Kfz-Differential: Gerät, Fehlfunktionen und Auswahlmethode
Autogerät

Kfz-Differential: Gerät, Fehlfunktionen und Auswahlmethode

In der technischen Dokumentation von vollwertigen SUVs, einigen Frequenzweichen und Allrad-Stadtautos gibt es den Ausdruck "Differenzialsperre". Lassen Sie uns herausfinden, was es ist, was sein Zweck im Auto ist, wie es funktioniert und wie man ein neues auswählt, um das ausgefallene zu ersetzen.

Was ist Maschinendifferential?

Das Differential in einem Auto ist ein Getriebeelement. Es sorgt für eine unabhängige Drehung der Antriebsräder, überträgt jedoch gleichzeitig das gleiche Drehmoment auf jedes von ihnen.

Dieses Element ist besonders wichtig für die Stabilität des Autos in Kurven. Aus der Physik wissen wir, dass ein Rad auf der Innenseite eines Halbkreises beim Drehen einen kürzeren Weg zurücklegt als ein Rad auf der Außenseite eines Kreises. Bei angetriebenen Rädern ist dies überhaupt nicht zu spüren.

Was die Antriebsräder betrifft, würde jedes Auto in Kurven erheblich an Stabilität verlieren, wenn es kein Differential im Getriebe gäbe. Das Problem ist, dass sich die äußeren und inneren Räder in Kurven mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen müssen, um den Grip aufrechtzuerhalten. Andernfalls würde eines der Räder entweder rutschen oder rutschen.

Kfz-Differential: Gerät, Fehlfunktionen und Auswahlmethode

Das Differential ist an der Antriebsachse montiert. Bei Fahrzeugen mit Allradantrieb (SUV oder 4x4-Klasse) ist dieser Mechanismus für alle Achsen verfügbar.

Bei einigen Autos ist das Differential speziell geschweißt, damit das Auto driftet. Ein Beispiel hierfür sind Rallye-Autos mit Zweiradantrieb und geschweißtem Differential. Für das normale Fahren in der Stadt ist es jedoch besser, ein Werksdifferential oder, wie es auch genannt wird, ein offenes Differential zu verwenden.

Differenzielle Geschichte und Zweck

Das Design des Differentials erschien fast zeitgleich mit dem Produktionsstart von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Der Unterschied betrug nur ein paar Jahre.

Die ersten Autos waren in Kurven so instabil, dass die Ingenieure sich überlegen mussten, wie sie den gleichen Schub auf die Antriebsräder übertragen können, sie aber gleichzeitig so gestalten, dass sie sich in Kurven mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen können.

Obwohl nicht gesagt werden kann, dass der Mechanismus selbst nach dem Aufkommen von Autos mit Verbrennungsmotoren entwickelt wurde. Tatsache ist, dass zur Lösung des Handlings der ersten Autos eine Entwicklung ausgeliehen wurde, die zuvor für Dampfwagen verwendet worden war.

Kfz-Differential: Gerät, Fehlfunktionen und Auswahlmethode

Der Mechanismus selbst wurde 1825 von einem Ingenieur aus Frankreich - Onesifor Pekker - entwickelt. Ferdinand Porsche setzte die Arbeit am Gleitrad im Auto fort. In Zusammenarbeit zwischen seiner Firma und der ZF AG (Friedrichshafen) wurde ein Nockendifferential entwickelt (1935).

Der massive Einsatz von LSD-Differentialen begann 1956. Die Technologie wurde von allen Automobilherstellern genutzt, um neue Möglichkeiten für vierrädrige Fahrzeuge zu eröffnen.

Differentialgerät

Das Differential basierte auf einem Planetengetriebe. Ein einfaches Getriebe besteht aus zwei Zahnrädern mit unterschiedlicher Anzahl von Zähnen gleicher Größe (für konstantes Eingriff).

