الترس التفاضلي (Differential)

الترس التفاضلي هو مجموعة التروس التي تتيح للعجلتين على المحور المُدار الدوران بسرعات مختلفة مع اقتسام قدرة المحرك بينهما. وهو من الأساسيات الصامتة في نظام نقل الحركة: فبدونه ستُجبَر العجلتان الداخلية والخارجية على الدوران بالمعدل نفسه، وهو أمر مستحيل عند انعطاف السيارة، لأن العجلة الخارجية يجب أن تقطع مسارًا أطول. والترس التفاضلي يوفّق بين هذا التعارض، فيتيح لكل عجلة أن تدور بالسرعة التي يتطلبها مسارها مع الاستمرار في إدارة العجلتين معًا.

يحقق الترس التفاضلي المفتوح الكلاسيكي ذلك عبر مجموعة مدمجة من التروس المخروطية. فعزم الدوران يصل إلى الترس التاجي المثبَّت بالحامل؛ وداخل الحامل، تتعشّق تروس البنيون الصغيرة، أو التروس العنكبوتية، مع التروس الجانبية المتصلة بكل نصف عمود إدارة. وحين تسير السيارة مستقيمة، تدور المجموعة كلها كوحدة وتدور العجلتان بالتساوي. وحين تنعطف السيارة، تبدأ التروس العنكبوتية بالدوران حول محورها الخاص، فتتيح لترس جانبي أن يدور أسرع وللآخر أبطأ، ويُقتسَم الفرق بحيث يطابق المتوسط الإدخال. وهذا الترتيب الأنيق لا يتطلب أي تدخل من السائق ويعمل تلقائيًا.

يؤدي الترس التفاضلي عادةً مهمة ثانية: التخفيض النهائي للتروس. فاقتران البنيون الصغير بالترس التاجي الكبير يوفّر نسبة المحور، وهي الخطوة الأخيرة من التروس بين المحرك وعجلات الطريق، مضاعفًا عزم الدوران ومحدّدًا سرعة دوران عمود الإدارة نسبةً إلى العجلات. وفي سيارات الدفع الخلفي والرباعي يحدث هذا في سكن محور منفصل، بينما في سيارات الدفع الأمامي يكون الترس التفاضلي مدمجًا في علبة النقل المحورية إلى جانب ناقل الحركة.

القيد الكبير على الترس التفاضلي المفتوح مرتبط بالخاصية ذاتها التي تجعله يعمل. فلأنه يقسم عزم الدوران بالتساوي ويتبع مسار المقاومة الأقل، فإذا فقدت عجلة تماسكها، على الجليد أو الوحل أو لمجرد رفعها عن الأرض، دارت تلك العجلة بحرية ووصّل الترس التفاضلي عزمًا ضئيلًا إلى العجلة التي ما زالت متماسكة. والنتيجة قد تكون سيارة عاجزة عن الحركة بعجلة تدور بلا فائدة بينما تبقى الأخرى ساكنة، وهو قصور محبط في الظروف الزلقة أو خارج الطرق.

تعالج هذا الضعف حلول عدة تحدّد عائلة من الأجهزة المترابطة. فالترس التفاضلي محدود الانزلاق يستخدم قوابض أو تروسًا أو قارنة لزجة لنقل مزيد من عزم الدوران إلى العجلة المتماسكة بمجرد بدء الانزلاق. والترس التفاضلي القفّال يستطيع ربط نصفي عمود الإدارة بصلابة بحيث تدور العجلتان معًا بصرف النظر عن التماسك، وهو مُقدَّر للاستخدام الجاد خارج الطرق. وتحاكي الأنظمة الإلكترونية هذه التأثيرات بفرملة عجلة منزلقة. والترس التفاضلي، إلى جانب المحور الذي يخدمه ونسبة الإدارة النهائية التي يحددها، محوريّ في طريقة إيصال المركبة لقدرتها إلى الأرض، موازنًا بين الحاجة إلى حرية الانعطاف والحاجة إلى التماسك.