Differential

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Kurz und Knapp

Soll es eine 100% Sperre, ein Limited Slip Differential als Achsdifferential oder eine elektronische Sperre werden? Hat das Auto bereits eine elektronische Traktionskontrolle? Die Frage nach einem offenen Differential stellt sich nicht, denn es ist ja von vorneherein schon eingebaut. Es bleibt also die Frage, welches Differential ist das richtige? Gemäß den weiter unten im Detail gegebenen Informationen kann folgendes abgeleitet werden:

Sperrdifferentiale dienen vom Prinzip her nicht nur dem Erhalt des Vortriebs, sondern auch der Fahrstabilität. Je nach primärem Einsatzgebiet ist dazu der eine Typ besser geeignet als der andere. Wir unterscheiden hier primär zwischen Gelände und Straße und dann zwischen langsamen und schnellem Fahren. Der Schwerpunkt im Gelände ist der Erhalt des Vortriebs, auf der Straße ist es die Steigerung der Fahrsicherheit und Agilität.

Fazit

  • Eine 100% Sperre hilft nur im Gelände, dort aber am allerbesten. Sie muss bewusst ein- und ausgeschaltet werden (Ausnahme: Auto-Locker). Da sie keine Drehzahl- und Drehmomentdifferenzen zulässt, ist sie für die Straße nicht geeignet und muss dort auch ausgeschaltet sein, um Schäden zu vermeiden. Im Gelände kann sie bei schneller Fahrt durch den erzwungenen Gleichlauf der Räder bzw. Achsen bei Kurvenfahrten zum Durchdrehen der Räder und in Folge zum Ausbrechen des Fahrzeugs führen.
  • Ein Limited Slip Differential vom Typ Torsen greift in fast jeder Fahrsituation. Im normalen Straßenverkehr wirkt si epermanent, solange ein Drehmoment anliegt (also beschleunigt oder gebremst wird) und bis zu einem gewissen Grad auch im Gelände. Dort kann es aber überfordert werden. Eine Bedienung ist nicht erforderlich. Es steigert die Fahrstabilität des Fahrzeugs und verbessert die Geradeauslaufeigenschaften als Mitteldifferential. Im Gelände verliert es seine Wirkung, wenn ein Rad zu 100% die Haftung verliert (es liegt kein Drehmoment mehr an). Dann verhält es sich wie ein ungesperrtes, offenes Differential.
  • Eine elektronisch gesteuerte Traktionskontrolle ersetzt Zusatztechnik im Differential. Es gibt hier sehr ausgefeilte Systeme die hervorragend arbeiten, gerade bei Land Rover, aber diese Technik hat ihren Preis im Verschleiß. Sie greift auf der Straße und im Gelände. Als System sind sie billiger als mechanische Lösungen, aber sie verursachen einen höheren Verschleiss un dmüssen oftmals erst angeregt werden.

Wer schwieriges Gelände meistern möchte oder muss, benötigt eher eine 100% Sperre. Dieses ist im Falle eines totalen Haftungsverlustes eines Rades in der Lage, das andere Rad der Achse noch anzutreiben. Allerdings muss hier bewusst die Sperre bedient werden, es sollte nicht vergessen werden, diese wieder auszuschalten. Als klassischen Einsatzbereich wäre hier z.B. das kompromisslose Offroadfahren oder der Offroad- und Trialwettbewerb zu nennen. Auch eine elektronische Sperre wäre hier denkbar. Eine elektronische Traktionskontrolle erfüllt auch den Zweck Vortrieb zu sichern ist aber mit erhöhtem Verschleiß verbunden und eignet sich daher nicht für den häufigen oder dauerhaften Einsatz.

