Die Legende:
„In mystischen Zeiten, vor mehr als 5000 Jahren, hatte der erste chinesische Kaiser Huang-Di einen Kampf mit Halbgott Chi-You zu bestehen, der die Armee des Kaisers in Nebel einhüllte und ihr so jede Sicht nahm. Zu dieser Zeit gab es noch keine Magnetnadel, aber der Kaiser erfand einen Kompasswagen, der die Figur eines Heiligen trug, der dank einer sinnreichen Mechanik immer in eine feste Richtung wies, an der sich der Kaiser orientieren und die Arme durch den Nebel und zum Sieg führen konnte.“ (Liebscher 1999, S. 141)
Funktionsweise:
Der Kompasswagen enthält das Funktionsprinzip des Differentialgetriebes in abgewandelter Form. Die beiden Laufräder (a, b) sind beweglich auf der Welle 1 montiert. Jeweils ein Kegelrad (c, d) ist fest mit dem Laufrad verbunden. Diese Kegelräder können die Kraft an die Kegelräder (e, f) der vertikalen Wellen übertragen. Die Welle 2 ist beweglich zwischen der Grundplatte und der Deckelplatte gelagert. Das Kegelrad (f) und das Stirnrad sind fest mit der vertikalen Welle 2 verbunden. Das Kegelrad (e) ist fest mit dem anderen Stirnrad verbunden und beide sind beweglich auf der Welle 3 gelagert. Die Stirnräder können die Kraft an die zwei Kegel-Stirnrad-Paare des Differentialgetriebes übertragen. Der Richtungszeiger ist fest mit dem Differenzialkäfig verbunden. Bei der Geradeausfahrt des Kompasswagens drehen sich die Laufräder (a, b) gleich schnell nach vorne. Da sie fest mit den Kegelrädern (c, d) verbunden sind, drehen sich diese mit der gleichen Geschwindigkeit nach vorne. Die beiden Kegelräder übertragen diese Bewegung auf die Kegelräder (e, f). Kegelrad (e) dreht sich dann (aus der Vorderansicht) nach rechts und entsprechend dreht sich das Kegelrad (f) nach links. Die Kegelräder (e) und (f) sind jeweils fest mit einem Stirnrad verbunden. Dadurch überträgt sich die Bewegung auf die Kegel-Stirnrad-Paare des Differentialgetriebes. Das heißt die beiden Kegel-Stirnrad-Paare drehen sich gerade entgegengesetzt gleich schnell. Dadurch drehen sich die Kegelräder (g) und (h) auf der Läuferwelle des Differentialgetriebes an ihrem Platz. Das bedeutet, dass sich der mit dem Differenzialkäfig verbundene Richtungszeiger ebenfalls nicht bewegt und weiterhin in die vorhereingestellte Richtung, also nach Süden, zeigt.
Bei der Kurvenfahrt drehen sich die beiden Laufräder (a, b) verschieden schnell. Dementsprechend werden die unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten auf die beiden Kegel-Stirnrad-Paare des Differentialgetriebes übertragen. Diese unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten ausgleichend, drehen sich die Kegelräder (g) und (h) auf der Läuferwelle des Differentialgetriebes um die Welle 4. Dadurch behält der Differentialkäfig im Verhältnis zum Boden seine Position und der mit dem Differentialkäfig verbundene Richtungszeiger weist weiterhin in die vorhereingestellte Richtung.
Die Funktion des Kompasswagens unterscheidet sich damit in der Funktion gegenüber eines Magnetkompasses insofern, als dass der Zeiger nur die Richtung im Verhältnis zum Boden anzeigt. Der Magnetkompass hingegen zeigt einen konkreten Punkt (z. B. den Nordpol) an.