כללי

הצמיג מתווך באופן בלעדי בין מכלול הרכב (שלדה, מנוע, תיבת הילוכים וצירים), למשטח הנסיעה, דרכו מתבצעת תנועת הרכב הכוללת מהירות וכיוון. מסיבה זו, לחץ האוויר בצמיג הוא הראשון בחשיבותו בקביעת גודלו של שטח המגע הנוצר בין סוליית הצמיג והכביש. הצמיג, מהווה את תא הקיבול לאוויר התומך במשקל הרכב. יכולתו של הצמיג לעמוד בעומסי המשקל והתנע המשתנים במהלך הנסיעה (האצה, בלימה, פנייה וכד'), מושגת על ידי מבנה תואם והרכב כימי המאפשרים לצמיג גמישות רבה (כיווץ והתרחבות), במהלך החיכוך עם משטח הנסיעה. כל צמיג, מותאם לעבוד בטמפרטורה ייעודית המאפשרת לו להתרחב וליצור מגע מיטבי עם הכביש. החום הנוצר במהלך החיכוך, מעלה את הפרש הלחץ (עד 5 PSI), בין האוויר הכלוא בצמיג לאוויר שמחוצה לו. כתוצאה מכך, בורח אוויר מתוך הצמיג החוצה דרך המרווחים הזערוריים הנוצרים בעת התרחבות הצמיג. בריחת האוויר מן הצמיגים באופן קבוע, נעה בין 1 עד  2 PSI בכל חודש.
 

לחץ אוויר לא תואם בצמיגים (בדרך כלל נמוך מדי), משפיע על יציבות הרכב ועל ההיגוי, למרות שאינו מהווה בהכרח הגורם המרכזי באיבוד השליטה ברכב ומעורבות בתאונה. נכון להיום, מחקרים שנעשו על ידי ה NHTSA, לא הצליחו לזהות באופן מובהק, מהי תרומתו של לחץ אוויר נמוך בצמיגים כגורם מרכזי/משני בגרימת תאונות. עם זאת, צמיגים תוכננו לתת את מירב התפוקה שלהם (אחיזה בכביש), בלחץ אוויר נתון. כל שינוי בלחץ האוויר, משנה את פרופיל הצמיג ואת רוחב משטח האחיזה העשוי חריצים ובהתאם לזאת משפיע גם על אחיזת הצמיג את הכביש. לחץ אוויר לא מותאם, משנה לאורך זמן את מבנה הצמיג (דפורמציות, שחיקת הסוליה באופן לא אחיד וכד'), באופן בלתי הפיך ומוריד בכך את יכולת הצמיג, להעביר את כוח הבלימה מן הרכב אל הכביש. לחץ אוויר נמוך מדי, מגדיל את שטח החיכוך עם משטח הנסיעה וגורם לצמיג התחממות יתר ומהווה גורם מרכזי (75%), ממקרי התקר. בצמיג מעוות/שחוק, נפגמת רמת האחיזה של הרכב בעת ביצוע עקומות או בעת מעבר מנתיב לנתיב. פגימה זו, מתבטאת גם בניהוג הרכב בעת נסיעה על משטח רטוב, המגדיל את מרחק הבלימה ומעלה את הסיכון בהחלקה ואיבוד השליטה.

בשנים האחרונות, בעידוד הקהילה הבינלאומית להפחתת פליטת פחמימנים משריפת דלק, יצאו יצרני הצמיגים עם דגמים חדשים של צמיגים בהם רמת ההתנגדות לגלגול נמוכה (שוני בעומק החריצים, מבנה הסוליה, משקל הצמיג ושינוי הרכב כימי - סילקה / פיח). רמת התנגדות נמוכה לגלגול, מקלה את תנועת הרכב על האספלט ומקטינה את צריכת הדלק. עם זאת, היא מקטינה את אחיזת הגלגל בכביש ומעלה את רמת הסיכון - האתגר הגדול של יצרני הצימיגים הוא למצוא את האיזון בין חיסכון בצריכת דלק לבין בטיחות הנהג.
 