Wer mehr Sicherheit auf der Straße, bei Regen und Schnee und im Gelände Vorteile gegenüber einem offenen Differential haben möchte, ohne daran denken zu müssen die Sperre rein oder raus zu schalten, der ist mit einem Torsen besser bedient. Es ist auch eine gute Wahl in Wettbewerben, wo es auf Geschwindigkeit ankommt. Reisefahrzeuge mit Geländeambitionen würden ebenfalls eher von einem Torsen profitieren, da es auch die Fahrsicherheit bei Einbau in der Hinterachse oder im Mitteldifferential erhöht. Es besteht auch die Möglichkeit die Geländegängikeit weiter zu erhöhen indem zusätzlich eine Differentialsperre verbaut wird, z.B. Torsen in der Hinterachse und eine 100% Sperre in der Vorderachse oder umgekehrt.

Grundbegriffe

Bei dem Thema Antrieb und Differential fallen immer wieder die Begriffe Drehzahl, Drehmoment und Traktion. Es ist wichtig diese und den Zusammenhang zu verstehen.

Die Drehzahl gibt an, wie oft sich ein rotierendes Teil, z.B. ein Rad, pro Zeiteinheit um eine Achse dreht. Die Drehzahl kann an den Rädern eines Fahrzeugs je nach Fahrsituation unterschiedlich sein. Es gibt Sperrsysteme und Sperrdifferentiale, die auf eine unterschiedliche Drehzahl reagieren.

Das Drehmoment gibt die Kraft an, mit der sich ein Objekt um eine Achse bewegt. Diese Kraft muss aufgewendet werden, um den Widerstand zu überwinden, der der Drehung entgegengesetzt wird. Das sind z.B. der Rollwiderstand und das Fahrzeuggewicht. Ist kein (oder nahezu kein) Widerstand vorhanden, entsteht auch kein (bzw. nahezu kein) Drehmoment, selbst wenn das Rad rotiert. Dies ist bei einem frei in der Luft drehenden Rad der Fall. Es muss nur der Widerstand überwunden werden, den die mechanischen Teile dem Antrieb entgegensetzen. Im Vergleich zu einem Rad, welches fest und mit guter Haftung auf Asphalt steht, ist das übertragene Drehmoment so gering, dass man es hier als nicht vorhanden ansehen kann. Es gibt Sperrsysteme und Sperrdifferentiale, die auf ein unterschiedliches Drehmoment reagieren.

Traktion ist streng genommen die Kraft, die einen Gegenstand durch Friktion (Haftung) über eine Fläche bewegt. Bei einem Fahrzeug ist es die Motorantriebskraft, die in eine Rotationskraft (Drehmoment) umgewandelt wird. Diese Kraft wird über die Haftung der Räder auf den Untergrund übertragen und dadurch bewegt sich das Fahrzeug in eine Richtung. Steht ein Fahrzeug auf festem Grund und haben die Räder eine gute Haftung, spricht man von einer guten Traktion. Richtig wäre es jedoch von einer guten Haftung zu sprechen, die dann die Traktionskraft übertragen kann. Ist die Haftung gut, benötigt man mehr Traktion und es entsteht ein höheres Drehmoment. Ist die Haftung schlecht, benötigt man weniger Traktion um das Rad (durch-)drehen zu lassen und es entsteht ein geringeres Drehmoment.

Das Differential

Jedes Fahrzeug besitzt, zumindest an der Achse die angetrieben ist, ein Differential, auch Ausgleichsgetriebe genannt. Dieses hat im wesentlichen zwei Aufgaben:

1. Es gleicht unterschiedliche Drehzahlen aus.
Dies ist insbesondere bei Kurvenfahrten zwischen dem inneren und äusseren Rad und zwischen vorderer und hinterer Achse wichtig (letzteres bei permanentem Allradantrieb). Das äussere Rad dreht schneller, da es eine längere Strecke in der gleichen Zeit wie das innere Rad zurücklegen muss. Ohne Differential, würden beide Räder gezwungen werden gleich schnell zu laufen, was zum Radieren der Räder und schlechtem Kurvenverhalten führen würde. Bei Allradfahrzeugen, in jedem Fall bei permanentem Allradantrieb, kommt zusätzlich noch ein Mitteldifferential hinzu, welches die Drehzahldifferenz zwischen Vorder- und Hinterachse ausgleicht, denn auch hier kann es zu Unterschieden kommen. Die hintere Achse läuft in einer Kurvenfahrt einen engeren Kreis und ist somit langsamer.
Das Differential nimmt diese Differenzen auf und arbeitet diese ab.

