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von kfztech.de | Hinweis zur Rechtschreibung: Differenzialsperre oder alternativ Differentialsperre

Entdecken Sie die Bedeutung der Differenzialsperre

Was es mit dem Differenzial bzw. der Differenzialsperre auf sich hat?

Die meisten Autobesitzer sind sich nicht bewusst, welchen Einfluss eine Differenzialsperre auf die Performance eines Fahrzeugs haben kann. Diese hilfreiche Funktion sorgt dafür, dass sich die Räder des Autos in Extremsituationen während der Fahrt mit der gleichen Drehzahl bewegen, auch wenn unterschiedliche Traktionswerte vorhanden sind. Wenn man eine Differenzialsperre optimal nutzt, können schwierige Fahrsituationen gemeistert werden. Sie sorgt dafür, dass alle die Räder mindestens einer Achse bei Kurvenfahrten, bei rutschigen Straßenverhältnissen oder am Hang gleichmäßig abrollen und so die Situation besser kontrollierbar ist.

Lesen Sie weiter, um mehr darüber zu erfahren, was genau eine Differenzialsperre ist und wie sie dazu beiträgt, die Performance des Fahrzeugs zu verbessern.

Was ist ein Differenzial bzw. eine Differenzialsperre und wie verbessert sie die Performance des Fahrzeugs?

Eine Differenzialsperre ist eine Vorrichtung, die bei den meisten Fahrzeugen mit Allradantrieb aber auch bei herkömmlichen Antrieben zu finden ist und den Vortrieb des Fahrzeugs unter bestimmten Fahrbedingungen verbessern kann.

Normalerweise sorgt das Ausgleichsgetriebe (Differenzial) dafür, dass bei Kurvenfahrt oder unebenen Untergründen Drehzahlunterschiede der Antriebsräder ausgeglichen werden. Das heißt, dass das kurvenäußere Rad einen größeren Weg zurücklegen kann als das kurveninnere. Dabei dreht das kurvenäußere immer um so viel schneller, wie das kurveninnere langsamer dreht. Dies ist äußerst sinnvoll, damit kein Reifenschlupf am kurveninneren Rad auftritt.

Die Drehmomente werden aber immer zu gleichen Teilen an die Antriebsräder verteilt. Dies macht auch Sinn, kann jedoch unter bestimmten Situationen hinderlich sein. Denn das Antriebsrad mit der schlechteren Haftung bestimmt das Antriebsmoment, das übertragen werden kann. Oder anders ausgedrückt: Ein Antriebsrad kann immer nur so viel Kraft auf die Fahrbahn übertragen wie es die Reibungskraft zwischen Reifen und Fahrbahn zulässt. Dies kann bei schlechten Untergründen, Nässe, Schnee und Eis dafür sorgen, das kein Vortrieb mehr möglich ist.

Ohne Allradantrieb und Differenzialsperren ist so ein Abenteur nicht möglich. - Bild: depositphotos.com

Wenn zum Beispiel ein Rad auf einer Eisplatte steht und das andere auf trockenem Untergrund: Das Rad auf dem Eis hat keinen Grip und dreht beim Gas geben durch und das andere Rad steht still, weil es genauso wenig Drehmoment erhält wie das durchdrehende Rad. Das gleiche gilt ebenso für leistungsstarke Boliden oder auf Offroadstrecken.

Video: Wie funktioniert ein Ausgleichsgetriebe / Differenzial?

Differenzialgetriebe vereilen die Antriebskraft und sorgen für den Drehzahlausgleich bei Kurvenfahrt. - Bild: depositphotos.com

Hier kommt nun die Differenzialsperre, auch Sperrdifferenzial genannt, ins Spiel. Herkömmliche Pkws – ausgenommen sportliche Fahrzeuge - besitzen oftmals keine. Bei Allradfahrzeugen sind eine oder mehrere dagegen Standard. Es gibt Quersperren (an einer Achse) oder Längssperren (zwischen Vorder- und Hinterachse) und unterschiedlichste Bauarten.

Das Sperrdifferenzial sorgt dafür, dass dem Rad, das Grip hat, auch mehr Drehmoment zugeteilt wird. Im Grunde wird Drehmoment vom schneller drehenden auf den langsamer drehenden Antriebspfad umgeleitet. Dies kann, je nach Bauart der Sperre, kurzfristig oder dauerhaft, voll oder teilweise geschehen. Dadurch wird die Traktion aller Räder einer Achse oder aller vier Räder erhöht, was die Bodenhaftung verbessert und das Rutschen auf glattem Untergrund verringert. Außerdem kann das Fahrzeug dadurch Steigungen leichter erklimmen und auch beim Bremsen hilfreich sein.

Video: So funktioniert eine Differenzialsperre

Die Differentialsperre hilft auch, die Lenkkontrolle zu verbessern, indem sie beim Wenden oder Umfahren von Hindernissen ein zusätzliches Drehmoment liefert. Das macht es einfacher, das Fahrzeug bei Kurvenfahrten oder plötzlichen Ausweichmanövern stabil zu halten. Und schließlich kann die zusätzliche Leistung einer Differentialsperre das Fahren in unwegsamem Gelände einfacher und reibungsloser machen als ohne sie, was sie besonders in Situationen im Gelände nützlich macht, in denen zusätzlicher Grip benötigt wird.