בצמיגים עם לחץ אוויר הנמוך מן הנדרש, קיימת נטייה גבוהה לשחיקה גבוהה של דופן הצמיג. מספיק מספר בודד של יחידות לחץ אוויר מתחת לנדרש בכדי שהצמיג ישנה את תכונותיו (יקבל דפורמציה) ויגרום לבזבוז אנרגיה ושריפת דלק מוגברת בשל הפחתת גמישות הגומי. כמו כן, צמיגים עם לחץ אוויר הנמוך מן הנדרש, יש טביעת סוליה גדולה יותר של הצמיג על הכביש, יצירת שטח מגע גדול יותר בין הצמיג לבין הכביש שיוצרת גם הגדלת התנגדות לתנועת הגלגול של הצמיג על הכביש. מסיבה זו, לצמיגים מנופחים כראוי יש התנגדות גלגול פחותה וניצולת דלק גבוהה יותר. לעומת זאת, כאשר לחץ האוויר גבוה מן הנדרש, קטן שטח המגע של הצמיג עם הכביש ואחיזתו בכביש נפגמת במקביל להיותו מתווך קשיח מדי בין משטח האספלט לשלדת הרכב מה שגורם להאצת הבלאי (חלקים במערכת ההיגוי, בולמי זעזועים ועוד). יתר על כן, כל הצמיגים נדרשים לתחזוקה נאותה בכדי להשיג את רמות היעד של יעילות, שחיקה, בטיחות, וכלל הביצועים התפעוליים. לפיכך, שימור לחץ אוויר מותאם בצמיג, הוא מרכיב מרכזי במידע של בעל הרכב בכל האמור לצריכת הדלק ושאר הוצאות התפעול הרכב בו הוא נוסע. על פי חישובים שונים ללחץ האוויר בצמיג  (נמוך / גבוה), ישנה השפעה הנעה בין 1% ל 4% בצריכת הדלק ובין 4% ל 16% בשחיקה / בלאי.
 
בוועדת הכלכלה של הכנסת שהתכנסה בדצמבר 2003 לישיבת חירום בנושא הצמיגים, נמסר על ידי נציג המשרד לביטחון פנים, כי משנת 1994 העבירה המשטרה לבדיקת מומחה חיצוני כ-751 צמיגים שעברו תאונות דרכים. נקבע כי 174 צמיגים מתוכם גרמו לתאונות הדרכים- 23%. 55 צמיגים, נקבעו מסייעים לתאונת דרכים כגורם משני- 7%. מספרים אלו מתייחסים רק לתאונות בהן הועלה חשד לכשל בצמיגים. ברוב המדינות בעולם, עדיין לא קיימים מספקי נתונים סטטיסטיים מובהקים בתחום זה. מן הנתונים החלקיים משערים כי מידת ההשפעה/קשר נעה בין 0.8% ל1.8% ומומלץ להפוך גורם זה, כמרכיב בדיקה הכרחי בעת ניתוח הסיבות לתאונה.
 

עם המודעות הגוברת לתרומתו המרכזית של הצמיג בבטיחות הרכב, חדרה ההכרה כי תפעולו ואחזקתו של הצמיג , אינם נופלים בחשיבותם מאיכותו החומרית והטכנולוגית (כמו הכשל בצמיגים לרכבי שטח מסוג Firestone/ Ford). ידיעתם של רוב הנהגים, לוקה בחסר בכל האמור בצמיגי הרכב בו הם נוסעים, לרבות מידת הצמיגים, מיקומם המתאים בסרנים (צירים), מצב הבלייה, רמת לחץ האוויר הנדרשת וכיצד יש לתחזק אותה. רמת הלחץ בצמיג, דורשת בדיקה יומיומית בטרם נסיעה בניגוד לבדיקת שמן ומים, אותן אפשר לבצע בתחנת הדלק הקרובה.

הנתונים הסטטיסטיים, המראים ברכבים שהיו מעורבים בתאונה ורמת לחץ האוויר הייתה נמוכה/גבוהה מדי בלפחות גלגל אחד, רוב הנהגים לא טרחו כלל לבדוק את לחץ האוויר בצמיגים, או לא ידעו כיצד לעשות זאת. סיבות אלו, העלו את הצורך לפתח מערכות למדידת רמת לחץ האוויר בצמיגים כתחליף לבדיקה שאמור הנהג לערוך והחל משנת 1998, החל פיתוח מואץ של יצרני הרכב ויצרנים פרטיים.

