צמיג

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Gnome-edit-clear.svg ערך זה זקוק לעריכה: ייתכן שהערך סובל מפגמים טכניים כגון מיעוט קישורים פנימיים, סגנון טעון שיפור או צורך בהגהה, או שיש לעצב אותו.
אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה.
סוליית צמיג של מכונית
צמיגי מכוניות מרוץ בסדרת נאסקאר
עקבות של צמיגים בבוץ
צמיג עם תקר

צְמיג הוא מעטפת גומי טבעתית העוטפת את החישוק בגלגלי כלי תחבורה. תפקיד הצמיג לספק אחיזת כביש לכלי הרכב, לבלום זעזועים ולהגן על החישוק.

חלקי הצמיג[עריכת קוד מקור | עריכה]

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 מחגורה המהדקת את הצמיג לחישוק.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

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 לקבע 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) עלי ידי ג'ון בויד דנלופ, 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[עריכת קוד מקור | עריכה]

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 חסרון 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[עריכת קוד מקור | עריכה]

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 (שהינו 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 נפתרה אף היא 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. למרות 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".

הסימונים על הצמיג[עריכת קוד מקור | עריכה]

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, יחס חתך 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 ועוד.

טבלת קודי סיווג מהירות מרבית מותרת לצמיג
קוד סיווג N Q R S T U H V W Y ZR
מהירות מרבית (קמ"ש) 150 160 170 180 190 200 210 240 270 300 מעל 240

הערה: סיווג ZR הוא סיווג ותיק שמתייחס לכל מהירות מעל 240 קילומטר לשעה. ייתכן שיופיע בסמוך אליו סיווג נוסף, לדוגמה Y.

לחץ אוויר[עריכת קוד מקור | עריכה]

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, במידה ומתחייב 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. לעתים 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 אויר - (TPMS -  Tire Pressure Monitoring System)

מערכת בקרת לחץ אויר היא מערכת משגוח על שמירת לחץ אויר תקני בצמיגי הרכב, באמצעות התרעה על סטיה מלחץ האויר התקין.

יכולת המערכת:

מערכת בקרת לחץ האויר, עונה על הצורך בבדיקת לחץ האויר בגלגלי הרכב באופן קבוע, בעזרת חיישנים אלקטרוניים. חיישנים אלה מעבדים נתונים שונים אותם הם מאתרים במצב הצמיג. במידה ולפי הנתונים נמצא על ידי החיישנים לחץ אויר גבוה או נמוך מהנצרך בצמיג, הם ישדרו זאת למחשב המערכת שיפעיל התראה מיידית על כך.

קיימת מערכת התרעה אשר אליה נלוית מערכת למילוי אויר עצמאית במידה והיא מאתרת כי לחץ האויר בצמיג ירד, או להורדת לחץ האויר במידה והתמלא יתר על המידה.

סוגי החיישנים:

- חיישנים המותקנים בחלל הצמיג ומודדים את לחץ האויר 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 האויר. ורק על ידי שקלול נתוני מהירות הנסיעה של הצמיגים היא תסיק אודות מידת לחץ האויר בצמיגים ותקינותו.

צורת ההתרעה:

במידה ותזהה המערכת ירידה בלחץ האויר בצמיג או שתזהה כי לחץ האויר גבוה בצמיג, היא תתריע באמצעים אלקטרוניים שונים:

התראה קולית:

באמצעות צפצוף ארוך או קטוע.

התראה 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 האויר והטמפרטורה שבו.

מועד ההתרעה:

מערכת ההתרעה תתריע על ירידה בלחץ האויר, עם הגעתו אל רמה של 25% מתחת ללחץ הנדרש.

התנהגות בזמן התראה:

בזמן התראה הבוקעת ממערכת ההתראה, יש לפעול כדלהלן:

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 אויר, יש לעצור את הרכב לבדיקה, במידה ומתקבלת התראה מהמערכת המתריעה על לחץ אויר 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 ההתראה בצמיג.

