צמיג
צְמיג הוא מעטפת טבעתית וגמישה (המכילה גומי) העוטפת את החישוק בגלגלי כלי תחבורה. תפקיד הצמיג להעביר את כח המנוע לתנועה, לספק אחיזת כביש טובה לכלי הרכב, לבלום זעזועים ולהגן על החישוק.
מבנה
חלקי הצמיג
לצמיג שלושה חלקים:
- סוליה - שכבת גומי בהיקף הצמיג, בעלת חריצים בחלקה החיצוני. החריצים נועדו לשפר את פינוי המים שנמצאים על פני הכביש, וכן לצנן את החום שנוצר בעת נסיעה בגלל החיכוך.
- דופן - שכבות גומי הנותנות לצמיג את מבנהו. הן חשופות בצידי הצמיג, בין החישוק לסוליה, אך משתרעות מדופן אחת לשנייה. חלק זה מהווה את עיקר שלד הצמיג, האחראי לתמיכה במבנהו.
- עקב - אזור המגע בין הצמיג לחישוק המורכב בעיקרו מחוטי פלדה המהדקים את הצמיג לחישוק.
הסימונים על הצמיג
הסימון הבסיסי המופיע על הצמיג הוא מידת הצמיג והחישוק. לדוגמה: 225/45R17. המספר 225 מציין את רוחב הצמיג במילימטרים. המספר 45 מציין באחוזים את גובה דופן הצמיג ביחס לרוחבו (Aspect ratio; פרופיל או יחס חתך), ולכן, גובה דופן הצמיג במקרה זה הוא: 225*0.45 = 101.25 מילימטרים. 17, מציין את קוטר החישוק באינצ'ים. כלומר, 43.18=17*2.54 (כל אינץ' שווה ל-2.54 סנטימטרים). ולכן, הקוטר החיצוני של כל הגלגל הוא: 63.43 סנטימטרים (סכום שני קירות הצמיג ועוד קוטר החישוק). האות R מציינת כי מבנה שלד הצמיג הוא רדיאלי.
קיימים סימונים נוספים על הצמיג שמסמנים משקל מרבי, מהירות מקסימלית, תאריך ייצור בחלק מהצמיגים ועוד.
| קוד סיווג | N | Q | R | S | T | U | H | V | ZR | W | Y |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| מהירות מרבית (קמ"ש) | 150 | 160 | 170 | 180 | 190 | 200 | 210 | 240 | מעל 240 | 270 | 300 |
צמיג בעל חתך נמוך או בעל חתך גבוה
ככל שחתך הצמיג נמוך יותר, פוחתת נוחות הנסיעה כיוון שיש פחות אוויר המשכך את הזעזועים. עם זאת, מכיוון שהקיר הנמוך של הצמיג פחות מתעוות מתקבלת אחיזה טובה יותר המורגשת בעיקר בפניות. גם רוחב גדול של צמיג תורם לאחיזה עקב פני שטח גדול יותר עם הכביש, אך משפיע לרעה על צריכת הדלק כיוון שיותר שטח של הצמיג מתעוות בכל תזוזה של הצמיג ולכן צריך יותר כוח כדי לסובב אותו.
כלי רכב ספורטיביים משתמשים בדרך כלל בצמיגים רחבים וחתך נמוך על מנת לשפר את האחיזה. לעומת זאת כלי רכב רגילים עושים שימוש בצמיגים צרים ובעלי חתך גבוה יותר לטובת נוחות נסיעה וצריכת דלק משופרת.
במכוניות מרוץ נהוג להשתמש בצמיג מיוחד בעל הרכב גומי רך יותר המספק אחיזה גבוהה יותר אך גורם לשחיקה מהירה עד כי יש להחליף את הצמיג מספר פעמים במהלך המרוץ. כל עוד המרוץ מתקיים על גבי כביש יבש, פני הסוליה של צמיג זה תהא לרוב חלקה לחלוטין (ואז יכונה צמיג זה בעגה המקצועית "סליק" מלשון חלק באנגלית). במרוץ רטוב יעשה שימוש בצמיגים בעלי סוליה עם חריצים. חריצים אלו יהיו בדרך כלל מעטים ושונים מחריצים המופיעים בצמיג רגיל. בגלל התאמת הצמיגים המדויקת לתנאים מסוימים, ייתכן כי במרוצים בעלי תנאים משתנים (התחלת גשם לדוגמה) יחליף הנהג את סוג הצמיגים אף יותר מפעם אחת במהלך המרוץ. כלי רכב רגילים אינם נזקקים להחלפת צמיגים תכופה כזו כיוון שהם עושים שימוש בצמיגים בהם יש פשרה בין יכולות האחיזה במצבים השונים.