2. Es verteilt die Antriebskraft (Drehmoment) in einem gewissen Verhältnis auf beide Seiten der Ausgangswellen des Differentials. Verteilt wird zwischen den Rädern einer Achse oder zwischen den Fahrzeugachsen selbst.
Beim Drehmoment geht es um zwei zusammenhängende Kraftflüsse, die verteilt werden müssen. Zum einen ist dies die eingehende Kraft vom Antrieb, die auf die Abgangswellen insgesamt und zum anderen die Kraft die zwischen den Abgangswellen verteilt wird. Eine gleichmässge Verteilung bei Achsdifferentialen ist wichtig, da bei einem ungleichmässig wirkenden Drehmoment, das Fahrzeug bei Geradeausfahrt über die Achse mitgelenkt werden würde. Damit dies nicht geschieht und ein gleichmäßiger Geradeauslauf ermöglicht wird, verteilt das Differential das eingehende Drehmoment im gleichen Verhältnis 50%:50% auf seine beiden Abgangswellen. Es gibt Differentialtypen, die in einer Achse eine ungleichmäßige Drehmomentverteilung bei bestimmten Fahrsituationen erzeugen, sei es um Vortrieb zu erhalten oder in der Kurvenfahrt zu stabilisieren.
Bei Mitteldifferentialen, die Unterschiede zwischen zwei Achsen ausgleichen (z.B. bei Permanent-Allrad), wird oft absichtlich eine ungleiche Kraftverteilung auf die Achsen gewählt. In diesem Fall wirkt sich das nicht auf den Geradeauslauf aus.

In der Regel werden in Fahrzeuge offene Differentiale verbaut. Der Nachteil des offenen Differentials ist, dass die Antriebsenergie immer auf das Rad gegeben wird, welches den geringsten Widerstand leistet, dem Rad also, welches die geringere Haftung aufweist. Ist ausreichend bzw. gleichmäßige Haftung auf beiden Rädern vorhanden, funktioniert alles wie es soll. Verliert aber ein Rad die Haftung, wie es im Gelände vorkommen kann, geht die gesamte Antriebsenergie auf dieses eine Rad. Das Fahrzeug bleibt stehen. Beim Mitteldifferential tritt dieser Effekt zwischen der Kraftverteilung auf die jeweiligen Achsen auf.
Um das zu verhindern gibt es Differentiale mit Sperrmechanismen, die im einfachsten Fall beide Abgangswellen einfach starr miteinander verbinden (Differentialsperre). Aber auch andere Verfahren kommen zum Einsatz. Bei diesen muss man zwischen drehzahl- und drehmomentgesteuerten Typen unterscheiden. Bei den drehzahlgesteuerten Sperren müssen Zusatzsysteme wie ABS und ESP angepasst werden, um nicht fälschlicherweise einzugreifen. Elektronische Traktionssysteme können sowohl Drehzahl- als auch Drehmoment gesteuert sein.

Grundtypen der Sperrdifferentiale

  • Feste Sperren
    Permanente Sperrwirkung
    Unabhängig von Drehzahl und Drehmoment
  • Drehmoment-sensitive Sperren
    Sperrwirkung nur möglich wenn Drehmoment vorhanden ist
    Ungleiche Verteilung von Drehmoment möglich
  • Drehzahl-sensitive Sperren
    Sperrwirkung wird durch Drehzahldifferenz erzeugt
    Versucht die Drehzahldifferenz zu minimieren
    Konstanter oder variabler Sperrwert (gekoppelt mit der Drehzahldifferenz)
    Es muss erst zu einer spürbaren Differenz kommen (das Rad muss erst durchdrehen), bis eine Umverteilung bzw. Sperrwirkung eintritt
    ABS und ESP müssen angepasst werden

Offenes Differential

Funktionsweise

Ausgebautes Differential
Das offene Differential ist dazu ausgelegt das Drehmoment gleichmässig, also im Verhältnis 50:50 auf die abgehenden Wellen zu übertragen (sei dies jetzt zu den Rädern rechts und links oder zu den Achsen vorne und hinten). Es ist fast nicht möglich mehr Drehmoment auf eine der beiden Abgangswellen zu bekommen als auf die andere.

