Wer einmal mit einem Sperrdifferenzial Vorlieb nehmen durfte, weiß die Unterschiede zum konventionellen Ausgleichsgetriebe sicherlich zu schätzen. Doch was genau bewirkt eigentlich ein Sperrdifferenzial? Und wird es seinem Namen gerecht?

Das Ausgleichsgetriebe als Basis

Die Basis einer jeden Antriebsachse im Fahrzeug ist mitunter ein Ausgleichsgetriebe. Dieses sorgt grundsätzlich dafür, dass beide Räder nicht zwingend gleichermaßen schnell drehen müssen. Beispielsweise in Kurven ist die zurückgelegte Strecke bei den kurvenäußeren Rädern deutlich größer als bei den kurveninneren Rädern. Damit das Fahrzeug nicht instabil wird, d. h. nicht unter- bzw. übersteuert in der Kurve, sorgt das Ausgleichsgetriebe für eine „Verteilung“ des Drehmoments.

Sperrdifferenzial / © Karl Heinz Laube / pixelio.de

Letztendlich bestimmt jedoch das Rad mit dem größten Schlupf (also der geringsten Haftung bzw. dem geringsten Grip) das auf die Achse übertragbare Drehmoment. Ergo: Wenn eines der zwei Achsräder zu 100 Prozent Schlupf hat und gänzlich frei dreht, kommt folglich gar kein Moment mehr auf dem „stabilen“ Rad an, das Fahrzeug kommt also zum Stehen oder rollt je nach Befindlichkeit der Straße ungewollt in die eine oder andere Richtung.

Ein Sperrdifferenzial schafft sichere Abhilfe

Um eben diesem Effekt entgegen zu wirken, verwenden manche Fahrzeugtypen Ausgleichsgetriebe (oder auch Differentialgetriebe) mit einer möglichen Sperrwirkung, die ebenfalls als Sperrdifferenzial bezeichnet werden. Die Idee dahinter: Über die Sperrwirkung wird das Achsgetriebe von vorn herein „bevormundet“, sodass eines der zwei Achsräder immer ein größeres Drehmoment erfährt als das andere.

Ursprünglich bekannt ist dieses Verfahren aus dem Segment der Geländefahrzeuge, bei denen einzelne Räder gelegentlich die Bodenhaftung verlieren und die anderen mit verbleibender Haftung entsprechend den 100-prozentigen Schlupf kompensieren müssen. Insbesondere im Offroad-Bereich kommt ein Sperrdifferenzial auch zur Momentenverteilung bei Allradantrieben zwischen den beiden Antriebsachsen zum Einsatz, welches dann als Mittendifferenzial unmittelbar hinter dem normalen Wechselgetriebe (Handschaltung, Automatik) verbaut wird.

Sperrdifferenzial im Einsatz / © Christian Konjetzky / pixelio.de

Doch nicht nur Offroad-Modelle profitieren von einer möglichen Sperrwirkung, dieses Prinzip wird mehr und mehr auch bei Sportwagen verwendet – nicht selten auch in Verbindung mit Allradantrieb (bspw. bei Audis quattro-Antrieb). Die Art und Weise, wie das Sperrdifferenzial auf einer Achse arbeitet, lässt sich prinzipiell in vier Ausprägungen unterscheiden.

Die Typen des Sperrdifferenzials

  • Drehmomentfühlendes Sperrdifferenzial: Hier wird abhängig vom Rad mit dem größten Schlupf sein x-faches Drehmoment auf das Rad mit dem kleineren Schlupf geführt
  • Drehzahlfühlendes Sperrdifferenzial: Hier richtet sich die Sperrwirkung nach der Differenz der Drehzahlen beider Räder einer Achse. Je größer der Unterschied ausfällt, desto größer wird die Sperrwirkung, d. h. umso mehr Moment wird auf das gripstärkere Rad gelenkt.
  • Sperrdifferenzial mit Festwertsperre: Hier wird die Sperrwirkung eines Differenzials vordefiniert, z. B. bei horizontaler Schräglage des Fahrzeugs im Gelände und folglich ungleichmäßiger Lastenverteilung zwischen linker und rechter Spur. Zu beachten ist hier, dass die Sperrwirkung für jede Fahrsituation neu bestimmt werden muss, da ansonsten ungewollter Verschleiss sowie ein unsicheres Verhalten des Fahrzeuges zu erwarten sind.
  • elektronisch gesteuertes Sperrdifferenzial: Diese Form wird von einem elektronischen Sensor zur Fahrdynamik aus beeinflusst, beispielsweise bei drohender Querbeschleunigung. Sie ist bisweilen die modernste von allen, aber auch die flexibelste. Aus eben diesem Grunde wird sie verstärkt in sportlichen Serienfahrzeugen und von professionellen Fahrzeugtunern verbaut.

Ein gutes Beispiel für die Wirksamkeit eines Sperrdifferenzials stellt folgende Situation dar:

Man fährt mit gerader Radstellung über eine Straße, auf der die linken Räder nahezu ohne Schlupf arbeiten (z. B. trockener Asphalt), die rechten Räder jedoch rollen über eine glatte Oberfläche (z. B. gefrorenes Wasser einer Pfütze). Bei Fahrzeugen ohne Sperrdifferenzial wird man lediglich mit dem restlichen Schwung weiter rolle. Sobald man jedoch Drehmoment auf die Antriebsachse gibt, wird das schlupfreiche Rad das gesamte Moment abbekommen und fortlaufend durchdrehen. Ein Sperrdifferenzial hingegen erkennt dieses Dilemma und greift durch eine sinnvolle Sperrwirkung so ein, dass das linke Rad dominiert solange auf der rechten Spur kein Grip besteht und das Fahrzeug sich problemlos vorwärts bewegt.

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