היסטוריה
עד אמצע המאה ה-19 היו כלי הרכב בעלי גלגלים קשיחים, לרוב היו אלה גלגלי עץ בעלי חישוקי מתכת. רוברט ויליאם תומפסון, סקוטי במוצאו, היה הראשון שניסה להקיף את הגלגל בעור ובין החישוק לגלגל קבע צינור גומי מנופח שיבלום ברכות את זעזועי הדרך. רעיונו של תומפסון נזנח בשל טכניקת עיבוד הגומי שלא הייתה מפותחת דיה.
ב-1888 נרשם פטנט ראשון בעולם על צמיג פנאומטי (צמיג מלא באוויר) על ידי ג'ון בויד דאנלופ, אף הוא סקוטי, שהתקין צמיג שכזה, בדומה לרעיון של קודמו, לתלת האופן של בנו הקטן. השימוש בצמיגים לרכב החל בשנת 1895 כאשר האחים הצרפתים אדוארד ואנדרה מישלן, בעליהם של מפעל ייצור מעצורי גומי לאופניים, השתמשו בפטנט של דנלופ כצמיגי רכב. חברת גודייר האמריקנית, שנוסדה ב-1898 וייצרה צמיגים לאופניים ולכרכרות, החלה לספק ב-1908 את הצמיגים למכוניות פורד מודל T. עמדה זו והצלחתם במרוצי מכוניות הפכה אותם ב-1916 ליצרן הצמיגים הגדול ביותר בעולם, וב-1926 ליצרן מוצרי הגומי הגדול בעולם.
טיובלס - טיוב טייפ
עד לשנות ה-40 של המאה ה-20 השתמשו בצמיג כפי שהומצא לראשונה: בתוך הצמיג הונח אבוב, צינור גומי מנופח שנהוג לכנותו "פנימית". צינור הגומי המנופח קימר את שכבת הגומי של הצמיג והחזיק אותה. צמיג זה מכונה "טיוב טייפ". לשיטה זו היה חיסרון בולט היות שהצמיג לא היה אטום לחלוטין אל מול הגלגל. זה היה עלול לגרום לאיבוד שליטה על הרכב בשעת תקר בפנימית כיוון שהאוויר היה פורץ החוצה מחלל הצמיג במהירות.
בשנת 1944 הומצא צמיג ה"טיובלס", צמיג ללא "פנימית" שהיה אטום לדליפת אוויר מחללו באמצעות מבנה מיוחד של חישוק גלגל ועל ידי ריפוד שכבותיו הפנימיות בחומרים המונעים יציאת אוויר. כשננעץ מסמר או כל חפץ חד אין לאוויר דרך מילוט אלא מהחור שנוצר, אך כיוון שהמסמר הנעוץ אוטם בעצמו את חלל הצמיג הרכב יכול לנסוע עם מסמר בגלגליו תקופה ארוכה כשהאוויר אינו יוצא. בשנים האחרונות פיתחו חברות הצמיגים צמיג שמאפשר במקרה תקר המשך נסיעה איטית עד לתיקון או החלפת הצמיג. צמיגים אלו מכונים Run-flat. חסרונם של צמיגים אלו במורכבותם ובמחירם הגבוה. בדומה לחומרי איטום המאפשרים לנפח ולאטום את הצמיג במקרה תקר, קיימים בשנים האחרונות גם חומרים הנמרחים מראש על חלקו הפנימי של הצמיג ומונעים חלק ניכר מסוגי התקרים (מכונים גם "ג'יפה"), השימוש בהם רווח באופני הרים.
שלד הצמיג - דיאגונלי / רדיאלי / מעורב
שלד הצמיג - הכרכס (carcass) הוא המבנה הפנימי של הצמיג המורכב ממיתרים צפופים העטופים בשכבת גומי (הנקראים יחד "בדים מגוממים" או רבדים) ועוברים בין חישוק לחישוק דרך הדופן והסוליה. השלד יכול להיות בנוי מרובד אחד או מכמה רבדים, המכילים מיתרים (ניילון, פוליאסטר, ראיון או פלדה) ומצופים כאמור בגומי.
