Et differentiale gør det muligt at drive to hjul, selv om de drejer med forskellig hastighed. Det er især nødvendigt i sving, hvor yderhjulet følger en længere bane end inderhjulet. Konstruktionen har samtidig betydning for, hvor meget trækkraft bilen kan udnytte på ujævnt eller glat underlag.
Hvorfor yderhjulet skal løbe længere
Forestil dig to cirkler omkring samme centrum: den yderste har den største omkreds. Bilens hjul følger tilsvarende forskellige baner gennem et sving. Hvis begge drivhjul blev tvunget til samme omdrejningstal, måtte forskellen optages ved dækkenes deformation og slip mod vejen.
Et almindeligt differentiale bruger tandhjul, der kan tillade denne indbyrdes bevægelse, mens differentialehuset drives rundt. Slutudvekslingen og selve differentialefunktionen er beslægtede dele af transmissionen, men løser forskellige opgaver. Den ene tilpasser omdrejninger og moment, mens den anden tillader forskellen mellem udgangenes hastigheder.
Det åbne differentiales begrænsning
I et idealiseret, symmetrisk åbent differentiale er momentet til de to udgange lige stort. Hvis det ene hjul kun kan overføre et lille moment til underlaget, begrænser det derfor også, hvad den anden side kan udnytte. Det er årsagen til, at et enkelt spindende hjul kan gøre igangsætning vanskelig.
Udtrykket at al kraft går til det spindende hjul er upræcist. Moment, omdrejningshastighed og effekt er forskellige størrelser. På en vej med is under det ene hjul kan hjulet på tør asfalt derfor være dårligt udnyttet, selv om det i sig selv har godt greb.
Begrænset slip og fuld låsning
Et differentiale med begrænset slip kan modvirke hastighedsforskellen og gøre en anden momentfordeling mulig inden for konstruktionens grænser. Nogle bruger friktionslameller, andre særlige tandhjulsprincipper. Elektronisk styrede løsninger kan regulere indgrebet efter bilens aktuelle køresituation.
En fuld differentialespærre kan derimod koble udgangene sammen, så de roterer med samme hastighed. Det kan være nyttigt under bestemte terrænforhold, men er ikke en generel indstilling til almindelige sving på fast vej. Følg bilens betjeningsregler; en låsning ændrer de bevægelser, som differentialet normalt tillader.
Bremseindgreb er en anden løsning
En bil med åbent differentiale kan bruge bremseindgreb på et spindende hjul til at øge modstanden på den side. Det kan hjælpe med at udnytte mere moment på det andet hjul. Funktionen indgår ofte i bilens systemer for antispin og stabilitetskontrol.
Bremsebaseret hjælp gør ikke mekanikken identisk med et lamelspær. Bremserne udvikler varme, og styringen har begrænsninger. Hverken spær eller elektronik kan skabe friktion, hvor dækkene mangler kontakt med underlaget. Ved aquaplaning er den grundlæggende mangel på vejkontakt derfor stadig afgørende.
Placering, elbiler og vedligeholdelse
På mange forhjulstrukne biler er differentialet samlet med gearkassen. På andre drivlinjer sidder det i et separat hus. En elbil med én motor til en aksel kan også have differentiale; elektrisk fremdrift fjerner ikke hjulenes behov for forskellige hastigheder i sving.
Smøring, olietype og eventuelle servicekrav afhænger af konstruktionen, især når friktionslameller indgår. Hyl eller klonk bør undersøges sammen med lejer, ophæng og drivaksler. Lydens placering og ændring mellem acceleration og aflastning kan hjælpe undersøgelsen, men er ikke alene en sikker udpegning af den defekte del.