 

פירוט הטכנולוגיה

מערכת משגוח לרמת לחץ האוויר בצמיגים Tire Pressure Monitoring System (TPMS),, מופיעה במספר סוגים של טכנולוגיה:

מערכת ישירה המודדת בנפרד את לחץ האוויר בכל גלגל (כולל גלגל רזרבי). רוב המערכות הישירות של משגוחי לחץ אוויר, מצוידות בחיישן המודד רמת לחץ אוויר והטמפרטורה בהתאם לדרישות היצרן. הנתונים מועברים למערכת מרכזית על ידי אנטנה נפרדת לכל גלגל, ומנותחים ביחידת בקרה. במידה ויחידת הבקרה מאתרת הפרשי לחץ אוויר וטמפרטורה החורגים מן המותר, נשלח אות המופיע על לוח השעונים של הנהג. האות יכול להראות את רמת הלחץ בגלגל בודד ובאיזה גלגל מבין הארבעה, או בכל הארבעה ביחד (בחלק מן המערכות גם בגלגל רזרבי, למרות שאינו בשימוש).

יתרונות:

 חסרונות:

מערכת ישירה עם משאבה, בעלת אותה איכות כמו מערכת רגילה רק עם האפשרות לניפוח הגלגל. לכל גלגל משגוח ומשאבה נפרדים. המערכת מתריעה לנהג על הצמיג בו לחץ האוויר נמוך ויש לנפחו מחדש. אם לחץ האוויר יורד יותר מדי, האינדיקציה מראה כי יש להחליפו. במצב חירום בו האוויר יורד באופן דרסטי כתוצאה מתקר, המערכת יכולה להחזיק את הצמיג מלא עד הגעה למקום בו ניתן להחליפו. מרגע שהרכב עוצר, מפסיקה המשאבה לעבוד והצמיג יתרוקן מאוויר.

 

 יתרונות:

חסרונות:

 

מערכת לא ישירה, מצוידת בחיישני מהירות של מערכת בילום ABS. חיישני המערכת, מודדים את הפרשי המהירויות בין כל שני גלגלים, בהסתמך על העובדה כי צמיג בו לחץ אוויר נמוך, קטן ברדיוס שלו מצמיג בו לחץ האוויר גבוה. חישוב הפרשי המהירויות, מועבר לנורית ההתרעה בלוח השעונים. ישנן מערכות לא ישירות (טויוטה), המודדות את רמת לחץ האוויר בצמיג בהתייחס לשינויים הנמדדים מטבעת הפלדה הקפיצית הממוקמת על הג'נט (ישנו יחס ישר בין רמת לחץ האוויר בצמיג לבין הלחץ המופעל על טבעת זו, בכל מהירות וטמפרטורה נתונים). חלק מן המערכות הלא ישירות, מודדות הפרשי "רעשים" אותם יוצר הגלגל בעת הנסיעה (ויבראציות המתקבלות ממשטח הנסיעה- כביש, דרך עפר ועוד). "רעשים אלו, משתנים בתדירותם בהתאם למהירות, טמפרטורה ורמת לחץ האוויר בצמיג. השינויים הנמדדים ב HZ בודדים, מוזנים למערכת ומועברים אל לוח השעונים.

יתרונות:

חסרונות:

פיתוח נוסף של מערכת לבדיקת לחץ האוויר בגלגלים, היא מערכת חיצונית המותקנת בתוך הכביש- TMGS-Tire Monitoring Ground System. מערכת זו בודקת את לחץ האוויר בכל גלגל כאשר הרכב עובר מעל החיישנים המותקנים בכביש/משטח הנסיעה. החיישנים אומדים את מצבו של הצמיג בהתאם למידות וללחץ האוויר הנדרשים וביחס למשקל הרכב במצבו הנתון. ניתוח הנתונים, מתקבל על צג הנמצא מול הנהג ומראה את רמת הלחץ בצמיגים והתרעה על צמיג בו לחץ האוויר אינו מתאים. מערכות אלו, מותקנות בחברות השכרה, ציי רכב המוודאים באופן זה כי צמיגי הרכב היוצא לכביש, תקינים ומנופחים כנדרש.

 

היתרון המשותף לכל המערכות, הוא רמת בטיחות גבוהה יותר בנהיגה, חסכון בדלק בשל רמת חיכוך מיטבית עם הכביש ובלאי נמוך של הצמיג.

