تفاضل هيكل السيارة

إذا كانت عجلات القيادة على جانبي محور القيادة متصلة بشكل صارم بعمود كامل، فيمكن أن تدور العجلتان فقط بنفس السرعة الزاوية. بهذه الطريقة، عندما تتحول السيارة إلى القيادة، لأن العجلة الخارجية أكبر من العجلة الداخلية، فإن العجلة الخارجية ستنتج انزلاقًا أثناء التدحرج، والعجلة الداخلية ستنتج انزلاقًا أثناء التدحرج. حتى لو كانت السيارة تسير في خط مستقيم، فإن العجلة سوف تنزلق لأن الطريق غير مستوي أو على الرغم من أن الطريق مسطح ولكن نصف قطر دوران الإطار غير متساوي (خطأ في تصنيع الإطار، تآكل مختلف، حمل غير متساوي أو ضغط غير متساوي). عندما تنزلق العجلة، فإن ذلك لا يؤدي فقط إلى تفاقم تآكل الإطارات، وزيادة الطاقة واستهلاك الوقود، بل يجعل التوجيه صعبًا وأداء الفرامل أسوأ أيضًا. من أجل منع العجلات من الانزلاق قدر الإمكان، يجب أن يضمن الهيكل أن كل مركبة يمكن أن تدور بسرعات زاوية مختلفة. عادةً ما يتم دعم عجلة القيادة بمحامل على المغزل، بحيث يمكن أن تدور بأي سرعة زاوية، ويتم توصيل عجلة القيادة بشكل صارم بنصفي عمودين، ويتم تثبيت تفاضلي بين نصفي العمودين. ويسمى هذا الترس التفاضلي أيضًا الترس التفاضلي بين العجلات. مركبات الطرق الوعرة متعددة المحاور، من أجل تمكين كل محور قيادة من الدوران بسرعات زاوية مختلفة لمنع انزلاق عجلة القيادة على كل جسر، وبعضها مجهز بفرق بين المحاور بين محوري القيادة. عادةً ما يتم تقسيم الترس التفاضلي في السيارات الحديثة إلى فئتين وفقًا لخصائص عمله: ترس تفاضلي وترس تفاضلي مضاد للانزلاق. ترس تفاضلي عندما يكون هناك اختلاف في السرعة بين عجلات القيادة اليسرى واليمنى، يكون عزم الدوران المخصص بواسطة الترس التفاضلي لعجلة القيادة البطيئة أكبر من عزم دوران عجلة القيادة السريعة. يمكن لخاصية معادلة عزم الدوران في الترس التفاضلي أن تلبي القيادة العادية للسيارة على سطح طريق جيد. ومع ذلك، عندما تسير السيارة على طريق سيء، فإن ذلك يؤثر بشكل خطير على القدرة على المرور. على سبيل المثال، عندما تكون إحدى عجلات قيادة السيارة عالقة في طريق موحل، على الرغم من أن عجلة القيادة الأخرى تسير على طريق جيد، فغالبًا ما لا تتمكن السيارة من التحرك للأمام (المعروف باسم الانزلاق). في هذا الوقت، تنزلق عجلة القيادة على الطريق الموحل في مكانها، بينما تكون العجلة على الطريق الجيد ثابتة. وذلك لأن الالتصاق بين العجلة والطريق على الطريق الموحل يكون صغيرا، ولا يمكن للطريق أن يمرر سوى عزم رد فعل العجلة على نصف العمود، وبالتالي فإن عزم الدوران المخصص للعجلة صغير أيضا، على الرغم من أن الالتصاق بينهما عجلة القيادة الأخرى والطريق الجيد كبيران، ولكن بسبب خصائص التوزيع المتوسط ​​لعزم الدوران، لا يمكن تخصيص عجلة القيادة إلا لنفس مقدار عزم الدوران مثل العجلة المنزلقة. ونتيجة لذلك، فإن القوة الدافعة ليست كافية للتغلب على مقاومة القيادة، ولا يمكن للسيارة التحرك للأمام، ويتم استهلاك الطاقة على عجلة القيادة المنزلقة. في هذا الوقت، زيادة دواسة الوقود لا يمكن أن تجعل السيارة تتحرك للأمام فحسب، بل يؤدي إهدار الوقود إلى تسريع تآكل الأجزاء، وخاصة تآكل الإطارات. الحل الفعال هو حفر الطين تحت العجلة المنزلقة أو وضع التربة الجافة والحصى والفروع والقش وما إلى ذلك تحت العجلة. من أجل تحسين قدرة السيارات على المرور على الطرق السيئة، تم تجهيز بعض المركبات على الطرق الوعرة والسيارات المتطورة بأنظمة تفاضلية مضادة للانزلاق. تتمثل خاصية الترس التفاضلي المضاد للانزلاق في أنه عندما ينزلق أحد جوانب عجلة القيادة على طريق سيئ، فإنه يمكن أن ينقل معظم أو حتى كل عزم الدوران إلى عجلة القيادة على سطح طريق جيد، وذلك لتحقيق الاستفادة الكاملة من التصاق عجلة القيادة لتوليد القوة الدافعة الكافية لتشغيل السيارة أو الاستمرار في القيادة بسلاسة.