Das Differentialgetriebe ist nach seiner Eigenschaft benannt, Drehzahldifferenzen auszugleichen. Es ist Teil des Antriebsstranges und dient der Leistungsübertragung.

Das Differentialgetriebe ist ein Verteil(er)getriebe mit der speziellen Eigenschaft, die Drehzahl der Antriebswelle unterschiedlich auf zwei ausgehende Wellen verteilen zu können. In Fahrzeugen ist dies bei Kurvenfahrten unabdingbar, da die Räder auf der Kurvenaussenseite schneller drehen als auf der Kurveninnenseite.
Ist diese Eigenschaft blockierbar, so liegt ein Sperrdifferential vor, englisch limited slip differential.

Die konstruktiv einfachste Lösung basiert auf dem Kegelradgetriebe. Dieses wird ergänzt durch den »Differentialkorb«. In diesem sind vier Kegelräder über Kreuz mit je 90° Achsenwinkel angeordnet. Bei Geradeausfahrt wirken dort keine Kräfte, bei Kurvenfahrten gleichen sie unterschiedliche Drehzahlen aus, indem die beiden Ausgleichsräder die beiden Achswellenräder antreiben.

Eine Differentialsperre sperrt die Funktion des Drehzahlausgleichs mechanisch als Klauenkupplung, die manuell betätigt (pneumatisch, hydraulisch, elektrisch) wird. Dabei verzahnen sich Achswelle und Ausgleichsgehäuse, beide Räder laufen mit gleicher Drehzahl. Materialschonendes Einlegen erfordert den Stillstand des Fahrzeugs.
Alle anderen Systeme simulieren die Sperre, indem sie auf verschiedene Weise die Drehmomentverteilung steuern:

• Selbstsperrdifferenziale verteilen über eine Lamellenkupplung das Drehmoment so, dass das Rad mit der geringeren Drehzahl ein höheres Drehmoment erhält; eine hundertprozentige Sperrwirkung ist so nicht möglich. Die mit Tellerfedern arbeitende Mechanik ist nicht elektronisch regelbar.
• Ein automatisches Sperrdifferential, kurz: ASD, steuert den Anpressdruck der Lamellenkupplung stattdessen über den Öldruck; das dazu nötige Magnetventil kann elektronisch geregelt werden und ist daher mit anderen Assistenzsystemen kompatibel.
• Ein Antiblockiersystem bewirkt indirekt ein höheres Drehmoment für das durchdrehende Rad, weil dieses abgebremst wird, wenn die Elektronik zu hohen Schlupf misst. Durch die Bremshydraulik wird das Drehmoment gleichermaßen auf alle Räder verteilt. Dies wird manchmal als »elektronisches Sperrdifferential« bezeichnet.

Das »Torsen«-getriebe ist nach seiner Eigenschaft benannt, »drehmomentfühlend« zu sein (eng. torque sensitive). Der Differentialkorb des Kegelgetriebes wird hier ersetzt durch einen »Korb« aus sechs kombinierten Schnecken- und Stirnrädern, die um die Antriebsräder laufen. Dabei wirken Geradverzahnung und Schrägverzahnung. Die Reibungskräfte zweier Schrägverzahnungen führen zu einer Sperrwirkung, die jedoch nie hundertprozentig sein kann. Das Torsengetriebe wurde erstmals im HMMWV verwendet, danach im Quattroantrieb von Audi.

Differentialgetriebe sitzen als Teil des Antriebsstranges immer in den Achsen, beim Allradantrieb als Mittendifferential zwischen den Achsen. Konstruktiv können sie mit dem Untersetzungsgetriebe in einem Gehäuse verbaut sein.

Hohem Verschleiß unterliegen naturgemäß die sich berührenden Flächen der Zahnräder. Diese sind zwar oberflächengehärtet, Abrieb ist jedoch unvermeidlich. Die Ablass-Schraube des Differentialgehäuses ist meist magnetisch, damit die feinen Späne (engl. chips) dem Differentialöl entzogen werden und nicht zusätzlich schmirgelnd wirken.
Funktionserhaltende Wartung beschränkt sich auf die Sichtkontrolle des Ölstandes, gegebenenfalls das Nachfüllen des Differentialöls. Bei Ölverlust ist die Ursache zu ermitteln, eventuell also ein undichter Wellendichtring (Simmering) oder eine defekte Gehäusedichtung. Seltener Ölwechsel und damit Entfernen der Späne nach Herstellerangaben bei xx.000 Kilometern.
Bei erhöhtem Spiel im Antriebsstrang oder bei Brüchen der ein- und ausgehenden Wellen ist das Differential zu prüfen und dessen Spiel einzustellen. Defekte Differentiale sind durch Geräuschentwicklung bei hoher Drehzahl zu erkennen. Ein Test erfolgt durch Aufbocken der angetriebenen Räder und Vollgas in einem höheren Gang.

auch: Ausgleichsgetriebe, umgangssprachlich verkürzt: Differential

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