 

יעוד (בעיות בטיחותיות שהיא מיועדת לתת להם מענה)

מערכת משגוח לרמת לחץ האוויר בצמיגים Tire Pressure Monitoring System TPMS-, ומערכת TMGS - Tire Monitoring Ground System, מאתרות הפרשי לחצים הנמוכים/גבוהים מן המומלץ על ידי היצרן ומזהירה את הנהג על הסכנה הכרוכה בהמשך הנסיעה.

מצב בשלות הטכנולוגיה

סטטוס פיתוח/ניסויים,

קיימות מערכות שונות בשימוש. עם זאת, פיתוח מערכות אלו בתחום החומרה ותכנה (סוגי האלגוריתמים לחישוב), עדיין לא הסתיים (אוניברסיטאות STANFORD ו (LINKOPING.

ראה קישור:

http://www-cdr.stanford.edu/dynamic/navigation/NLSlipAVEC2002.pdf

ftp://ftp.control.isy.liu.se/pub/Reports/2002/2471.pdf

 

פיתוח מן הדור החדש של חיישני לחץ אוויר, הוא ה TireStat, של חברת Mobile Awarenes המיועד בעיקר לרכבים כבדים ולכלים כבדים בעבודות תשתית. פיתוח חיישן לחץ האוויר, מיועד להפחית את אחת ההוצאות הכבדות בעבודות התשתית קשורה לבלאי הצמיגים. הבלאי הגבוה בצמיגים של כלים כבדים בעבודות תשתית (כפי הנראה בצמיגים שאינם ממולאים גם במים), יכול לנבוע ממצב בו לחץ האוויר בצמיג נורמאלי, אך הטמפרטורה בו גבוהה (שטח חשוף בו קליטת קרני אור השמש גבוהה במיוחד, בשילוב של לחץ אוויר התחלתי נמוך), מה שיגרום בסופו של דבר לכשל הצמיג (פיצוץ, התפרקות) והחלפתו היקרה.

חיישני לחץ האוויר של מערכת TireStat, מותקנים חיצונית על שסתום הניפוח, ללא הפרעת גישה אל פיית הניפוח עצמה. החיישנים מזהים במהירות שינויים בלחץ האוויר ובטמפרטורה והנתונים מועברים באופן אלחוטי אל תא המפעיל. כתוצאה מכך, עולה באופן משמעותי יכולת המפעיל, להגיב בטרם התרחש בפועל כשל בצמיג, תוך שמירה מרבית על בטיחות, חיסכון בדלק ויעילות התפעול.

 

קישור למידע:

http://www.prlog.org/10135782-new-tirestat-no-nonsense-commercial-grade-tpms-is-released-by-mobile-awareness-llc.html

 

חיישן לחץ אוויר מן הדור המתקדם, הוא SMD400 מבית בוש (BOSCH). בשונה מחיישנים אחרים, חיישן זה פועל על צריכת זרם נמוכה והוא חסכוני באנרגיה שהוא צורך (סוללה פנימית שהתרוקנה, נדרשת להחלפה מדי פעם בטרם החלפת הצמיג בשל שחיקה, או תיקון תקר, כאשר לפעמים טיפול זה, גורם לפגיעה במודול הגלגל כולו והחלפתו נדרשת). בנוסף חיישן מיקרו מכני למדידת לחץ האוויר מסוג Piezo מאפשר טווח מדידה מ 0 ועד 87PSI , או מ 6 עד 600 בר kPa. דור החיישנים החדש מכיל גם יישומים רב תכליתיים ((ASIC. כלומר, עכשיו רק כמה רכיבים חיצוניים נדרשים עבור מודול צמיג מלא (סוללה, קריסטל קוורץ, ואת אנטנת הרדיו לשידור הערך הנמדד, מן הגלגל אל האלקטרוניקה לרכב).

