ترس تفاضلي
تعريفًا بالموضوع، الترس التفاضلي ، هو نظام تروس يتكون من ثلاثة أعمدة دفع، ويتميز بخاصية أن السرعة الدورانية لأحد الأعمدة هي المتوسط الحسابي لسرعات العمودين الآخرين. يُستعمل الترس التفاضلي بشكل شائع في المركبات، حيث يسمح للعجلات الموجودة على طرفي محور القيادة بالدوران بسرعات مختلفة أثناء الانعطاف. تشمل الاستخدامات الأخرى الساعات وأجهزة الكمبيوتر التناظرية. يمكن أن يوفر الترس التفاضلي كذلك نسبة تروس بين عمود الإدخال وعمود الإخراج (تُعرف باسم "نسبة المحور" أو "نسبة الترس التفاضلي"). مثلًا، توفر الكثير من التروس التفاضلية في المركبات تخفيضًا في التروس من خلال وجود عدد أسنان أقل في الترس الصغير (البنيون) مقارنة بالترس الكبير (الترس الحلقي). وفيما يلي تفاصيل أوسع عن ذلك.
التاريخ
وفي هذا الصدد، عام 1874: افلينغ و بورتر يصنعان قاطرة رافعة مزودة بمعداتها التفاضلية مع براءات الاختراع لمحرك المحور الخلفي.
كذلك، كانت هناك الكثير من المطالب باختراع الترس التفاضلي، ولكن من الممكن أنه كان معروفًا، على الأقل في بعض الأماكن، في العصور القديمة. تشمل المعالم التاريخية المؤكدة للتفاضليات ما يلي:
روابط خارجية
وفي هذا الصدد، عام 1720: جوزيف ويليامسون يستعمل ترسًا تفاضليًا في ساعته في فرنسا لاستخدامها في عربة بخارية.
وفي السياق ذاته، عام 1987: تم أول استخدام للتفاضليات على سيارة بخارية أسترالية بواسطة ديفيد شيرر ، كبديل عن الجمع بين القوابض والتروس.
في هذا الإطار، عام 1876: جيمس ستارلي يخترع محرك تفاضلي سلسلي (سلاسل : زنجير) لاستخدامه في الدراجات ؛ تم استخدام الاختراع لاحقًا على السيارات من قبل كارل بنز .
في هذا الإطار، عام 1832: ريتشارد روبرتس يستخرج براءات الاختراع في إنجلترا لما يسمى «معدات التعويض» ، وهو يستعمل لقاطرات الطرق .
إضافةً إلى ذلك، عام 100 ق.م - 70 ق.م: تم تأريخ آلية أنتيكيثيرا لهذه الفترة. وتم اكتشافها في سنة 1902 على حطام سفينة من قبل الغواصين الإسفنج، وتشير الأبحاث الحديثة إلى أنه استعمل ترسًا تفاضليًا لتحديد الزاوية بين مواقع الكسوف للشمس والقمر، وبالتالي مراحل تحرك القمر.
نظرة عامة
كذلك، تشمل الاستخدامات غير الآلية للفروق (التروس) أداء الحساب التناظري. اثنان من المهاوي التفاضلية الثلاثة مصنوعان للتدوير من خلال الزوايا التي تمثل (تتناسب مع) رقمين، وتمثل زاوية دوران العمود الثالث مجموع أو اختلاف رقمي الإدخال.
إضافةً إلى ذلك، تميل سيارات الدفع بالعجلات الأمامية إلى أن يكون العمود المرفقي للمحرك وأعمدة علبة التروس مستعرضة، ومع ترس صغير في نهاية العمود الرئيسي لعلبة التروس والترس المغلق في نفس المكان مثل علبة التروس. هناك أعمدة قيادة فردية لكل عجلة. يتكون الترس من إدخال واحد (عمود القيادة) ومخرجين، متصلين بعجلتي الدفع ؛ لكن دوران عجلات القيادة يقترن ببعضهما البعض .
علاوةً على ذلك، أول استخدام معروف للتروس التفاضلية هو في آلية أنتيكيثيرا ، نحو 80 قبل الميلاد، والتي استعملت ترسًا تفاضليًا للتحكم في كرة صغيرة تمثل القمر للتفريق بين مؤشرات الشمس وموضع القمر. تم رسم الكرة باللونين الأسود والأبيض في نصفي الكرة الأرضية، وأظهرت بشكل بياني مرحلة القمر في نقطة معينة من الزمن.
كذلك، تم إجراء ساعة معادلة استعملت تفاضلًا للإضافة في عام 1720. وفي القرن العشرين، تم استخدام تجمعات كبيرة من الكثير من التفاضلات كجهاز كمبيوتر تمثيلي، بحساب، مثلًا، الاتجاه الذي يجب أن يتم فيه توجيه البندقية. ومع ذلك، فقد جعل تطوير الحواسيب الرقمية الإلكترونية هذه الاستخدامات للفروق بدائية «عفا عليها الزمن». قد تظل الاستخدامات العسكرية موجودة، مثلًا، لجهاز كمبيوتر افتراضي مصمم من أجل تحمل نبضة كهرومغناطيسية.
وعلى صعيد آخر، في السيارات والمركبات ذات العجلات، يسمح الترس التفاضلي لعجلة الدفع الخارجية بالدوران بشكل أسرع من عجلة الدفع الداخلية أثناء الدوران. يعد ذلك ضروريًا عند دوران السيارة، مما يجعل العجلة التي تتحرك حول منحنى الدوران تدور أبعد وأسرع من الأخرى. يساوي متوسط سرعة الدوران لعجلتي القيادة سرعة دوران المدخلات لعمود القيادة. تتم موازنة الزيادة في سرعة عجلة واحدة بانخفاض سرعة عجلة أخرى.
ومن ناحية أخرى، عند استخدامها بهذه الطريقة، يقوم الزوج التفاضلي بإزاحة عمود دفع المدخلات الطولي إلى الترس الصغير، والذي بدوره يحرك الترس الدائري العرضي . يعمل هذا كذلك عادةً كتقليب تروس. في سيارات الدفع الخلفي، قد يتصل الترس التفاضلي بنصف مهاوي داخل مركز المحور، أو أعمدة الدفع التي تتصل بعجلات القيادة الخلفية.
من جهة ثانية، في الظروف العادية، مع انزلاق الإطار الصغير، يتم تحديد نسبة سرعات عجلتي القيادة بنسبة نصف قطر المسارات التي تدور العجلتان حولها، والتي يتم تحديدها بدورها من خلال عرض مسار السيارة (المسافة بين عجلات القيادة) ونصف قطر الدوران.
وفي هذا السياق، عمليا يتم استخدام جميع الفروق التي يتم إجراؤها الآن في السيارات والمركبات المماثلة بما في ذلك المركبات على الطرق الوعرة مثل مركبات الدفع الرباعي.
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