Dönüş yapan bir aracın dönüş yaptığı yöndeki tekerlekleri daha küçük yarıçapta hareket ettiğinden daha az dönerken, diğer tekerlekleri daha büyük yarıçapta daha uzun yol gider ve daha fazla döner. Diferansiyel, içerisindeki dişliler ile motor şaftından aldığı hareketi 90 derece döndürerek birbirine bağlı olan çekiş tekerleklerinin farklı hızda hareket etmelerini kolaylaştıran yapıdır.
Diferansiyelin tarihi gelişimi incelendiğinde, çekiş tekerleklerindeki farklı dönüş yapma durumunda aracın davranışına yönelik çözümler ilgi çekicidir. At arabalarında, çekilen tekerlekli kabinde tekerler birbirinden bağımsız olduğundan dönüşler çok rahat olmaktaydı ve herhangi bir sorun hissedilmiyordu.
Araçlarda önceleri çekiş sadece tek tekere bağlanmıştır. Tek teker her zaman yeterli olmuyordu ve motor gücü araca dengeli uygulanmadığı için bu çözüm de yeterli olmamıştır. Modern otomobillerde kullanılmakta olan diferansiyel, 1827’de Onésiphore Pecqueur tarafından patentlenerek ilk uygulaması buharlı araçlarda yapılmıştır.
Aracın çekiş tekerleklerini süren akslara kılavuzluk eden diferansiyel, motorun gücünü tekerleklere bölerek ileten bir dişli bloğudur. Önden çekişli araçlarda önde yer alırken arkadan çekişli araçlarda arkada yer alır. Dört tekerden çekişli araçlarda ise dönüşlerde ön tekerler arka tekerlerden daha farklı hızda döneceğinden ön ve arka diferansiyellere ek olarak ortada merkezi diferansiyel olmak üzere üç diferansiyel bulunur. Kısmi dört tekerden çekişli araçlarda merkezi diferansiyel bulunmaz. Birbirlerine kilitlenen ön ve arka tekerler aynı ortalama hıza sahip olduklarından dönüşler tam zamanlı dört tekerden çekişli üç diferansiyelli AWD’ler kadar rahat olamaz.
Diferansiyel, çekiş tekerlerinin ikisine de eşit motor gücünü verir. Aracın yaptığı dönüşlerde daha hızlı dönen dıştaki teker ve daha az dönen içteki tekerin devir ortalaması motor şaftının devrine eşittir.
Diferansiyeller çalışma yöntemlerine göre; açık diferansiyel, LSD (Limited Slip Differential-Limitli Kaymalı Diferansiyel), TVD (Torque Vector Differential-Tork Vektörlü Diferansiyel) olarak üçe ayrılırlar.
Açık diferansiyel, en çok kullanılan diferansiyel çeşididir. Dezavantajı ise çekiş tekerleklerinden birisi boşa dönmeye başlarsa diferansiyel tüm motor gücünü o tekere gönderir ve diğer teker çekiş yapamaz.
LSD diferansiyel, açık diferansiyel ile benzerlik gösterir. Fakat sağ veya sol tekerlerden biri çekiş kaybına düştüğünde iki aks kilitlenerek iki teker de aynı hızda döner. Yüksek motor gücüne sahip drift araçlarında ve ağır yük vasıtalarında kullanılır.
TVD diferansiyel, kullanılan diferansiyeller arasında çekiş performansının en üst düzeyde olduğu diferansiyeldir. Özellikle AWD çekişli araçlarda kullanılmaktadır. Araçta kullanılan sensörler ile direksiyon açısı, motor devri, aracın ağırlık merkezi, yol yüzeyi gibi pek çok veriyi kullanarak her bir tekere uygun gücü verir.
Diferansiyel içerisinde bulunan dişliler için kullanılan yağ aracın kullanımıyla zamanla kirlenir ve özelliğini kaybetmeye başlar. Bu ise aracın hızlanırken veya yavaşlarken titreşim, uğultu, tıkırtı gibi sorunlara neden olur. Araç üreticilerine göre değişmekle birlikte genellikle 50.000 km’de bir diferansiyel yağı değişimi gereklidir. Yağ değişiminin 100.000 km’yi geçmemesi gerekmektedir.
Eğer periyodik aralıklarla yağ değişimi yapılmazsa dişliler aşınarak çapaklanmalara neden olacaktır. Diferansiyeldeki çapaklanan yağ, eğer hala değiştirilmemişse zamanla parçalar daha da aşınacaktır. Bu şekilde çalışan diferansiyel ses yapmaya başlar, yapılacak yağ değişimi sonucunda dişli parçaları aşındığı için diferansiyel ses yapmaya devam edecektir. Bu yüzden diferansiyel yağı değişiminde periyodik km aralığı dikkate alınmalıdır.