Differentialgetriebe

Bei der Fahrt in einer Kurve fährt die innere Seite des Fahrzeuges die kürzere Bahn, die äußere dabei die längere Bahn. Wirkte die Antriebskraft gleich auf beide Räder einer Achse, müsste dann das innere Rad schleudern und die Fahrstabilität und der Fahrwiderstand negativ beeinflussen. Das führt zu einem höheren Reifenverschleiß und Kraftstoffverbrauch. Diesem unerwünschte Phänomen wird durch das so genannte Differentialgetriebe entgegengewirkt. Es ist eine mechanische Baugruppe, deren Aufgabe es ist, die Drehzahl für beide Räder einer Achse so zu verteilen, dass die Drehgeschwindigkeit ihrer Fahrbahn entspricht. Ein Nachteil vom Differentialgetriebe ist es, wenn ein Rad auf sehr glatter Fläche (z. B. Schnee, Eis) fährt. Sobald der Schlupf des Rades einsetzt, bewirkt das Differentialgetriebe, dass das andere Rad zu verzögern beginnt und schließlich aufhält und im Gegenteil das schlüpfende Rad beginnt, sich zweimal so schnell zu drehen. Das kann man durch die so genannte Differentialsperre, die die Funktion unterbricht, verhindern und beide Räder drehen sich dann gleich, wie ohne Differentialgetriebe. Diese Lösung wird bei Geländewagen benutzt. Bei Fahrzeugen ohne Differentialsperre kann etwas Ähnliches erreicht werden, indem das durchdrehende Rad mechanisch durch die Bremse gebremst wird. Die notwendige Bremskraft rechnet die Steuereinheit des Fahrzeugs dank der Sensoren von der Raddrehung aus. Dies wird automatisiert, elektronisch gesteuert, weil der Fahrer keine Möglichkeit hat, die Bremse unterschiedlich für linke oder rechte Seite zu bedienen.

Wenn Ihre Schule einen 3D Drucker hat, ist ein Differentialgetriebemodell eine geeignete Aufgabe. Es ist möglich, so ein Anschauungsmuster von der Funktion des Differentialgetriebes zu bilden.