Een differentieel is een mechanische versnellingsbak die energie van één ingaande as opneemt en deze over twee uitgaande assen verdeelt. In een voertuig is dit onderdeel niet onderhandelbaar. Het neemt de rotatiekracht die door de motor wordt gegenereerd, en zet deze om in het koppel dat nodig is om de auto daadwerkelijk in beweging te brengen.
Dankzij de kernfunctie kan elk aandrijfwiel met verschillende snelheden draaien. Deze mogelijkheid is essentieel voor soepel bochtenwerk. Zonder dit neemt de natuurkunde het over op een manier die de meeste bestuurders niet willen ervaren.
Het autodifferentieel vervult drie verschillende taken. Ten eerste stuurt het het motorvermogen specifiek naar de wielen. Ten tweede fungeert het als de laatste fase van de versnellingsreductie. Het vertraagt de rotatiesnelheid van de transmissie nog een laatste keer voordat die energie de stoep raakt. Ten derde brengt het vermogen over, terwijl het rekening houdt met het feit dat binnen- en buitenwielen verschillende afstanden afleggen.
Waarom uw auto een differentieel nodig heeft
Autowielen moeten met verschillende snelheden draaien, vooral tijdens bochten. Snelheid is gelijk aan afstand gedeeld door tijd. Het buitenwiel legt in dezelfde tijd meer terrein af dan het binnenwiel. Daarom moet het buitenste wiel sneller draaien.
Voor niet-aangedreven wielen is dit niet relevant. Bij een auto met achterwielaandrijving zijn de voorwielen niet met elkaar verbonden. Ze draaien onafhankelijk. Hetzelfde geldt voor de achterwielen van een voertuig met voorwielaandrijving. Geen mechanische link betekent geen conflict.
Aangedreven wielen zijn anders. Ze zijn met elkaar verbonden, zodat één enkele motor en transmissie beide banden kunnen laten draaien. Als je het differentieel zou verwijderen, zou je de wielen aan elkaar moeten vergrendelen. Ze zouden gedwongen worden om met dezelfde snelheid rond te draaien.
Het draaien wordt lastig. De auto zou de bocht weerstaan. Wat nog belangrijker is, het zou zwaar zijn voor het voertuig. De banden zouden moeten slippen om de auto van richting te laten veranderen.
Moderne banden en betonwegen zorgen voor enorme wrijving. Het laten slippen van een band vergt aanzienlijke kracht. Die kracht wordt via de as van het ene wiel naar het andere overgebracht. Hierdoor worden de ascomponenten zwaar belast. Onderdelen breken onder dat soort spanning.
Differentiëlen hebben smeervloeistof nodig om te kunnen werken, net als motoren en transmissies. Deze olie vermindert wrijving en koelt de tandwielen. Het moet worden gecontroleerd en zo nu en dan worden vervangen tijdens routinematig auto-onderhoud. Het verwaarlozen van deze vloeistof leidt tot voortijdige slijtage en uiteindelijk falen.
De mechanica van draaien
Wanneer een auto draait, legt de buitenband een grotere boog af. De binnenband neemt een strakkere lijn. Bij hogere snelheden is het afstandsverschil aanzienlijk. Als de wielen mechanisch geblokkeerd zijn, zal de band met minder tractie gaan draaien terwijl de andere sleept. Dit wordt wheelhop of binding genoemd.
Een standaard open differentieel lost dit op door koppel naar het wiel met de minste weerstand te sturen. Dit werkt goed op droog wegdek. Het mislukt als een wiel op ijs of los grind staat. Het voertuig gaat nergens heen omdat het differentieel alle kracht naar het draaiende wiel stuurt.
Dit is waar sperdifferentiëlen een rol gaan spelen. Deze systemen, ook wel positractie genoemd, beperken het snelheidsverschil tussen de twee wielen. Ze dwingen beide banden om tractie te behouden. Dit zorgt voor een betere acceleratie uit bochten, vooral bij slechte weersomstandigheden.
Er zijn verschillende soorten sperdifferentiëlen. LSD’s van het koppelingstype gebruiken wrijvingsplaten om de wielen onder belasting aan elkaar te binden. Koppelgevoelige LSD’s gebruiken planetaire tandwielen om kracht te verdelen op basis van weerstand. Elektronische systemen kunnen dit gedrag simuleren door het slippende wiel af te remmen.
Zonder enige vorm van tractiebeheer zouden moderne prestatieauto’s vrijwel onmogelijk snel in bochten kunnen rijden. Het differentieel is niet alleen een passieve component. Het beheert actief hoe stroom op de weg wordt geleverd.
Onderhoud is belangrijk
De vloeistof in een differentieel is van cruciaal belang.
