Un ingranaggio differenziale è un dispositivo meccanico utilizzato per convertire e trasferire la coppia in una varietà di modi. In genere, verrà utilizzato un differenziale per distribuire la coppia da un singolo albero a due o più alberi. A volte può accadere il contrario, dove la coppia di due o più alberi viene trasferita a un solo albero. Mentre un ingranaggio differenziale può assumere molte forme, si trova più spesso nelle automobili. In questa applicazione, la coppia di un singolo albero è distribuita in due diversi alberi, ognuno dei quali fa girare una ruota motrice.
Mentre gli ingranaggi differenziali possono essere trovati in molti meccanismi e macchine diversi, l’automobile moderna tende a sfruttarli al meglio. Quando un’automobile fa una svolta, le ruote su entrambi i lati dell’auto dovrebbero girare a velocità diverse. Le ruote più vicine alla direzione della svolta devono ruotare più lentamente di quelle rivolte lontano dalla svolta. Affinché un’auto possa fare ciò, ogni ruota posteriore ha bisogno del proprio albero di trasmissione individuale, ma la coppia deve comunque essere distribuita uniformemente.
Un ingranaggio differenziale realizza ciò distribuendo uniformemente la coppia su ciascuna ruota con albero individuale. Questo viene fatto attraverso una speciale disposizione di ingranaggi trovata nel punto in cui l’albero di trasmissione del motore incontra i due alberi di trasmissione. Il motore all’interno dell’automobile crea coppia, che viene poi aumentata attraverso la trasmissione. Dalla trasmissione, un singolo albero di trasmissione fa ruotare la scatola del cambio differenziale.
I riduttori differenziali possono essere trovati in una varietà di disposizioni, tuttavia la disposizione stessa è relativamente universale tra le case automobilistiche. Un pignone conico a spirale all’estremità dell’albero di trasmissione della trasmissione fa girare una corona dentata più grande. L’ingranaggio della corona ha un diametro relativamente grande e ha un grande foro nel mezzo. Mentre i denti della maggior parte degli ingranaggi escono lateralmente, i denti della corona dentata sono rivolti verso l’alto. In questo modo, il pignone del motore può collegarsi alla corona dentata.
Dalla corona dentata deriva una disposizione di ingranaggi unica, in cui la coppia è distribuita uniformemente su entrambi gli alberi di trasmissione. Sulla faccia della corona c’è la cosiddetta gabbia del differenziale, che ospita due ingranaggi conici su entrambi i lati. Le facce di questi ingranaggi sono perpendicolari a quella della corona dentata, il che consente loro di accoppiarsi correttamente con altri due ingranaggi conici corrispondenti. Ciascuno di questi altri due ingranaggi conici costituisce un’estremità di ciascun albero motore.
Senza un differenziale o due diversi alberi di trasmissione, nell’automobile e nei suoi componenti potrebbero verificarsi una serie di effetti negativi. Uno dei più notevoli è il danno ai pneumatici, che è il risultato del trascinamento del pneumatico. Ciò si verifica quando il pneumatico esterno non è in grado di ruotare più velocemente di quello interno. Tale trascinamento può anche causare danni e guasti alla trasmissione.