Die Frage „Wie funktioniert ein Differential und was ist das überhaupt?“ habe ich mir in Australien mehr als einmal gestellt. Beim Allrad fahren benötigst du im Gelände nämlich nicht nur einen 4-Rad-Antrieb, sondern musst auch das ominöse „Differential“ kennen – denn ab und an kommt die „Differentialsperre“ ins Spiel!
Während wir im Red Center unterwegs waren, hatten wir ein Allradfahrzeug von Apollo gemietet. Genauer gesagt einen Toyota Landcruiser. Bei der Einweisung ins Fahrzeug in Alice Springs hat uns die Vermieterin dann genau beschrieben, wie wir im Gelände vorgehen sollen, wann wir in „Low Gear“ schalten und wann wir die Differentialsperre reinmachen.
Wie funktioniert ein Differential? Hier zunächst die wichtigsten Begriffe zum Verständnis:
Low Gear (vs. High Gear)
Das ist eine kleinere (low) Übersetzung der Gänge (gear) mit hoher Kraftübertragung. Im ersten Gang kann man somit ganz langsam anfahren, zum Beispiel über Felsen. Wenn man aber dann Gas gibt, geht die Drehzahl auch sofort hoch. Der zweite Gang fährt sich dann ungefähr so wie sonst der erste Gang. Wenn man also schneller wird, schaltet man schnell in den dritten und vierten Gang und fährt trotzdem nur 20 oder 30km/h.
Snorkel (oder deutsch: Schnorchel)
Das ist der Ansaugstutzen des Motors, also die Luftzufuhr. Dieser Stutzen sieht wie ein Schnorchel aus, weil der Einlass etwa auf der Höhe des Autodaches liegt.
Den Schnorchel gibt es, damit man beim Fahren durch Flüsse kein Wasser in den Motor bekommt. Das wäre fatal – der Motor wäre hinüber.
High Clearance
Damit ist die hohe Bodenfreiheit des Fahrzeuges gemeint. Diese ist notwendig, wenn man wirklich im Gelände fahren will. So hat man möglichst viel Platz zwischen Unterboden und Steinen, schrammt sich nichts auf und bleibt nicht auf einer Kuppe hängen.
Es gibt auch Fahrzeuge mit ‚low clearance‘, die Allradantrieb haben. Das sind dann aber normale Straßenautos, die nicht im Gelände fahren können.
Differentialsperre
Diese muss man im Gelände einschalten, wenn man stecken zu bleiben droht. Wie sie funktioniert, wird klar, wenn wir die folgende Frage geklärt haben:
Wie funktioniert ein Differential?
Im folgenden Video wird das anschaulich mit einem Modell erklärt:
In Kürze: Die Räder einer Achse müssen sich beim normalen (Straßen-)Fahren unterschiedlich schnell bewegen können, beispielsweise beim Kurvenfahren, da ist das innere Rad nämlich langsamer. Deswegen sind die Räder der Antriebsachse normalerweise mit dem Differential (so ein Knubbel mit Zahnrädern drin) verbunden. Es ermöglicht, dass sogar ein Rad stehen kann und das andere sich weiterdreht, die Räder also unabhängig voneinander rollen.
Wenn wir jetzt aber mit einem Rad durchdrehen (Sand, Matschloch…), dann ist das fatal, weil dieses Rad sich dann immer weiter dreht, als sei es das schnellere. Auf das andere Rad mit Bodenhaftung kommt dann gar keine Kraft mehr, weil das Differential das stehende Rad sozusagen entkoppelt und das schnelle immer schneller wird.
Also nutzen wir in einem solchen Fall die „Differentialsperre“. Diese sperrt den eigentlich so tollen mechanischen Zahnradknubbel so, als seien die Räder doch einfach beide auf eine Achse gesteckt. Und schon kommt auch wieder Kraft auf das Rad, welches noch guten Gripp hat. Und wir können uns hoffentlich doch noch befreien!
Danke an die TU Darmstadt für die Zulieferung! 😉