Entstehende Drehzahldifferenzen werden von den Ausgleichsrädern aufgenommen. Für den Zweck des Drehzahlausgleichs bei gleicher Haftung auf beiden Seiten, ist dies auch vollkommen in Ordnung. Die Folge dessen ist aber, dass bei unterschiedlicher Haftung die Antriebskraft auf der Welle verloren geht, welche die bessere Haftung hat: Hängt eine Seite frei in der Luft, gehen 50% der Drehzahl auf diese Seite, die anderen 50% gehen an die Ausgleichsräder. Für das Drehmoment gilt, das Rad, welches in der Luft hängt, hat annähernd 0 Nm Drehmoment und es geht maximal die doppelte Menge an Kraft davon, also ebenfalls annähernd 0 Nm, auf das Rad mit Haftung.
Es reicht bei einem Fahrzeug ohne (aktivierte) Sperren und dergleichen aus, ein Rad anzuheben um es zum Stillstand zu bringen. Da dies bei Geländefahrzeugen nicht erwünscht ist, gibt es im Bereich der Differentiale verschiedene Lösungen, die im folgenden Beschrieben werden.


Offenes Differential mit 100% Sperre (Differentialsperre)

Um den oben beschriebenen Effekt des Antriebsverlustes bei einem offenen Differential zu vermeiden, gibt es manuell oder automatisch zuschaltbare mechanische Sperren. Das Zu- und Abschalten kann per Strom, Druckluft oder über Hebel geschehen. Diese verbinden beide Abgangswellen starr miteinander. Beide Abgangswellen drehen zwangsläufig gleichschnell und mit gleichem Drehmoment. Damit gehört die Differentialsperre zu den 100% Sperren. Es ist die beste Möglichkeit im Gelände den Vortrieb zu erhalten, sie haben aber zwei Nachteile: Zum einen werden keine unterschiedliche Drehzahlen mehr erlaubt. Somit verbietet es sich, die Sperre bei guter Haftung einzulegen, denn dies kann zur Beschädigung des Differentials führen. Zum anderen kann der erzwungene Gleichlauf der Räder bei Kurvenfahrt auf losem Untergrund zum Durchdrehen (Haftungsverlust) beider Räder führen, was bei schnellem Fahren zum Ausbrechen führen kann.
Die Sperre wirkt sich, je nach Einbauort, auch mehr oder weniger deutlich auf die Lenkung aus. In der Vorderachse verbaut am deutlichsten, im Mitteldifferential am wenigsten. Dies kann aber auf rutschigem Untergrund für kurze Strecken toleriert werden, da der nötige Ausgleich über ein Durchrutschen der Räder erreicht wird.
Traktionskontrollen können eine Sperre ersetzen, da diese mittels Bremseingriff auf dem schneller drehenden Rad (haftungsärmeres Rad) einen Widerstand erzeugen, so als hätte dieses Rad Haftung. Dadurch entsteht wieder ein Drehmoment an dem gebremsten Rad, welches auf das andere Rad mit besserer Haftung verteilt werden kann. Diese Traktionskontrollen sind aber mit mehr Verschleiss behaftet und müssen oftmals erst angeregt werden, damit sie greifen. Eine Sperre hingegen, funktioniert verschleißfrei und ist sofort einsatzbereit.

Limited Slip Differentiale

LSD (Limited Slip Differential) ist ein Überbegriff, für Differentialsperren, die durch unterschiedliche technische Lösungen bis zu 100% Sperrwirkung erzeugen und die permanent wirken. Diese kann über reibende Zahnräder, Kupplungen oder elektronisch realisiert werden. Sie können feste Sperrwerte haben oder durch Drehmoment oder Drehzahl gesteuert sein.

