مبدأ عمل التروس التفاضلية في السيارة

قد يبدو مبدأ عمل التروس التفاضلية في السيارة صعب الفهم في البداية, لكن مع تبسيط طريقة عمله و كيفية تطويره ستتمكن من فهم جميع اجزائه و اهميته في السيارات.

لماذا التروس التفاضلية؟

كما نعلم جميعنا فإن للسيارة محرك واحد فقط, وهو مصدر الحركة الميكانيكية في السيارة. في حالة عدم وجود التروس التفاضلية في السيارة فإن عجلات السيارة ستربط بشكل مباشر الى المحرك عن طريق علبة التروس مما يعني ان السرعة الدورانية للعجلات ستكون متماثلة لجميع الاطارات. لكن ماذا لو اراد السائق الالتفاف في السيارة ؟ ستظهر هنا مشكلة مهمة وهي ان الاطار في القوس الخارجي يجب ان يدور بسرعة اعلى من الاطار في القوس الداخلي وذلك لكون القوس الخارجي اكبر من القوس الداخلي لكون قطر دورانه اكبر. اذاً, لتدور السيارة حول اي منعطف فهي بحاجة الى سرعتين مختلفتين بوجود مجهز حركة واحد وهو المحرك. لذلك تم تطوير التروس التفاضلية و وضعها في اكسل "Axle" السيارة لتقوم بتحويل مصدر الحركة الواحد "المحرك" الى اطارين حسب حاجتهما للسرعة. شاهد في الصورة التالية ان سائق الدراجة على الطرف الخارجي يجب ان يقطع مسافة اكبر من سائق الدراجة في الطرف الداخلي, لكي تبقى الدراجات في تراصف, يجب ان يتحرك بسرعة اعلى من سائق الدراجة في الطرف الداخلي.

تصور الان وجود عجلتين كما في الصورة التالية, يمكنك تدويرهما بمجرد تدوير القصبة في المنتصف بيدك.

لنقوم الان بتثبيت القصبة على محور احد العجلتين بشكل يسمح له بالدوران على المحور بحرية. اي ان القصبة مثبتة على المحور لكنها لا تدور معه الا في حالة تلامس القصبة في المنتصف مع القصبة المثبتة على محور العجلة.

الان اصبحت القصبة في المنتصف تتحرك بحرية حول محور دوران العجلات. لكن لا تزال العجلات تدور بنفس السرعة, اي ان تثبيت احدى العجلتين سوف لن يسمح للعجلة الثانية بالدوران. ماذا لو جعلنا القصبة في المنتصف تدور حول نفسها ؟

الان اصبح بالامكان تحريك العجلتين معا في الحالة العادية و تحريك احدى العجلتين في حالة تثبيت الاخرى. بمعني اخر اصبح الان من الممكن تحريك كل عجلة بسرعة مختلفة بإستخدام مصدر حركي واحد. لكن لاحظ امكانية دوران القصبة في المنتصف حول نفسها الى درجة تصبح حرة في المنتصف اي انها لا تلامس اي من القصبتين المثبتتين على محاور العجلتين.

للتخلص من هذه المشكلة يمكن اضافة قصبات اضافية مع القصبة في المنتصف بحيث ان تحرير احد القصبات في المنتصف سيسبب تلامس قصبة اخرى مع القصبات على المحاور.

نلاحظ من الصورة اعلاه وجود الكثير من المجال لحركة القصبة في المنتصف بدون ان تلامس القصبات المثبتة على محاور الاطارات. يمكن تقليل هذه الحركة بزيادة عدد القصبات في المنتصف و على محاور العجلات.

الان, بعد ان فهمنا مبدأ عمل التروس التفاضلية, لنقم بتغيير القصبات بتروس. سيبقى مبدأ العمل نفسه لكننا سنتخلص من اي حركة حرة للقصبات بين بعضها.

اصبح الان بإمكان الترس في المنتصف تحريك الاطارين معا في الحالة العادية, او تحريك كل اطار بسرعة مختلفة في حال تثبيت احد الاطارين او الدوران حول منعطف. يقوم الترس في المنتصف بالدوران حول نفسه اضافة الى دورانه الطبيعي حول محاور العجلات في حال وجود فرق في السرعات بين الاطارين. لنقم الان بتغيير هذه التروس بتروس اكثر عملية و اضافة ترس ثاني مطابق تماما للترس الذي في المنتصف لتوزيع الجهد عليهما.

لم يتبقى الان سوى توصيل الحركة الى التروس في المنتصف و ذلك بربطها ميكانيكاً الى علبة التروس.