Differentieel (werktuigbouwkunde)

Een differentieel is in de werktuigbouwkunde een stelsel van tandwielen waarmee met één aandrijvende as meerdere rotaties met verschillende snelheden afgetakt kunnen worden. Het is een speciaal soort planeetwielmechanisme.

Rechtuit rijden. In dit differentieel wordt het ringwiel (paars) door de motor aangedreven. De paarse kooi draait mee. Het in de kooi gemonteerde vleugelwiel (groen) geeft het vermogen door aan beide zijwielen (rood en geel), die verbonden zijn met de assen en dus met de achterwielen (of voorwielen). Rijdt de auto rechtuit, dan draaien deze wielen met dezelfde snelheid. Het vleugelwiel draait met de kooi mee, maar draait niet om zijn as.

Eén wiel (rood) is geblokkeerd. Het vleugelwiel (groen) zal gedwongen over de tanden van het geblokkeerde tandwiel gaan lopen. Hierdoor zal het niet geblokkeerde (gele) wiel met dubbele snelheid worden aangedreven, namelijk de snelheid waarmee de kooi (paars) rondwentelt plus de snelheid van het om zijn as draaiend vleugelwiel.

Een differentieel wordt onder meer toegepast bij auto's en tractors, waar het tussen de aangedreven wielen zit. Bij het maken van een bocht legt het 'binnenste' wiel een kortere weg af en zal dus minder snel draaien dan het buitenste wiel, maar toch aangedreven worden.

Bij de niet aangedreven wielen, die onafhankelijk van elkaar rollen, is het draaien met verschillende snelheden geen bezwaar. De gemeenschappelijk aangedreven wielen, aan beide zijden van het voertuig, zullen elkaar echter in een bocht tegenwerken indien ze vast met elkaar verbonden zouden zijn. Dit zou een hoop gewring betekenen, terwijl de banden over het wegdek zouden schuren in plaats van rollen. Het differentieel vormt een soort 'vereffeningsmechanisme' waarbij het mogelijk is dat de aangedreven wielen met verschillende snelheden kunnen draaien.

In modderig terrein en op een gladde weg heeft de werking van het differentieel een nadelig gevolg, doordat het ene wiel kan gaan slippen en het andere wiel stil kan blijven staan. Om dit te voorkomen is er een zogenaamd gelimiteerd slipdifferentieel dat met behulp van een koppeling de krachten weer over beide wielen verdeelt. Een andere mogelijkheid die veel terreinwagens hebben, is een sperdifferentieel, een differentieel dat tijdelijk geblokkeerd kan worden (het groene wiel in de tekening hiernaast wordt vastgezet).