Verbesserte Kontrolle und sanftere Kurvenfahrt

Eine Differentialsperre ist ein unglaublich nützliches Werkzeug für Fahrer, die eine bessere Kontrolle und eine sanftere Kurvenfahrt wünschen. Es verbindet zwei Antriebsräder miteinander. Das bedeutet, dass beide Räder mit der gleichen Geschwindigkeit durchdrehen, unabhängig davon, ob ein Rad mehr Traktion hat als das andere. Dadurch wird das Drehmoment viel gleichmäßiger zwischen den beiden Antriebsrädern verteilt, was ein Durchdrehen der Räder bei Kurvenfahrten verhindert und das Fahrerlebnis insgesamt verbessert. Wenn ein Rad durchdreht, sorgt die Differenzialsperre dafür, dass sich beide Räder mit der gleichen Geschwindigkeit drehen, um negative Auswirkungen auf das Fahrverhalten und die Kurvenstabilität zu vermeiden.

Ein Torsen Differenzial, wie es früher bei Audi eingesetzt wurde, sperrt durch die Schneckenräder selbsttätig. - Bild: Audi

Insbesondere bei Kurvenfahrten kann eine Differentialsperre den Unterschied ausmachen, da sie sicherstellt, dass kein einzelnes Rad während der Kurve durchdreht oder die Traktion verliert. Dies sorgt nicht nur für ein wesentlich ruhigeres Fahrverhalten, sondern auch für einen besseren Lenkeingriff des Fahrers und einen deutlich geringeren Reifenverschleiß im Laufe der Zeit, da der Druck beim Abbiegen gleichmäßig auf alle vier Räder verteilt wird. Dank der Fähigkeit, das Unter- oder Übersteuern in Kurven zu verringern, fällt es dem Fahrer außerdem leichter, sicher und kontrolliert aus der Kurve zu fahren.

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Verschiedene Arten von Differentialsperren

Automatische Differentialsperren sind in die Konstruktion des Fahrzeugs integriert, d.h. sie funktionieren ohne jeglichen Eingriff des Fahrers. Sie sind auf Sensoren und Elektronik angewiesen, um einen Traktionsverlust an einem der beiden Räder zu erkennen und sperren diese automatisch zusammen, so dass beide Antriebsräder Grip mit dem Boden bleiben. Automatische Differentialsperren erfordern in der Regel keine zusätzliche Anstrengung des Fahrers, obwohl einige Fahrzeuge eine manuelle Überbrückung bieten, wenn Sie sie diese manuell ein- oder ausschalten möchten.

Dieser Allradantrieb verfügt über 2 Quer- und eine Längssperre. - Bild: depositphotos.com

Manuelle Differenzialsperren erfordern, wie der Name schon sagt, eine aktive Eingabe des Fahrers, damit sie funktionieren. Sie arbeiten beispielsweise mit einer Klauenkupplung, die im Stand zugeschaltet wird und sperren zu 100%. Federbelastete Reibflächen sind ebenfalls Festwertsperren. Sie verteilen das Drehmoment über Reibkupplungen mit einem festen Sperrwert* zwischen den Antriebswellen.

Es gibt außerdem lastabhängige drehmomentfühlende Sperren (z.B. Torsendifferenzial, Lamellensperren), die erst bei einer bestimmten Drehmomentdifferenz arbeiten und welche, die bei Drehzahldifferenz zwischen den Antriebswellen wirken (z.B. Visco®-Kupplung).

Mittendiffernzial von Audi zwischen Vorder- und Hinterachse mit Planetengetriebe - Bild: Audi

Sobald Differenzialsperren wirken, zwingen sie beide Antriebsräder einer Achse, sich mit derselben Geschwindigkeit zu drehen, unabhängig von der Traktion zwischen ihnen. Manuelle Differentialsperren sind typischerweise bei Geländewagen und Fahrzeugen mit Allradantrieb zu finden, bei denen eine größere Kontrolle über die Traktion zwischen den einzelnen Rädern erforderlich ist. Sie können auch zusammen mit automatischen Differentialsperren verwendet werden, um die Sicherheit und Stabilität beim Fahren in schwierigem Gelände oder unter schwierigen Wetterbedingungen zu erhöhen. Lamellensperren findet man gerne bei sportlichen Fahrzeugen mit hoher Leistung.

Mehr zu Differenzialsperren und Allradantrieben erfahren sie in unserer Allrad-Übersicht.

Info: Sperrwert

Mit dem Sperrwert oder der Sperrwirkung ist die Drehmomentdifferenz im Verhältnis zum Gesamtdrehmoment am Differenzial in Prozent gemeint. Manchmal wird auch das reine Drehmomentverhältnis zwischen den Achsen als TBR angegeben (TBR = torque bias ratio).

Fazit

Insgesamt sind Differentialsperren überaus nützlich, um das Fahrverhalten und damit auch die Sicherheit zu verbessern. Wie ein moderner Allradantrieb aussehen kann, zeigt die Animation von Audi am Beispiel des Audi A4 allroad quattro mit ultra-Technologie.

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