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Wie funktioniert ein Sperrdifferenzial im Vergleich zu einem Sperrdifferenzial?

von: iSeeCars

Gepostet: 22. April 2023 / 09:00 Uhr CDT

Aktualisiert: 22. April 2023 / 11:39 Uhr CDT

(iSeeCars) – Um die Vorteile eines Sperrdifferentials (in der Automobilliteratur oft als „LSD“ abgekürzt) zu verstehen, müssen Sie die grundlegenden Komponenten verstehen, die bei der Umwandlung der Motorleistung eines Autos in Vorwärts- (oder Rückwärtsbewegung) beteiligt sind.

Zwar gibt es Unterschiede im Aufbau eines Fahrzeugs mit Vorderrad- und Hinterradantrieb, die Hauptkomponenten sind jedoch dieselben und umfassen ein Getriebe, eine Antriebswelle (oder Halbwelle), eine Achse und ein Differential.

Während das Getriebe und die Antriebswelle im Wesentlichen die Differenz zwischen Motordrehzahl und Raddrehzahl regulieren, besteht die Aufgabe des Differentials darin, die Rotationsenergie des Motors auf das linke und rechte Rad zu übertragen, entweder über die Achse bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb (RWD). Halbwellen in Fahrzeugen mit Frontantrieb (FWD). Dies ist ein komplexer Vorgang, da die Drehgeschwindigkeit der linken und rechten Räder nicht konstant ist – sie muss variieren, wenn ein Fahrzeug von der Geradeausfahrt zur Kurvenfahrt übergeht.

Wenn ein Fahrzeug eine Kurve fährt, dreht sich das kurveninnere Rad natürlicherweise langsamer als das kurvenäußere Rad, und das Differenzial gleicht die unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus, die zwischen diesen Rädern erforderlich sind, damit das Fahrzeug gleichmäßig dreht und der Reifenverschleiß verringert wird. Dies wird durch eine Kombination von Zahnrädern erreicht, darunter das Ritzel, das mit der Antriebswelle verbunden ist, das Hauptantriebsrad im Differential sowie die Zahnräder und Seitenräder, die die Kraft auf jede Achse (oder Halbwelle) leiten.

Die Konstruktion dieser Zahnräder und ihre Reaktion auf unterschiedliche Widerstandsniveaus zwischen dem linken und dem rechten Rad zeichnen ein offenes Differenzial (oder „offenes Differenzial“) im Vergleich zu einem Sperrdifferenzial (oder „Sperrdifferenzial“) aus. ). Beide ermöglichen einen ausreichenden Grad an Variation zwischen dem linken und dem rechten Rad, um sanfte Kurven zu fahren. Bei einem Sperrdifferenzial werden jedoch Kupplungspakete verwendet, um nur einen kleinen Unterschied zwischen den Rädern zuzulassen, bevor beide Räder dazu gezwungen werden, sich ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit zu drehen, unabhängig von den Widerstandsunterschieden zwischen den beiden Seiten.

Dies ist wichtig, denn wenn ein Fahrzeug mit offenem Differenzial über eine rutschige Oberfläche fährt, erhält das Rad mit dem geringsten Widerstand die gesamte Motorleistung. Dies kann zu endlosem Radschlupf auf der Seite mit geringerer Traktion führen, während das Rad mit mehr Widerstand (bessere Traktion) keine Kraft erhält. Jeder, der schon einmal auf verschneiten oder vereisten Straßen steckengeblieben ist, weiß, wie frustrierend das sein kann. Ein Sperrdifferential vermeidet diesen Traktionsverlust, indem es beide Räder einschaltet, um die Traktion und das Vertrauen des Fahrers auf rutschigem Untergrund zu verbessern.