במבנה שלד הצמיג חלו שינויים משמעותיים עם השנים. עד שנת 1946 היה בשימוש צמיג דיאגונלי, כלומר אלכסוני. הכוונה היא לצורה האלכסונית בה הונחו שכבות הסיבים המרכיבים את השלד ביחס לחישוק וביחס לעצמן. החיסרון בשיטה זו היה בכך שהשלד כולו עבד כיחידה אחת ובשל כך גם שכבת הגומי הנראית לעין שמעליו, כך שכל עיוות בדופן הצמיג פגם בסוליית הצמיג כולו. במטרה למנוע התנהגות זו ולהפחית את פגיעת הצמיג, חיזקו את השלד בשכבות נוספות, אך בשל כך נוסף משקל רב לצמיג וגברה התנגדות הצמיג לגלגול, דבר שהגדיל את צריכת הדלק. בעיה נוספת בשיטה זו היא התחממות יתירה בעת הנסיעה של השכבות שהונחו זו כנגד זו. ההתחממות קיצרה את תוחלת חייו של הצמיג וגרמה להגבלת מהירות הרכב למהירות מרבית של 120 קילומטר לשעה בגלל השינויים שעלולים היו להיווצר בין השכבות השונות של השלד בשל החום.
עקב חסרונות אלו, המציאה חברת הצמיגים מישלן ב-1946 את הצמיג הרדיאלי שבו שונתה שיטת הבנייה של שלד הצמיג. שכבות השלד פוצלו לכרכס ולחגורה (Belt). חוטי הכרכס הונחו לרוחב הצמיג בין החישוקים (בתשעים מעלות לכוון הנסיעה), ואילו החגורה הונחה בזווית הקרובה לכיוון הנסיעה וכמעט ניצבת לזווית הכרכס. באופן זה בוצעה הפרדה בין עבודת החישוק (שהוא מעביר הכוח מהמנוע דרך האופן) לעבודת הסוליה (הבולמת ומאיצה את המכונית על הכביש), כשדופן הצמיג "מתווכת" בין השניים ונושאת במאמצים הגדולים הכרוכים בכך. בעיית ההתחממות פחתה על ידי הפרדת הכרכס מהחגורה ומהזווית האחידה בחוטי הכרכס, ובשל כך מתאפשרת מהירות גבוהה יותר ותוחלת חיי הצמיג הוארכה משמעותית.
הנחת שכבות השלד לרוחב איפשרה למיתרי הכרכס לשאת את הכוח שמפעיל לחץ האוויר בכיוון הרדיאלי בלבד, ואיפשרה להפחית את שכבות הכרכס עד כדי רובד אחד וכן לבנות את הצמיגים עם מיתרי פלדה. משקלו של הצמיג פחת. העברת הכוח מהרכב לכביש גדלה, ההתנגדות לגלגול פחתה והקטינה את צריכת הדלק. אף על פי שכיום רוב מוחלט של צמיגי הנוסעים הם רדיאליים, עדיין מסמנים אותם על ידי הטבעת האות R על דופן הצמיג. יש לציין שהמעבר לסוג צמיגים שונה חייב שינוי של משככי הזעזועים וכיוון שונה של זוויות ההיגוי ברכב כדי למנוע שחיקה מוגברת.
בנוסף לשני המבנים הבסיסיים, קיים גם מבנה מעורב (Bias belted). במבנה זה השלד הוא של צמיג דיאגונאלי, אולם מונחות עליו חגורות בזוויות דומות לצמיג רדיאלי. היתרון במבנה זה הוא בחוזק ויציבות של הדופן ועמידות הסוליה בפני תקרים. צמיגים במבנה מעורב משמשים בעיקר כלים לעבודות עפר וליערנות. צמיגים במבנה מעורב מסומנים בדרך כלל על ידי האות "B".
לחץ אוויר
חשיבותו של לחץ אוויר תקין בצמיג היא גבוהה, כיוון שלחץ לא תקין עשוי לגרום לשחיקה מוגברת, צריכת דלק גבוהה, אחיזה גרועה, התפוצצות תוך כדי נסיעה ועוד.
צמיגי כלי רכב מתחממים תוך כדי נסיעה עקב החיכוך עם הכביש והתנגדותם לגלגול. חימום הצמיגים מתבטא בעליית לחץ של מספר יחידות PSI. לכן ניפוח צמיגים מיד לאחר נסיעה, כפי שעשוי להתרחש בתחנת דלק, אינו מומלץ. מידת לחץ האוויר שמגדיר יצרן הרכב מיועדת לצמיג קר. מסיבה זו, אם מתחייב ניפוח צמיג שאינו קר, מומלץ לנפחו ללחץ הגבוה ביחידת PSI אחת עד שלוש מהלחץ המומלץ לצמיג קר[1] ולהשוות את הלחץ בכל הגלגלים באותו ציר. יחידת PSI היא יחידת המדידה הנפוצה. לעיתים נעשה שימוש ביחידות בר (1 בר = 14.5 PSI בקירוב).