Torsen Ausgleichsgetriebe

Torsen Typ B, durch das Loch sieht man die Schneckenräder.
Torsen ist ein Kunstwort, gebildet aus den Wörtern Torque für Drehmoment und sensitiv für das Fühlen und ist, wie der Name schon andeutet, drehmomentgesteuert. Sie werden auch HLSD (Helical Limited Slip Differential) genannt, da sie die Sperrwirkung durch reibende, schrägverzahnte Zahnräder erreichen.

Die Sperrwirkung entsteht nur dann, wenn tatsächlich ein Drehmoment übertragen werden kann, sprich beide Räder müssen zumindest eine gewisse Haftung aufweisen. In dem Fall ermöglicht das Torsen in einem vorgegebenen Verhältnis (Torque Bias Ratio oder TBR), das eingehende Drehmoment auf die Abgangswellen zu verteilen. Das langsamer drehende Rad (= mehr Haftung) erhält entsprechend dem TBR mehr Drehmoment:
Bei einem TBR von 4:1 wird bei einer Drehmomentdifferenz 4 x das Drehmoment der traktionsärmeren Welle auf die traktionsstärkere Welle übertragen. Oder anders gesagt: bei 100% eingehendem Drehmoment, gehen 20% auf die Welle mit wenig Haftung und 80% auf die Welle mit mehr Haftung. Somit bleibt der Vortrieb erhalten und es sind weiterhin unterschiedliche Drehzahlen möglich.

Geht jedoch auf einer Welle die Haftung vollständig verloren, ist dort das Drehmoment nahezu 0 Nm. Bei einem 4:1 TBR wird dann also 4 x 0 Nm = 0 Nm auf die Welle mit Haftung übertragen. Das Torsen kann in dem Fall keine Sperrwirkung erzeugen und es verhält sich wie ein offenes Differential. Sämtliche Antriebskraft auf der Welle mit Haftung geht verloren. Es gibt jedoch einen Trick, der bis zu einem gewissen Grad helfen kann: Durch einen leichten Tritt auf die Bremse oder durch vorsichtiges Anziehen der Handbremsen, wenn sie auf die betroffene Achse wirkt, kann Drehmoment auf dem freien Rad erzeugt werden, womit im TBR-Verhältnis auch wieder Drehmoment auf das Rad mit Haftung geht. So kann man u.U. ein kleines Stück weiterkommen, was manchmal schon reicht.

Mit abnehmendem Drehmoment, nimmt auch die Sperrwirkung ab. Wird die Kupplung oder die Bremse getreten, gibt es nur sehr wenig oder gar keines. Daher stören Torsen ABS Systeme nicht.

Es gibt drei Varianten dieses Differentials (A, B und C).

Funktionsweise

Variante A
Torsen Typ A
Bei diesem Typ (auch Typ 1 genannt) wird die Antriebskraft auf das Gehäuse des Differentials übertragen. Das Gehäuse wird in Drehung versetzt. In dem Gehäuse sind mehrere Paare Schneckenräder (mind. 2 pro Welle) quer zu den Wellen angebracht, die mit dem Schneckengewinde der Abgangswellen verzahnt sind. Da die Schneckenräder das Schneckengewinde nicht drehen können, somit also das Schneckengetriebe auf der Welle gegen das Schneckenzahrad gesperrt ist, wird die Drehung des Gehäuses über die Schneckenräder auf die Welle übertragen. Solange also auf beiden Wellen die gleiche Haftung und Drehzahl vorliegt, stehen die Schneckenräder selber still und nehmen die Welle mit. Die Welle dreht in der gleichen Geschwindigkeit wie das Gehäuse und das Drehmoment wird gleichmäßig verteilt.