Wenn sich das größere Zahnrad dreht, dreht das kleinere mehr um seine Achse. Die Planetenmodifikation sorgt nicht nur für die Übertragung des Drehmoments auf die Antriebsachse, sondern wandelt es auch so um, dass die Drehzahlen der Antriebs- und Antriebswelle unterschiedlich sind. Zusätzlich zum üblichen Getriebe in Planetengetrieben werden mehrere zusätzliche Elemente verwendet, die mit drei Hauptelementen interagieren.

Kfz-Differential: Gerät, Fehlfunktionen und Auswahlmethode

Das Differential nutzt das volle Potenzial von Planetengetrieben. Aufgrund der Tatsache, dass ein solcher Mechanismus zwei Freiheitsgrade hat und es Ihnen ermöglicht, das Übersetzungsverhältnis zu ändern, erwiesen sich solche Mechanismen als wirksam, um die Stabilität der Antriebsräder zu gewährleisten, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.

Das Differentialgerät umfasst:

  • Differentialgehäuse oder Tasse. Das gesamte Planetenrad und die Zahnräder sind darin befestigt;
  • Halbachsgetriebe (am häufigsten wird der Solartyp verwendet). Nehmen Sie das Drehmoment von den Satelliten und übertragen Sie es auf die Antriebsräder.
  • Angetriebene und treibende Gänge des Haupttransfers;
  • Satelliten. Sie fungieren als Planetenräder. Wenn das Auto ein Personenkraftwagen ist, gibt es zwei solche Teile in einem Mechanismus. In SUVs und LKWs verfügt das Planetengetriebe über 4 Satelliten.

Differentialbetriebsdiagramm

Es gibt zwei Arten solcher Mechanismen - dies ist ein symmetrisches und ein asymmetrisches Differential. Die erste Modifikation kann das Drehmoment gleichmäßig auf die Achswelle übertragen. Ihr Betrieb wird durch die Winkelgeschwindigkeiten der Antriebsräder nicht beeinträchtigt.

Die zweite Modifikation ermöglicht die Einstellung des Drehmoments zwischen den Rädern der Antriebsachse, wenn sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu drehen beginnen. Oft wird ein solches Differential zwischen den Achsen eines Allradfahrzeugs eingebaut.

Weitere Details zu den Betriebsarten des Differentials. Der Mechanismus funktioniert in solchen Situationen anders:

  • Das Auto fährt geradeaus;
  • Das Auto macht ein Manöver;
  • Die Antriebsräder beginnen zu rutschen.

So funktioniert das Differential:

Wie funktioniert das Differential autostuk.ru?

Mit gerader Bewegung

Wenn das Auto geradeaus fährt, sind die Satelliten einfach die Verbindung zwischen den Achsgetrieben. Die Räder des Autos drehen sich mit der gleichen Geschwindigkeit, sodass sich der Becher wie ein einzelnes Rohr dreht, das beide Achswellen verbindet.

Das Drehmoment wird gleichmäßig auf die beiden Räder verteilt. Die Radumdrehungen entsprechen den Umdrehungen des Ritzels.

Beim Wenden

Wenn die Maschine manövriert, dreht sich das Rad im äußeren Wenderadius mehr als das Rad im inneren Wenderadius. Das Innenrad stößt auf großen Widerstand, da das Drehmoment für das Außenrad zunimmt und die Straße verhindert, dass es sich mit der entsprechenden Geschwindigkeit dreht.

Kfz-Differential: Gerät, Fehlfunktionen und Auswahlmethode

In diesem Fall kommen die Satelliten ins Spiel. Das Zahnrad der inneren Achswelle verlangsamt sich, wodurch sich das Planetenrad im Becher in die entgegengesetzte Richtung zu drehen beginnt. Mit diesem Mechanismus können Sie die Stabilität des Fahrzeugs auch in engen Kurven beibehalten. Es verhindert auch übermäßigen Reifenverschleiß am Verzögerungsrad.