לחיישן הלחץ ((piezo שלמערכת SMD400, טעות מדידה באזור הליבה הנשארת בסביבות 1% ועף מתחת לו ועד למקסימום של 2% אחוזים בגבולות טווח המדידה. חיישן טמפרטורה פנימי מאפשר זיהוי שינויי טמפרטורה, כמו גם ממשק עבור חיישן תנועה piezoelectrical אשר ניתן להוסיף כאופציה. המידע מועבר אל תא הנהג בין שהרכב בתנועה או בין שהוא נייח. המערכת ניתנת לתכנות עצמאי של המשתמש על פי צרכיו, כאשר מרכיב החיסכון באנרגיית הסוללה נכללת באופן השימוש בשידור הנתונים מן החיישן אל תא הנהג, כאשר היא נשמרת במצב המתנה/שינה (sleep mode) ומופעלת באופן אינדוקטיבי מכל חיישן. שידור הנתונים אל המערכת, נעשה בתדר גבוה וכולל בתוכו זיהוי כל חיישן בנפרד (לרבות עריכת בדיקה אוטומאטית לתקינות המערכת), הכוללת את משתני לחץ האוויר הטמפרטורה ועצמת הסוללה.

 

קישור למידע:

http://www.bosch-presse.de/TBWebDB/en-US/PressText.cfm?id=3445

 

 

חברת  SATE AUTO ELECTRONIC LTD מייצרת מערכות יעודיות לניטור לחץ אוויר בצמיגים עבור סוגי הרכבים השונים - משאיות גוררות, אוטובוסים, משאיות, ציוד מכני הנדסי כבד (EARTH MOVING VEHICLES), רכבי נוסעים אופנועים ועוד. לחברה פתרונות יחודיים התומכים בצורה אוטומטית בתצורת משאיות (סמי-טריילר, פול-טריילר) משתנה "נתק/עגון וסע". המערכת מנטרת את לחץ האוויר והטמפרטורה בכל גלגל בנפרד, ומתריעה על כל סטיה מהלחץ התקני.

בנוסף, מתריעה המערכת בזיהוי דליפה מהירה (התרעת תקר) לפני שניתן להרגיש בשנוי בתגובת הרכב ועל ידי כך ניתן להמנע ממצב חירום וכמו כן להציל את הצמיג או אפילו צמד צמיגים. המערכת כוללת יחידת תצוגה בתא הנהג וחיישן המורכב על כל צמיג. יחידת התצוגה מתריעה בזמן אמיתי קולית וחזותית על כל חריגה בלחץ האויר או הטמפרטורה בצמיג. בנוסף, ניתן לקבל את סטטוס לחץ אויר וטמפרטורה בכל גלגל בצי בכל רגע נתון דרך מערכות נהול צי רכב (אם מותקנת) והתרעות ברגע קרותן בזמן אמיתי וכהודעת SMS (מסרון) דרך מערכת נהול הצי. מערכות אלו מותקנות בישראל בציי רכב שונים – משאיות ואוטובוסים וכמו כן ברכבים פרטיים ואופנועים. את הפתרונות משווקת בישראל חברת ג.א.ס.ט טרדינג בע"מ.
קישור למידע:
http://www.itsworldportal.com/134543/Suzhou-Sate

 

היקף מכירות בעולם

עולה בהיקפו באופן מתמיד, בשל התקינה המחייבת את כל הרכבים החל משנת 2007/8 להיות מצוידים בחיישני לחץ אוויר.

מס. יצרנים.

כל יצרני הרכב וכן יצרנים פרטיים.

 

מצב ההטמעה בעולם

פרסום תקן טכני ISO

התקינה הסופית בארה"ב של הפרמטרים למשגוח לחץ אוויר בצמיגים- אפריל 2005. התקן מכיל את כל הפרמטרים הטכניים המחייבים והנגזרות בשינוי מפרטים ברכב בארה"ב Federal Motor Vehicle Safety Standard (FMVSS) No. 138 Tire Pressure Monitoring System (TPMS),, מתייחסת למרכיבים הטכניים המומלצים למערכות משגוח לחץ אוויר.

קישורים לתקן:

http://www.tireindustry.org/pdf/TPMS_FinalRule_v3.pdf

http://www.nhtsa.dot.gov/cars/rules/rulings/TPMS_FMVSS_No138/part1-2.html#1

 

איגוד יצרני הצמיגים בארה"ב TIA , יצא נגד התקינה של (NHTSA). בכל הנוגע לגבי המפרטים הטכניים הנדרשים והיישומים הנגזרים מהם. איגוד היצרנים, העלה הצעות תקינה חליפיות בהיבטים טכניים המתייחסים בעיקר לרמת הפרשי לחץ האוויר, כולל שינויים בתפיסה הכוללת של ממשק החלפה ותחזוק צמיגים.