Es gibt verschiedene Arten von Sperrdifferenzialen, von den frühen Viskose-LSDs und Kupplungs-LSDs, die Kupplungspakete und erhitzte Flüssigkeit verwendeten, bis hin zu den fortschrittlicheren Drehmomentsensor- und Kupplungsscheiben-LSDs moderner Autos. Die neuesten Hochleistungsautos nutzen fortschrittliche Echtzeit-Torque-Vectoring- und Allradantriebssysteme, um basierend auf der verfügbaren Traktion präzise zu modulieren, wie viel Motorleistung an jedes einzelne Rad gesendet wird. Diese Technologie kann das Untersteuern tatsächlich reduzieren, indem sie ein Fahrzeug basierend auf dem Lenkradwinkel und der Gaseingabe subtil dreht. Doch unabhängig davon, welche Technologien und LSD-Typen ein Fahrzeug bietet, verfolgen sie alle das gleiche Ziel: die Verbesserung von Traktion und Kontrolle.

Zu Beginn der Entwicklung der Sperrdifferenzialtechnologie hat General Motors den Begriff „Positraction“ (kurz für positive Traktion) für seine Sperrdifferenzialtechnologie geschützt. Torsen, die Abkürzung für Torque Sensing, ist ein weiterer Markenname, der mit dieser Technologie in Verbindung gebracht wird. Es wurde für Geländefahrzeuge entwickelt und verwendet eine Formel, die auf der unterschiedlichen Menge an Drehmoment basiert, die auf jedes Rad übertragen wird, um möglicherweise das Differential zu sperren, bevor ein Rad durchdreht.

Das bringt uns zum Konzept des Sperrdifferentials. Im Gegensatz zu einem Sperrdifferential, das eine kleine Variation der Radgeschwindigkeit zwischen der linken und rechten Seite zulässt, sperrt ein Sperrdifferential buchstäblich beide Achswellen miteinander und zwingt beide Räder, sich mit genau der gleichen Geschwindigkeit zu drehen. Während diese Situation bei Hochleistungsfahrzeugen im Straßenverkehr tatsächlich die Kontrolle über das Fahrzeug beeinträchtigen würde, bietet sie Fahrzeugen mit Allradantrieb zusätzliche Traktion, wenn sie über Steine klettern oder aus tiefen Spurrillen herausfahren.

Im Gegensatz zu Sportwagen und Rennwagen, die bei hohen Geschwindigkeiten maximale Traktion benötigen, fahren Geländefahrzeuge bei aggressiven Geländefahrten normalerweise mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten. Daher ist es nicht sinnvoll, das Differenzial zu sperren und die Räder dazu zu zwingen, sich mit der gleichen Geschwindigkeit zu drehen. Kein Problem. Das von diesen Fahrzeugen erzeugte verfügbare Drehmoment kann recht hoch sein, weshalb die Haltbarkeit ein vorrangiges Anliegen ist

Da die leistungsstärksten Geländefahrzeuge in der Regel Antriebsstränge mit Hinterradantrieb verwenden, ist die Differenzialsperre normalerweise im Hinterachsdifferenzial untergebracht. Aber mehrere neue Modelle, darunter der Jeep Wrangler Rubicon, der Ford Bronco und die Mercedes-Benz G-Klasse, verfügen sowohl an der Vorder- als auch an der Hinterachse über Sperrdifferentiale.

Es gibt verschiedene Sperrdifferenzialtechnologien, die von Marken wie Audi, BMW, Ford und Jeep angeboten werden. Dazu gehören automatische Sperrdifferentiale sowie wählbare Sperrdifferentiale, mit denen der Fahrer entscheiden kann, wann es Zeit ist, eine oder beide Achssperren zu „sperren“ oder zu lösen, um die Traktionskontrolle zu verbessern. Wenn Originalhersteller (oder OEM-Marken) wie Nissan oder Toyota keine auswählbaren Schließfächer anbieten, die Ihren Anforderungen entsprechen, nutzen auch auf Offroad-Ausrüstung spezialisierte Aftermarket-Marken wie ARB, Auburn Gear, Detroit Lockers, Eaton und Ox spezifische Schließfächer Kupplungstechnik, um die Räder miteinander zu verbinden.

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Dieser Artikel: Was ist ein Sperrdifferenzial vs. Sperrdifferenzial? ein offenes Differential?, erschien ursprünglich auf iSeeCars.com.

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