Drehzahlausgleich Wenn nun auf den Wellen unterschiedliche Drehzahlen auftreten (z.B. bei Kurvenfahrt), dreht die kurvenäussere Welle um Faktor X schneller als das Gehäuse und die kurveninnere um den gleichen Faktor X langsamer als das Gehäuse. Durch diese Differenz der Umdrehungszahlen zwischen Welle und Gehäuse, versetzen die Wellen über ihr Schneckengetriebe ihre Schneckenräder in Drehung (denn das Schneckengetriebe kann die Schneckenräder drehen). Über die normal 1:1 verzahnten Kopfzahnräder der Schneckenräder, wird diese Differenz aufgenommen und es wird mehr Drehmoment auf die innere langsamere Welle gegeben.
Wird das Differential in der Achse eingesetzt, ermöglicht es mit mehr Kraft durch eine Kurve zu fahren. Wird aber durch die Gewichtsverlagerung auf das äussere Rad das innere entlastet während es gleichzeitig durch das Torsen mehr Drehmoment bekommt, verliert es auch schneller die Haftung und beschleunigt auf die Geschwindigkeit des äusseren Rads, ein leichtes Duchdrehen ist die Folge. Passiert dies und bleibt die Traktionsdifferenz noch im TBR Verhältnis, sperrt das Torsen und es wird wieder mehr Drehmoment auf das äussere Rad gegeben, was dem Durchdrehen des inneren Rads entgegenwirkt. Es entsteht eine Ausgleichswirkung.

Erhalt des Drehmoments Verringert sich bei einem offenen Differential die Haftung einer Welle, so lässt es das Differential zu, dass sich diese Welle immer schneller in Relation zu der anderen Welle dreht. Bei dem Torsen Getriebe verhält sich dies anders. Wenn einen Welle Haftung verliert und schneller werden will, würde es seine Schneckenräder in Drehung versetzen. Da diese aber über die ihre Stirnzahnräder fest mit den Schneckenrädern der anderen Welle verbunden sind, welche mehr Haftung hat und somit nicht schneller drehen will, wird ein schnelleres Drehen unterbunden und das Drehmoment auf beiden Wellen bleibt erhalten.

Variante B
Torsen Typ B
Dieses (auch Typ 2 genannte) Differential kommt ohne die geradeverzahnten Stirnzahnräder aus, indem die Schneckenzahnräder paarweise parallel zu den Wellen angeordnet werden. Daher arbeitet es geräuschärmer. Hierbei sind die Achsen der Schneckenräder an den Gehäuseseiten angebracht und rotieren somit um das Schneckengetriebe der Welle und nehmen es mit.



Variante C
Torsen Typ C
Bei diesem Typ (auch Typ 3 genannt) wird eine Anordnung wie in einem Planetengetriebe verwendet. Es verteilt das Drehmoment nicht 50:50 sondern ungleichmässig (z.B. 35:65) und eignet sich daher nur als Mitteldifferential, um den Effekt des Mitlenkes der Achse zu vermeiden.



Limited Slip Differential mit Kupplung

Das auf einer Kupplung basierte LSD funktioniert über den Aufbau von Reibung durch Lamellen, die bei gleichem Drehmoment für eine 100% Sperrung sorgen. Treten Differenzen auf, öffnet sich die Sperre ab einer gewissen Differenz (dem TBR Wert entsprechend) und lässt Drehzahldifferenzen zu. Die nun an den Rädern anliegende Drehmomentdifferenz bleibt jedoch gleich. Es arbeitet also umgekehrt als die anderen Differentiale, es sperrt wenn keine Differenz vorliegt und öffnet sich um Differenzen zuzulassen.
Der Nachteil des kupplungsbasierten Limited Slip Differentials ist, dass es einem Verschleiss unterliegt und daher gewartet werden muss.

Viskosekupplung

Dieser drehzahlsensitive Typ Differential basiert auf einer hochviskosen Flüssigkeit (Silikonöl), in der Lamellensätze laufen. Diese sind abwechselnd mit dem Differentialgehäuse und dem Abtrieb verbunden. Entsteht eine Drehzahldifferenz zwischen den Lamellensätzen, erwärmt sich die Flüssigkeit und die Viskosität nimmt zu. Dadurch wird ein zunehmend ein Teil des Drehmoments übertragen, da es den Lamellen zunehmend schwerer fällt mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gegeneinander zu drehen.
Bei der Erwärmung dehnt sich das Öl aus und es kann zu dem, je nach Konstruktion erwünschten oder unerwünschten, Hump-Effekt kommen. Dabei werden durch die Ausdehnung die Lamellensätze aneinandergedrückt, sie berühren sich also. Das führt zu einem starken Anstieg der Drehmomentübertragung. Gleichzeitung nimmt die Wärme mangels gegensätzlicher Reibung im Fluid wieder ab. Das System ist so vor Überhitzung geschützt.

