Un engranaje diferencial es un dispositivo mecánico que se utiliza para convertir y transferir el par de diversas formas. Normalmente, se utilizará un diferencial para distribuir el par de un solo eje a dos o más ejes. A veces, puede suceder lo contrario, donde el par de dos o más ejes se transfiere a un solo eje. Si bien un engranaje diferencial puede adoptar muchas formas, se encuentra con mayor frecuencia en automóviles. En esta aplicación, el par de un solo eje se distribuye en dos ejes diferentes, cada uno de los cuales hace girar una rueda motriz.
Si bien los engranajes diferenciales se pueden encontrar en muchos mecanismos y máquinas diferentes, el automóvil moderno tiende a aprovecharlos al máximo. Cuando un automóvil da una vuelta, las ruedas a cada lado del automóvil deben girar a diferentes velocidades. Las ruedas más cercanas a la dirección de la curva deben girar más lentamente que las que están en dirección opuesta a la curva. Para que un automóvil haga esto, cada rueda trasera necesita su propio eje de transmisión individual, sin embargo, el par debe distribuirse uniformemente.
Un engranaje diferencial logra esto distribuyendo uniformemente el par a cada rueda con eje individual. Esto se hace a través de una disposición de engranajes especial que se encuentra en el punto donde el eje de transmisión del motor se encuentra con los dos ejes de transmisión. El motor dentro del automóvil genera torque, que luego aumenta a través de la transmisión. Desde la transmisión, un solo eje impulsor hace girar la caja de engranajes del diferencial.
Las cajas de cambios diferenciales se pueden encontrar en una variedad de disposiciones, pero la disposición en sí es relativamente universal entre los fabricantes de automóviles. Un engranaje de piñón cónico en espiral en el extremo del eje de transmisión de la transmisión hace girar un engranaje de rueda de corona más grande. El engranaje de la corona es de diámetro relativamente grande y tiene un gran agujero en el medio. Mientras que los dientes de la mayoría de los engranajes salen por los lados, los dientes de la corona están orientados hacia arriba. De esta manera, el piñón del motor puede conectarse al piñón de corona.
Del engranaje de corona se obtiene una disposición de engranajes única, en la que el par se distribuye uniformemente entre ambos ejes de transmisión. En la cara de la corona se encuentra lo que se conoce como caja de diferencial, que alberga dos engranajes biselados a cada lado. Las caras de estos engranajes son perpendiculares a las de la corona, lo que les permite unirse correctamente con otros dos engranajes biselados a juego. Cada uno de estos otros dos engranajes biselados forman un extremo de cada eje de transmisión.
Sin un diferencial o dos ejes de transmisión diferentes, podrían ocurrir una variedad de efectos adversos en el automóvil y sus componentes. Uno de los más notables es el daño de los neumáticos, que es el resultado del arrastre de los neumáticos. Esto se debe a que el neumático exterior no puede girar más rápido que el interior. Tal arrastre también puede resultar en daños y fallas en la transmisión.