קישורים:

http://www.tireindustry.org/government/tpms_comments.asp

http://www.tireindustry.org/pdf/features/0106_TTI_TPMS.pdf

פרסום תקנות מחייבות (באיזה מדינות).

ארה"ב העבירה תקנה,הקובעת כי החל משנת 2007, מחויבים היצרנים לצייד את כל הרכבים במערכת TPMS.

קישור לתקנה:

http://www.controleng.com/article/CA6471138.html

הוספת מידע בתגית היצרן בכל צמיג הנוגעת לאופן תחזוק הצמיג.

משרד התחבורה האמריקאי, הוציא תקנה המחייבת את יצרני הצמיגים לצרף לכל צמיג תגית המציינת מידע לגבי הצמיג מעבר לתאריך היצור, מידות ורמת הלחץ הנדרשת. בנוסף לדרישה הקיימת למידע הנוגע ללחץ האוויר האופטימאלי, נדרש היצרן להוסיף מידע על מרכיבי הצמיג, עיצובו ותכונות הבנייה המשפיעות על התנגדות הגלגול כמו על תכונות אחרות כגון כוח גרירה, נוחות הטיפול בו, רעש, התנגדות לשחיקה וכל מידע המשפיע בסופו של דבר על כיסו של המשתמש בכל הנוגע להוצאות הדלק והתפעול. כלל ההוצאות השנתיות על צמיגים בארה"ב נעות בסביבות 20 מיליארד דולר.

קישורים לתקנות:

http://www.nhtsa.dot.gov/staticfiles/DOT/NHTSA/Rulemaking/Rules/Associated%20Files/Label_Examples.pdf

 

http://www.nhtsa.dot.gov/staticfiles/DOT/NHTSA/Rulemaking/Rules/Associated%20Files/TFECIP%20Final%20Rule.pdf

מצב ההטמעה בישראל

יצרנים בישראל

פריסקייל- - Freescale סמיקונדקטור, מייצרת מערכת חיישני לחץ קיבולי, הצורך מעט אנרגיה.

קישור לאתר החברה:

http://www.bubbletech.co.il/bt/NEWS.jhtml?value=700

 

 

מצב המחקר

מחקרי מפתח

מחקר מפתח שוודיה 2002

מחקר מטעם המחלקה למערכות תקשורת של אגף ההנדסה באוניברסיטת LINKOPING בשוודיה, פיתחה מערכת לא ישירה לבדיקת לחץ האוויר בצמיגים. המערכת מורכבת משילוב חיישני מהירות המודדים את רדיוס הצמיג בעת הנסיעה (תוך השוואתו עם צמיג אחר על אותו סרן) וחיישנים המזהים שינויים ברעידות (וויבראציות) המגיעות מן הגלגל, כאשר ניתוח הוויבראציות, מתקבל מגומי הצמיג המתנהג כמו קפיץ בעת הנסיעה (תדירות הרזונאנס נמצאת ביחס ישר ללחץ האוויר בצמיג, המשפיע על קשיחות/צפיפות הצמיג ). חיישני הוויבראציות ממוקמים על קפיצי הבלימה של כל גלגל. ניתוח הנתונים נעשה במקביל ובמשולב- והמידע מועבר דרך מערכת מרכזית אל לוח השעונים.

הניסוי נערך בחמישה מצבים שונים:

ממצאים ומסקנות:

המערכת המשולבת, הצליחה לזהות את הצמיג בו חסר לחץ אוויר בתוך 60 שניות. המערכת חייבת לכייל את עצמה לאחר שהגלגל מולא מחדש באוויר. כל מערכת מסוגלת לאתר בכל גלגל בנפרד ובכל הארבעה יחד, ירידה בלחץ האוויר מ 25% ויותר. במצב בו ישנה ירידה של 15% בגלגל אחד או יותר, נדרש שילוב שתי המערכות יחד.

 

קישור למחקר:

ftp://ftp.control.isy.liu.se/pub/Reports/2002/2471.pdf

 

מחקר נוסף של חברת טויוטה משנת 1998, עוסק גם הוא במערכת לא ישירה של חיישנים למדידת לחץ האוויר בגלגלים.

קישור למחקר:

http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/pdf/nrd-01/Esv/esv16/98S2P16.PDF

 

 

מחקר תגובות משתמש

מחקר לאיתור הצורך/בעיה

מחקר על רמת לחץ האוויר בוואנים של 12, 14 ו15 נוסעים- NHTSA ארה"ב 2005.