לחץ האוויר המומלץ לצמיג על ידי היצרן יכול להופיע בספר הרכב, על קורת הצד שליד הנהג (עם פתיחת הדלת), בתא הכפפות, מעל לגלגל (לדוגמה: ל"א 30) או על מכסה מכל הדלק. בכלי רכב המיועדים לשאת מטען רב או נוסעים נוספים, מופיעה בדרך כלל המלצה על לחץ אוויר גבוה יותר בגלגלים האחוריים.
ברכבי שטח הנוסעים בתוואי דרך בעלי אחיזה גרועה או עם חשש לשקיעה, ניתן להפחית מלחץ האוויר בצמיג כדי ששטח המגע של הצמיג עם הקרקע יגדל. נסיעת המשך בכביש סלול מחייבת החזרת לחץ האוויר לרמתו הרגילה.
מערכת בקרת לחץ אוויר
מערכת בקרת לחץ אוויר היא מערכת משגוח על שמירת לחץ אוויר תקני בצמיגי הרכב, באמצעות התרעה על סטיה מלחץ האוויר התקין[2]. המערכת עונה על הצורך לניטור לחץ האוויר בגלגלי הרכב באופן קבוע, ומבצעת זאת בעזרת חיישנים אלקטרוניים. חיישנים אלה מעבדים נתונים שונים אותם הם מאתרים במצב הצמיג. אם לפי הנתונים נמצא על ידי החיישנים לחץ אוויר גבוה או נמוך מהנצרך בצמיג, הם ישדרו זאת למחשב המערכת שיפעיל התרעה מיידית על כך. קיימת מערכת התרעה אשר אליה נלוית מערכת למילוי אוויר עצמאית אם היא מאתרת כי לחץ האוויר בצמיג ירד, או להורדת לחץ האוויר אם התמלא יתר על המידה.
סוגי החיישנים:
- חיישנים המותקנים בחלל הצמיג ומודדים את לחץ האוויר שבו. מדידה זו היא ישירה ומותקנת בכל גלגל בנפרד.
- חיישני מהירות המותקנים על סרני הרכב ומשוים בין כל שני גלגלים (קדמיים ואחוריים) את מהירות הנסיעה. מערכת זו אינה מבצעת מדידה ישירה של לחץ האוויר ורק על ידי שקלול נתוני מהירות הנסיעה של הצמיגים היא תסיק אודות מידת לחץ האוויר בצמיגים ותקינותו.
צורת ההתרעה:
אם תזהה המערכת ירידה בלחץ האוויר בצמיג או שתזהה כי לחץ האוויר גבוה בצמיג, היא תתריע באמצעים אלקטרוניים שונים:
התרעה קולית:
באמצעות צפצוף ארוך או קטוע.
התרעה חזותית:
נורית חיווי בלוח השעונים של הנהג -
בנורית זו תופיע צורת צמיג חתוך במרכזו יופיע סימן קריאה. מעבר לצורה זו קיימות תוספות שונות בנורית זו בהתאם לכל יצרן:
- היקף עיגול סביב סימן הקריאה.
- תוספת ראשי התיבות של שם המערכת באנגלית – TPMS.
- חיווי מפורט לכל צמיג המנפק נתונים על מצב לחץ האוויר והטמפרטורה שבו.
מועד ההתרעה:
מערכת ההתרעה תתריע על ירידה בלחץ האוויר, עם הגעתו אל רמה של 25% מתחת ללחץ הנדרש.
התנהגות בזמן התרעה:
בזמן התרעה הבוקעת ממערכת ההתרעה, יש לפעול כדלהלן[דרוש מקור]:
בזמן נסיעה:
יש לעצור את הרכב במקום ראוי שיאפשר בצורה בטיחותית את הטיפול בגלגל במידת הצורך, ולהעמידו במצב חניה כשהמנוע כבוי.
גם ברכב שמותקנת מערכת מילוי עצמי של אוויר, יש לעצור את הרכב לבדיקה, אם מתקבלת התרעה מהמערכת המתריעה על לחץ אוויר לא תקני, ולבדוק אם המצב מאפשר המשך נסיעה למקום בו ניתן יהיה לבדוק כראוי את הצמיג ולטפל בו במידת הצורך.
במצב חניה:
יש לצאת מהרכב (לפי כללי הבטיחות ליציאה מהרכב), ולבדוק את סיבת ההתרעה בצמיג.