במקרה של תקר (פנצ'ר) –

יש להחליף את הצמיג לפני יציאה לנסיעה.

במקרה של ירידה בלחץ האויר –

אם לחץ האויר 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 באויר לפי מידת לחץ האויר הדרושה.

במידה ולחץ האויר ירד עד כדי שניתן לראות את תחתית הצמיג בצורה קשת, יש להחליף את הצמיג  מיידית 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 האויר בצמיגים ולבדוק את התאמתו לנתונים אותם מספקת המערכת, על מנת לוודא את תקינותה.

במידה ובבדיקה ידנית מתברר כי הנתונים המסופקים על ידי המערכת אינם מדויקים. יש לכייל אותה מחדש.

סיכונים בשימוש במערכת:

בשימוש במערכת בקרת לחץ אויר, 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 האויר באופן ישיר אלא בהתאם להתנהגות הצמיג, אינן מסוגלות  להצביע על הגלגל המדויק בו ישנו שינוי במצב לחץ האויר.

- מערכות שונות אינן מסוגלות להראות את מידת השינוי בלחץ האויר, אלא רק להתרות על קיומה של סטיה מהרצוי.

- מערכות שונות לא תתרענה כלל על שינוי במצב לחץ האויר במידה והלחץ נמוך או גבוה באופן זהה בכל ארבעת הגלגלים.

התקנת המערכת:

בכלי רכב ישנים נדרשת התקנה עצמית של מערכת בקרת לחץ אויר הנמכרת כמוצר מדף. אולם כיום ברוב כלי הרכב החדשים מערכת זו מותקנת כחלק ממערכת ההפעלה הבסיסית המותקנת ברכב.

חובת התקנת המערכת:

בארה"ב –

החל משנת 2008, חובה על כל רכב המיוצר בארה"ב או המיובא אליה, להיות מצויד במערכת בקרת לחץ אויר.

באירופה –

החל מ1.11.12 מחייבת תקנת האיחוד האירופי כל רכב המיוצר באירופה או המיובא אליה, להכיל מערכת בקרת לחץ אויר.

בארץ -

אין חובה להתקין מערכת בקרת לחץ אויר ברכב שלא הותקנה בו מערכת כזו בזמן ייצורו. אולם, החל משנת 2014 אימץ משרד התחבורה הישראלי את התקן האירופי. ומערכת בקרת לחץ אויר הוכנסה על ידו לרשימת דרישות החובה אותם הוא מציג לכלי רכב חדשים המיובאים לארץ.

הצמיג בראייה ספורטיבית[עריכת קוד מקור | עריכה]

צמיג של מכונית פורמולה 1 מתוצרת מישלן

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 חיכוך רב 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.

הצמיג בראייה עתידית[עריכת קוד מקור | עריכה]

מאז פיתוח הצמיג הרדיאלי, לא הייתה קפיצת דרך משמעותית בתחום ויצרני צמיגים רבים משקיעים במחקר ופיתוח על מנת לפתח את הצמיגים העתידיים.

צמיגים לנסיעה עם תקר (Run flat) פותחו במספר תצורות, אולם הם עדיין יקרים מכדי שיהפכו לנפוצים. חברת מישלן, פורצת הדרך בצמיג הרדיאלי, הכריזה בתחילת העשור הראשון של המאה ה-21 על פיתוח צמיג לא פנאומטי "Tweel", אך הוא טרם נכנס לייצור שוטף.

בתחום צמיגי החקלאות פותחו לאחרונה צמיגים לעבודה בלחץ אויר נמוך ובעומס גבוה (IF, VF) לצורך הפחתת הידוק הקרקע, אך הם עדיין לא נפוצים.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ בדיקת לחץ אוויר בצמיגים, פורטל השירותים והמידע הממשלתי, ממשל זמין