מחקר זה, בודק עד כמה רווחת בארה"ב התופעה של לחץ אוויר נמוך מדי בצמיגים של וואנים 12 עד 15 נוסעים. הצורך במחקר, עלה כתוצאה מריבוי תאונות בהן היו מעורבים רכבים מן הסוג הנ"ל ובהם אובחנה באופן חד משמעי, תרומתו של לחץ אוויר גבוה/נמוך בצמיגים כגורם ראשי או מסייע בגרימת התאונה. וואנים של 12- 15 נוסעים, משמשים על פיר רוב להסעת ילדים, מבוגרים, קהילות דתיות ועובדים של חברות הנעזרות בשירותי הסעה לרבות משרדים ממשלתיים. כחלק מפעילות הסנאט וגופים הממונים על הבטיחות בדרכים NHTSA,  NTSB (National Transportation Safety Board), הוחלט לצאת בתכנית מיוחדת שתבדוק ממה נובעים ליקויי הבטיחות, הנוגעים לרמת לחץ האוויר ברכבים אלו.
 

המחקר נערך ב 16 אזורים שונים ברחבי ארה"ב, בהם ערים, פרוורים, אזורים פתוחים כפריים, אוטוסטראדות ועוד. כחלק ממחקר רחב היקף, נבדקו 1242 וואנים של 12 ו14 נוסעים ו937 וואנים של 15 נוסעים. כמו כן נבדקו גם רכבים המסיעים סחורה בתפוסה מלאה (חברות משלוח וחברות השכרה). הממצאים נאספו מן הרכבים בהיותם ריקים מסחורה/נוסעים במהלך אביב וקיץ 2004. (הנחת היסוד באיסוף הנתונים בתקופות אלה, הייתה כי בחורף המצב גרוע בהרבה בשל השפעת הטמפרטורה הנמוכה על לחץ האוויר). הרכבים מהם נאספו הנתונים היו מסוג פורד, דודג' ו GMC. נתוני הרכב במשקל, מבנה וצמיגים היו זהים בכל הרכבים. כמו כן התבצעו ראיונות עם הנהגים לגבי מידת האימון והידע שלהם בתחום תחזוקת הצמיגים. הפרמטרים שנמדדו הם רמת לחץ האוויר בצמיגים ומצבם התחזוקתי (בלאי- עובי דופן הצמיג, עומק החריצים, דפורמציות וכד').
 

הרכבים שנבדקו, באו גם מקטגוריות שירות שונות: אוניברסיטאות ומכללות- 13%, כנסיות וקבוצות מאורגנות- 24%, חברות השכרה/הובלה- 11%, שירותי הסעה- 13%, רכבים ממשלתיים- 7% ורכבים ממלונות- 5% וכן רכבים ממקורות שונים, כולל משאיות קלות ורכבים פרטיים.

ממצאים:

רכבים בהם לפחות גלגל אחד נמצא ברמת לחץ אוויר הנמוכה מהמלצת היצרן:

 

רכבים בהם בכל ארבעת הגלגלים רמת לחץ האוויר נמוכה מהלצות היצרן:

רכבים בהם לחץ האוויר גבוהה מהמלצת היצרן:

המלצות:

הכנת תכנית לחינוך הנהגים בכל הנוגע לתחזוקה וידע בסיסי על צמיגים. התקנת חיישני לחץ אוויר לכל גלגל בנפרד (כולל גלגל רזרבי) וכן בדיקה חודשית לכל רכב שתעשה על ידי הגוף המפעיל את הרכב (קצין בטיחות ממונה וכד').

קישור למחקר:

http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/Pubs/809846.PDF

 

מחקר אפקטיביות

מחקר מקדמי רחב היקף, להכנת התקינה בארה"ב הנוגע לסוגיות בטיחות בצמיגים, סוג המערכות הקיימות והשיפורים הנדרשים, העדפות הצרכנים ויחסי עלות תועלת.- NHTSA ארה"ב 2004

הרשות הסתמכה על ניסויים בצמיגים שנערכו על ידי חברת GOODYEAR ו RUBBER COMPANY וניסוי של NHTSA, בכל הנוגע להשפעות לחץ האוויר על מרחק בלימה, הימנעות מתאונות, הניסויים נערכו על משטחי בטון, אספלט במצב רגיל וכאשר הם רטובים.