במקרה של תקר (פנצ'ר) –
יש להחליף את הצמיג לפני יציאה לנסיעה.
במקרה של ירידה בלחץ האוויר –
אם לחץ האוויר ירד במקצת ובכמות שאינה מייצרת קשת ברורה המרחיקה את תחתית הצמיג מהכביש ומונעת ממנו להיאחז בו, יש להגיע בהקדם עם הרכב לתחנת דלק ולמלא את הצמיג באוויר לפי מידת לחץ האוויר הדרושה.
אם לחץ האוויר ירד עד כדי שניתן לראות את תחתית הצמיג בצורה קשת, יש להחליף את הצמיג מידית ובכל מקרה לפני כל נסיעה של הרכב ולפנות למכון לתיקון צמיגי רכב מוסמך ומורשה.
הפעלת המערכת:
לצורך הפעלת המערכת לא נדרשת כל פעילות מצד הנהג בזמן הנסיעה. אולם, אחת לתקופה יש לבדוק את לחץ האוויר בצמיגים ולבדוק את התאמתו לנתונים אותם מספקת המערכת, על מנת לוודא את תקינותה.
אם בבדיקה ידנית מתברר כי הנתונים המסופקים על ידי המערכת אינם מדויקים. יש לכייל אותה מחדש.
סיכונים בשימוש במערכת:
בשימוש במערכת בקרת לחץ אוויר, אין כל סיכון הנובע מעצם השימוש בה. אולם אין להסתמך על מערכת זו באופן מוחלט מסיבות שונות:
- החיישנים עלולים להפגע בזמן הטיפול ברכב או בצמיג.
- חלק מהמערכות שאינן מודדות את לחץ האוויר באופן ישיר אלא בהתאם להתנהגות הצמיג, אינן מסוגלות להצביע על הגלגל המדויק בו ישנו שינוי במצב לחץ האוויר.
- מערכות שונות אינן מסוגלות להראות את מידת השינוי בלחץ האוויר, אלא רק להתריע על קיומה של סטייה מהרצוי.
- מערכות שונות לא תתרענה כלל על שינוי במצב לחץ האוויר אם הלחץ נמוך או גבוה באופן זהה בכל ארבעת הגלגלים.
התקנת המערכת:
בכלי רכב ישנים נדרשת התקנה עצמית של מערכת בקרת לחץ אוויר הנמכרת כמוצר מדף. אולם כיום ברוב כלי הרכב החדשים מערכת זו מותקנת כחלק ממערכת ההפעלה הבסיסית המותקנת ברכב.
חובת התקנת המערכת:
החל משנת 2008, חובה על כל רכב המיוצר בארצות הברית או המיובא אליה, להיות מצויד במערכת בקרת לחץ אוויר.
באירופה –
החל מ-1.11.12 מחייבת תקנת האיחוד האירופי כל רכב המיוצר באירופה או המיובא אליה, להכיל מערכת בקרת לחץ אוויר.
בארץ -
אין חובה להתקין מערכת בקרת לחץ אוויר ברכב שלא הותקנה בו מערכת כזו בזמן ייצורו. אולם, החל משנת 2014 אימץ משרד התחבורה הישראלי את התקן האירופי. ומערכת בקרת לחץ אוויר הוכנסה על ידו לרשימת דרישות החובה אותם הוא מציג לכלי רכב חדשים המיובאים לארץ.
ראו גם
קישורים חיצוניים
אנימציה של "אור ירוק" הממחישה את חשיבות ופעילות מערכת בקרת לחץ אויר בצמיג, סרטון באתר יוטיוב- הלל פוסק, מה מפוצץ צמיגים בכביש 6?, באתר ynet, 13 בספטמבר 2004 - על הסכנה שבצמיגים לא תקינים
- מדריך ג'יפולוג לצמיגי שטח, מדריך נרחב ביותר לכל ההיבטים של צמיגי שטח, אתר ג'יפולוג
מפעל צמיגים ג'נרל נחנך בפתח תקווה במעמד דב יוסף, יומני כרמל 1952 (התחלה 0:41)- MOST INCREDIBLE TIRES OF ALL TIME, סרטון באתר יוטיוב
- How Self-inflating Tires Work, How Stuff Works.com. December 10, 2004
- צמיג, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
הערות שוליים
- ^ בדיקת לחץ אוויר בצמיגים, פורטל השירותים והמידע הממשלתי, ממשל זמין
- ^ http://www.oryarok.org.il/?p=1177 הסבר על חשיבות ופעילות מערכת בקרת לחץ אויר באתר הבית של עמותת "אור ירוק"
29833225צמיג