispiel beim Rangieren oder im Stadtverkehr
  • bewährt sich bei unterschiedlichsten Straßenbeschaffenheiten und auch in schwierigen Umweltsituationen oder Witterungsbedingungen wie Schneefall
  • Eingriffe sind auf die jeweilige Fahrsituation und den ESP Modus optimiert
  • erweitert Spreizung zwischen Fahrdynamik und Handling, Komfort und Fahrsicherheit
  • Sicherstellen bestmöglicher Fahrzeugagilität, -stabilität und –traktion
Grafik: Elektronisches Hinterachs-Sperrdifferenzial
Beispiel für ein Elektronisches Hinterachs-Sperrdifferenzial von AMG

Dabei wird Elektrisch ein Lamellensperrdifferential gesteuert und ein Elektromotor dient zur Verstellung.
Zwei Steuergeräte dienen der Ansteuerung des Differentials, die Anforderung für die Verstellung meldet der Fahrdynamikregler.

eLSD lenkt bis zu 1.200 Nm Drehmoment an das Hinterrad mit der momentan besseren Bodenhaftung. Diese variable Momentenverteilung zwischen vorn und hinten sowie zwischen linkem und rechtem Hinterrad sorgt für zusätzliche Fahr­stabilität und noch mehr Fahrspaß. Siehe dazu auch 4Motion Antrieb.


Beitrag zuletzt aktualisiert am 25. Februar 2020

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