Beim Ausrutschen

Die dritte Situation, in der das Differential nützlich ist, ist der Radschlupf. Dies passiert zum Beispiel, wenn ein Auto in Schlamm gerät oder sich auf Eis bewegt. In diesem Modus arbeitet das Differential nach einem völlig anderen Prinzip als in Kurven.

Tatsache ist, dass sich das aufgehängte Rad beim Durchrutschen frei zu drehen beginnt, was zu einem Drehmomentverlust am Rad führt, der eine ausreichende Haftung auf der Fahrbahn aufweist. Wenn das Differential im Kurvenmodus arbeiten würde und in Schlamm oder Eis geraten würde, würde das Auto insgesamt anhalten, da die Traktion vollständig verloren gehen würde.

Um dieses Problem zu beseitigen, haben Ingenieure ein Sperrdifferential entwickelt. Wir werden etwas später über seine Arbeit sprechen. Zunächst lohnt es sich, die bestehenden Modifikationen der Differentiale und ihre Unterschiede zu berücksichtigen.

Differentialtypen

Wenn das Auto eine Antriebsachse hat, wird es mit einem Querachsdifferential ausgestattet. Ein Fahrzeug mit Allradantrieb verwendet ein Mittendifferential. Bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb wird dieser Mechanismus auch als vorderes Differential bezeichnet, und Modelle bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb werden als hinteres Differential bezeichnet.

Kfz-Differential: Gerät, Fehlfunktionen und Auswahlmethode

Diese Mechanismen sind je nach Art der Zahnräder in drei Kategorien unterteilt:

Sie unterscheiden sich in der Form des Haupt- und des Axialgetriebes. Konische Modifikationen sind in Fahrzeugen mit Front- und Hinterradantrieb eingebaut. Zylinderförmige Modelle werden in Allradmodellen verwendet, und Schneckengetriebe sind für alle Getriebetypen geeignet.

Abhängig vom Automodell und den Straßenverhältnissen, unter denen das Fahrzeug betrieben wird, sind die folgenden Arten von Differentialen nützlich:

  1. Mechanische Verriegelung;
  2. Selbstsperrendes Differential;
  3. Elektrische Verriegelung.

Mechanisch gesperrte Differentiale

Bei dieser Modifikation werden die Satelliten vom Fahrer selbst mit speziellen Schaltern an den Rädern blockiert. Wenn sich das Fahrzeug in einer geraden Linie befindet oder abbiegt, funktioniert das Differential normal.

Sobald ein Auto auf eine Straße mit instabiler Oberfläche trifft, beispielsweise in einen Wald mit Schlamm oder einer verschneiten Straße fährt, bewegt der Fahrer die Hebel in die gewünschte Position, so dass die Satelliten blockiert werden.

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In diesem Modus funktioniert das Planetengetriebe nicht und das Auto ist im Prinzip ohne Differential. Alle Antriebsräder drehen sich mit der gleichen Geschwindigkeit, wodurch ein Durchrutschen verhindert wird und die Traktion auf allen Rädern erhalten bleibt.

Solche Mechanismen haben eine einfachere Vorrichtung und sind in einigen preisgünstigen SUVs installiert, beispielsweise in inländischen UAZ-Fahrzeugen. Da sich die Reifen beim langsamen Fahren durch den Schlamm nicht übermäßig abnutzen, schadet diese Konstruktion den Reifen des Autos nicht.

Sperrdifferential

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In dieser Kategorie gibt es verschiedene Arten von Mechanismen. Beispiele für solche Geräte sind:

Elektrische Verriegelung

Solche Unterschiede sind mit der Elektronik des Fahrzeugs verbunden. Sie gelten als die teuersten, weil sie eine komplexe Struktur und einen blockierenden Antrieb haben. Dieser Mechanismus ist mit dem Steuergerät des Fahrzeugs verbunden, das Daten von Systemen empfängt, die die Drehung der Räder überwachen, wie z. B. ABS. In einigen Fahrzeugen kann die automatische Verriegelung deaktiviert werden. Hierzu gibt es eine spezielle Taste auf dem Bedienfeld.