Elektronisches Sperrdifferential

Dieser Typ von Sperrdifferential gehört, im Gegensatz zu den vorgenannten Sperren, zu den aktiven Sperren. Passive Sperren beruhen schlicht auf der immer vorhandenen Wirkung der Mechanik. Aktive Sperren hingegen, sind über den gesamten fahrdynamischen Zustand informiert und treten nur dann aktiv in Erscheinung, wenn sie benötigt werden. Zahlreiche Sensoren, die mittlerweile in den Fahrzeugen verteilt sind (Rad-Drehzahlsensoren, Lenkwinkelsensor, Gaspedal-, Brems-, Kupplungs- und Gangsensor, usw.) liefern Informationen, die zur Steuerung genutzt werden können. Während z.B. ein mechanisches Sperrdifferential nicht weiss, ob die Drehzahldifferenz nun durch Haftungsverlust oder Kurvenfahrt entstanden ist und einfach eine Sperrkraft erzeugt, ist die aktive Sperre darüber im Bilde und lässt das Differential bei Kurvenfahrt offen. Es noch einige andere Beispiele, wo elektronische Sperren viel präziser und passender eingreifen können.
Es gibt derzeit zwei gängige Prinzipen, um solch ein Sperre zu realisieren. Zum einen per von aussen zugefügter Energie, die per elektronisch geregelte Kolben Lamellenkupplungen zusammendrücken und so den Reibwiderstand und die Sperrwirkung einstellen (z.B. beim Discovery). Zum anderen wird die Energie genutzt, die durch die Drehmomentdifferenz an den Wellen entsteht, um eine Reibwirkung zu erhalten. Dies geschieht über Kugelrampen. Es können auch elektronisch angesteuerte Kupplungen in den Differentialen verbaut sein, die erst geschlossen werden müssen, um die Sperre aktiv werden zu lassen.

Elektronische Traktionskontrolle - Simulierte Sperrwirkung

Eine weitere aktive Möglichkeit eine Sperrwirkung zu erzeugen, ohne jedoch eine echte Sperre im Differential zu haben, ist Bremseingriffe vorzunehmen. Bei Allradfahrzeugen sind diese Systeme als Traktionskontrollen bekannt. Letztendlich wird über einen Bremseingriff am durchdrehenden Rad ein Drehmoment erzeugt, welches dann das offene Differential wieder auf das andere Rad verteilen kann. Das entspricht vom Effekt her einer Sperrwirkung, die aber einige Nachteile hat. Zum einen wird das Drehmoment, welches aufgebaut wird in großen Teilen in Wärme und nicht in Vortrieb umgewandelt (Bremswirkung). D.h. das Drehmoment, welches am gebremsten Rad aufgebaut wird, steht zwar dem gegenüberliegendem Rad zur Verfügung, aber an dem gebremsten Rad wird dieses Drehmoment in großen Teilen wieder von der Bremse verzehrt. Diese Art eine Sperrwirkung zu erzielen, erfüllt zwar den Zweck, ist aber in gewisser Weise widersinnig und erhöht den Verschleiss. Während das im Straßenbetrieb und bei wenig Offroadfahrten noch kein Problem darstellen muss, kommen bei längerem und andauernden Offroadbetrieb (z.B. Wüstenfahrten) die Nachteile zum Vorschein. Die Bremsbeläge und Scheiben verschleissen schneller und ungleichmässig. Die Bremsen werden deutlich heisser, wenn sie dauernd zum Sperren greifen müssen, ggf. zusätzlich zur Aussenwärme in heissen Umgebungen. Das ständige Einbremsen und Lösen während des Sperrens sorgt auch für ständigen Stress im Antriebsstrang durch die ständigen schnellen Lastwechsel.

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