Дифференциал представляет собой механическое устройство, используемое для преобразования и передачи крутящего момента различными способами. Как правило, дифференциал используется для распределения крутящего момента с одного вала на два или более валов. Иногда может иметь место обратное, когда крутящий момент двух или более валов передается только на один вал. Хотя дифференциал может принимать разные формы, чаще всего он встречается в автомобилях. В этом приложении крутящий момент одного вала распределяется на два разных вала, каждый из которых вращает ведущее колесо.
В то время как дифференциалы можно найти во многих различных механизмах и машинах, современный автомобиль, как правило, максимально использует их. Когда автомобиль поворачивает, колеса по обе стороны автомобиля должны вращаться с разной скоростью. Ближайшие к направлению поворота колеса должны вращаться медленнее, чем те, которые обращены в сторону от поворота. Для этого каждому заднему колесу нужен отдельный приводной вал, но крутящий момент должен по-прежнему распределяться равномерно.
Дифференциал обеспечивает это, равномерно распределяя крутящий момент на каждое колесо с отдельным валом. Это делается с помощью специальной шестерни, расположенной в точке, где приводной вал двигателя встречается с двумя приводными валами. Двигатель внутри автомобиля создает крутящий момент, который затем увеличивается с помощью трансмиссии. От трансмиссии единственный приводной вал вращает коробку дифференциала.
Дифференциальные коробки передач можно найти в различных схемах, но сама схема является относительно универсальной среди производителей автомобилей. Спиральная коническая шестерня на конце приводного вала трансмиссии вращает большую коронную шестерню. Шестерня коронного колеса относительно большого диаметра и имеет большое отверстие посередине. В то время как зубья на большинстве шестерен выходят сбоку, зубья коронного колеса обращены вверх. Таким образом, ведущая шестерня двигателя может соединиться с коронной шестерней.
Коронная шестерня имеет уникальное расположение шестерен, при котором крутящий момент равномерно распределяется между обоими приводными валами. На лицевой стороне венца находится так называемая обойма дифференциала, в которой с каждой стороны размещены две конические шестерни. Поверхности этих шестерен перпендикулярны поверхности венца, что позволяет им правильно соединяться с двумя другими соответствующими коническими шестернями. Каждая из этих двух других конических шестерен составляет один конец каждого приводного вала.
Без дифференциала или двух разных приводных валов в автомобиле и его компонентах могут возникнуть различные неблагоприятные последствия. Одним из наиболее заметных является повреждение шин в результате волочения шин. Это вызвано тем, что внешнее колесо не может вращаться быстрее, чем внутреннее колесо. Такое волочение также может привести к повреждению и выходу из строя трансмиссии.