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Der Vorteil elektronischer Optionen besteht darin, dass Sie mehrere Blockierungsgrade einstellen können. Ein weiteres Plus solcher Mechanismen ist, dass sie perfekt dazu beitragen, mit Übersteuern umzugehen. Bei solchen Modellen wird das Drehmoment auf das Achsgetriebe ausgeübt, das sich mit einer niedrigeren Geschwindigkeit dreht.

Mehr zur Differenzialsperre

Jedes Querachsdifferential hat einen erheblichen Nachteil: Das Drehmoment wird automatisch auf das Rad übertragen, das sich stärker dreht. Dadurch verliert das zweite Rad, das eine ausreichende Traktion aufweist, die Traktion. Aus diesem Grund bietet ein solches Getriebe keine Möglichkeit, selbständig aus dem Schlamm oder der Schneeverwehung herauszukommen.

Wie bereits erwähnt, wird das Problem durch Blockieren von Satelliten gelöst. Es gibt zwei Blockierungsmodi:

Hier ist ein Video, warum das Differential blockiert ist:

Differentialstörungen

Da bei der Konstruktion eines Differentials das Zusammenspiel von Zahnrädern und Achsen zum Einsatz kommt, ist ein solcher Mechanismus anfällig für schnellen Verschleiß und Ausfall. Die Elemente des Planetenmechanismus sind stark belastet und fallen daher ohne ordnungsgemäße Wartung schnell aus.

Obwohl die Zahnräder aus strapazierfähigen Materialien bestehen, sollte der Mechanismus beachtet werden, wenn während der Fahrt vermehrt Geräusche, Klopfen und Vibrationen auftreten, die vorher nicht vorhanden waren. Ein alarmierender Moment ist auch das Schmiermittelleck. Am schlimmsten ist es, wenn der Mechanismus blockiert ist. Bei ordnungsgemäßer Wartung ist dies jedoch selten der Fall.

Sie müssen sich an einen Autoservice wenden, sobald ein Ölleck aus dem Getriebegehäuse auftritt. Sie können den Knoten selbst überprüfen. Zusätzlich zu einer Sichtprüfung nach einer Fahrt können Sie die Temperatur des Öls im Getriebegehäuse überprüfen. Während des normalen Betriebs des Mechanismus beträgt diese Zahl etwa 60 Grad. Wenn sich das Differential viel mehr erwärmt, sollten Sie sich von einem Spezialisten beraten lassen.

Der Schmiermittelstand und die Qualität sollten im Rahmen der routinemäßigen Wartung überprüft werden. Jeder Hersteller von Getriebeöl legt seine eigenen Vorschriften für den Austausch fest. Ignorieren Sie diese Empfehlung nicht, da das Öl kleine Schleifpartikel enthalten kann, die die Zahnradzähne beschädigen und den Ölfilm zerstören, der die Reibung von Metallteilen verhindert.

Wenn bei einer Sichtprüfung eine Undichtigkeit des Mitteldifferentials festgestellt wurde oder ein ähnliches Problem bei Analoga eines Fahrzeugs mit Frontantrieb festgestellt wird, sollte die Öldichtung ersetzt werden. Eine Verringerung des Schmiermittelstands führt zu einer erhöhten Reibung der Teile, was die Lebensdauer des Geräts erheblich verkürzt. Wenn das Getriebe trocken läuft, werden die Satelliten, Lager und Axialgetriebe unbrauchbar.

Kfz-Differential: Gerät, Fehlfunktionen und Auswahlmethode

Die Eigendiagnose des Differentials erfolgt wie folgt. Heben Sie zuerst die Antriebsachse des Autos an. Das Getriebe wird in den Leerlauf geschaltet. Ein Rad dreht sich zuerst in eine Richtung und dann in die andere Richtung. Das gleiche Verfahren wird mit dem zweiten Rad durchgeführt.

