При теглените от коне карети проблемът никога не се забелязваше, той стана видим чак при първите автомобили със задвижващи оси, при които левите и десните колела изминаваха различно разстояние (вътрешното за завоя колело – по-малко разстояние от външното). Ако и двете са колела са с твърда връзка помежду си, това неминуемо води до „затягане“ в завоя и до прекомерно износване на гумата. Ето защо умните глави се сещат: нека тогава задвижваме само едно от колелата. Това обаче не функционира добре по тогавашните коларски пътища. Поради същата причина други производители залагат на триколки с едно задвижващо колело. Morgan Threewheeler е такъв пример. По-голямата част от конструкторите обаче съзнават, че ще имат нужда от специален предавателен механизъм, който ще трябва да „изравнява“ разликите в оборотите на лявото и дясното колело в завой – и го намират в лицето на диференциала. Всъщност като изобретение диференциалът не е реална новост, още Леонардо да Винчи (1452 – 1519 г.) е мислил над същата проблематика и е проектирал подобен механизъм – и затова е признат за изобретател на диференциала.
Как работи диференциалът?
Диференциалите в автомобилния сектор обикновено действат на принципа на спирално-конична зъбна предавка (корона и пиньон). Сега си представете четири конични планетни зъбни колела, които са разположени във формат квадрат (или правоъгълник, при който срещуположните двойки са с еднакви размери) и са зацепени едно с друго. Две паралелни на посоката на движение планетарни зъбни колела са свързани към задвижващите колела, двете свободно въртящи се напречно на посоката на движение планетарни зъбни колела лагеруват в рамка, позната като „касета“. Така докато въртим едно колело, другото се върти в обратна посока. Но ако задържим второто, се върти цялата касета. Kогато шофирате обаче, става точно обратното: касетата има едно голямо зъбно колело – наречено корона, към което бива предавана мощността от двигателя и което се върти от нея заедно със зъбните колела в квадрата. Свободните планетарни зъбни колела в тази въртяща се касета обаче не се въртят, а само „захапват“ движещите се зъбни колела и по този начин задвижват двигателнтие колела. Това се случва при движение направо. Ако водачът завърти волана и направи завой, свободните зъбни колела се задвижват. Сега двигателните колела на автомобила трябва да изминават различно разстояние, както е описано по-горе. Вътрешното за завоя колело е малко по-бавно спрямо касетата, свързаното с него задвижващо зъбно колело сега завърта двете свободни зъбни колела, които от своя страна ускоряват външното за завоя колело. Така сумарно оборотите на касетата остават същите и скоростта на движение също остава същата.
Механизмът обаче си има и недостатъци: ако например на лед едното колело буксува, другото просто не помръдва и спира да предава мощност. Ето защо например машините като тракторите и подобни превозни средства разполагат с блокаж на диференциала. По този начин двете свободни планетарни зъбни колела биват блокирани, изравняването на оборотите между двете двигателни колела бива блокирано и двете колела отново се въртят с еднаква скорост. След като автомобилите станаха по-мощни и започнаха да страдат от проблеми при ускорението, тъй като едно от колелата не намираше сцепление, се появи решението в лицето на блокажа на диференциала. Ламелен съединител между двете задвижвани планетарни зъбни колела предотвратява превъртането на някое от двигателните колела и изпраща определен процент от мощността към другото, обикновено между 25 и 75 процента. От около 20 години тази функция бива изпълнявана от системата за стабилност ESP, която „улавя“ буксуващите колела с помощта на спирачките и в екстремни случаи ограничава подаването на мощност от мотора. Кои автомобили обаче имат по три диференциала? Отговорът – тези с двойно задвижване. Тъй като законът за различното разстояние, което изминават колелата при завой, важи с пълна сила и за разликата в оборотите на двете оси. Именно за „изравняването“ на тези обороти се грижи централният диференциал.