Mit einem funktionierenden Differential drehen sich die Räder ohne Spiel und Geräusche. Einige Fehler können auch von Ihnen selbst behoben werden. Dazu wird das Getriebe ausgebaut, zerlegt und alle Elemente in Benzin gewaschen (um defekte Stellen zu identifizieren). Während dieses Vorgangs können Sie das Spiel der Satelliten und die Entwicklung auf den Zahnrädern finden.

Abgenutzte Elemente werden entfernt und stattdessen neue Teile installiert. Grundsätzlich müssen Satelliten, Lager und Öldichtungen ausgetauscht werden, da sie schneller ausfallen. Die Satelliten werden durch Auswahl von Zahnrädern mit einem Mindestabstand zwischen den Zähnen eingestellt.

Hier ist ein weiteres Video zum Einstellen der Differenzialvorspannung:

Ein neues Differential finden

Trotz der Tatsache, dass ein Interrad- oder Mittendifferential auf dem Markt für Autoteile leicht zu finden ist, sind seine Kosten recht hoch (ein neues Teil kann Hunderte bis Tausende von Dollar kosten). Aus diesem Grund stimmen die meisten Autofahrer selten einem vollständigen Austausch des Mechanismus zu.

Ein neuer Mechanismus oder seine einzelnen Elemente können wie normale Autoteile gefunden werden. Am einfachsten ist es, in ein Geschäft zu gehen und nach einem bestimmten Teil für ein bestimmtes Fahrzeug zu fragen. Dies gilt jedoch, wenn das Fahrzeug nicht aufgerüstet wurde. Andernfalls wird das Teil gemäß dem Montagecode oder gemäß dem Fahrzeugmodell ausgewählt, aus dem das Ersatzteil entfernt wurde.

Es ist am besten, ein Teil anhand der Fahrzeugdaten und nicht anhand des Produktcodes zu suchen, da diese Symbole erst nach der Demontage des Mechanismus gefunden werden können. Dieser Knoten hat viele Modifikationen. Selbst für dieselbe Automarke können unterschiedliche Differentiale verwendet werden.

Kfz-Differential: Gerät, Fehlfunktionen und Auswahlmethode

In diesem Moment ist es äußerst schwierig, das perfekte Analogon von einem anderen Auto zu finden. Der Kauf eines Differentials auf dem Sekundärmarkt bleibt auf Gefahr und Gefahr des Autobesitzers selbst, da niemand den Zustand des Teils zerlegen und überprüfen wird. Dies erhöht das Risiko, einen stark abgenutzten Mechanismus zu kaufen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es ohne Differential unmöglich ist, ein sicheres und effizientes Auto zu schaffen, obwohl Fans von verdrehten Groschen auf trockenem Asphalt damit streiten werden.

Fragen und Antworten:

Was ist ein Differential in einem Auto in einfachen Worten? Es ist ein mechanisches Element, das zwischen den Antriebsradachswellen installiert wird. Das Drehmoment wird über den Kardan auf das Differentialgehäuse übertragen und dann über unabhängige Zahnräder auf die Räder geleitet.

Wozu dient ein Differential in einem Auto? Dieser Mechanismus sorgt für die Übertragung des Drehmoments auf die Antriebsräder, ermöglicht jedoch bei Manövern oder beim Überfahren von Unebenheiten, dass sich die Räder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.

Wo ist das Differential im Auto? Dieser Mechanismus wird an der Antriebsachse zwischen den Achswellen installiert. Bei XNUMXWD- und Plug-in-XNUMXWD-Modellen wird es an jeder Achse installiert.

Welches Auto hat ein Mittendifferenzial? Alle Wagen haben ein Querachsdifferenzial (steht zwischen den Achswellen). Das Mittendifferenzial wird nur bei allradgetriebenen Automodellen verwendet (es wird zwischen den Achsen eingebaut).

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