ממצאים:

מסקנות:

 

ב. בבדיקה של היענות הנהגים להתרעת המערכת ישירה של TPMS, לגבי לחץ אוויר נמוך באחד הגלגלים, נמצא כי 90% מן הנהגים מטפלים באופן מידי בבעיה. נהגים בעלי רכבי יוקרה, מודעים יותר ומטפלים במהירות רבה יותר מנהגים ברכבים סטנדרטיים. בהתייחס לממצאים אלו, NHTSA מעריכה כי בחישוב סך התאונות הנגרמות מפיצוץ/תקר בצמיג, למערכת TPMS, הפוטנציאל למנוע את הכשל בצמיג ב 20% מסך המקרים.

 

ג. הרשות בחנה מספר מערכות המתחלקות לקטגוריות:

ממצאים שנמצאו ביחס לדרישות התקינה:

מערכות ישירות:

מערכות לא ישירות:

המלצות:

סוכנות התקינה האמריקאית, מאמינה כי שילוב מערכת לא ישירה ומערכת ישירה המודדת כל שני צמיגים בשילוב מקלט רדיו להעברת הנתונים, מסוגלת לעמוד בדרישות התקינה.

 

ד. בהיבטים של יחסי עלות תועלת של שימוש בחיישני לחץ אוויר, נבחנו מספר מערכות ישירות ולא ישירות, כאשר הנחת היסוד הייתה שככל שהתרעת המערכת תהייה ממוקדת לגבי הגלגל הספציפי, כך תהייה נטיית הנהג לטפל בבעיה גדולה ומהירה יותר. מבחני עלות תועלת, עמדו בהקשר עלות המערכת למשתמש (לאחר הוזלה),מול תועלת בתחום חיסכון בעלות הצמיגים ואחזקתם.

ממצאים:

המלצות כלליות:

מאספקטים שונים של בטיחות, צריכת דלק ויחסי עלות תועלת, הרשות הלאומית לבטיחות בדרכים NHTSA, ממליצה על תקינה מחייבת למערכות TPMS בכל הרכבים.

קישור למחקר:

http://www.nhtsa.dot.gov/cars/rules/rulings/TPMS_FMVSS_No138/part5.2.html

 

תקציר מאמר, מטעם Federal Motor Carrier Safety -Administration's ארה"ב (2005), מתאר הצעות למיפוי הפרמטרים הנדרשים לעריכת מחקרים, על צמיגים ומשגוחי לחץ אוויר ברכבים כבדים, תוך מטרה להגיע לתקינה.

קישור למאמר:

http://www.fmcsa.dot.gov/facts-research/research-technology/tech/tire-pressure-sensors.htm

 

 

מחקר יעילות מערכת ניטור לחץ אוויר בגלגלים- NHTSA, אפריל 2009

 מחקר מטעם הרשות האמריקאית לבטיחות בדרכים NHTSA, מראה כי ב 28% אחוזים מן הרכבים הפרטיים, רכבי מסחריים ומשאיות קלות, לפחות גלגל אחד נמצא מתחת ללחץ האוויר הנדרש. בשל הכשלים הבטיחותיים ובזבוז האנרגיה והפגיעה באיכות הסביבה הנגרמים כתוצאה מתחזוקת צמיגים לקויה, החליט משרד התחבורה האמריקאי להוציא תקנה המחייבת את התקנתם של חיישני לחץ אוויר בכל הרכבים הפרטיים החל משנת 2006 ועד 2008. מכון המחקר של הרשות האמריקאית לבטיחות בדרכים, ערך סקר שתכליתו להעריך את רמת לחץ האוויר בצמיגים (תת לחץ ולחץ יתר), ברכבים בהם קיימת/לא קיימת מערכת ניטור לחץ אוויר.

 

מתודולוגיה

לצורך קבלת נתונים מהימנים מהם ניתן לגזור מסקנות כוללות ורלבנטיות לכלל משתמשי הרכב הפרטי בארה"ב, נעשה שימוש במספר מודלים לחישוב סטטיסטי שיכלו לעבד נתונים הנראים באופן רגיל כחסרי משמעות. הסקר בחן את השינוי באחוזים של רמת לחץ האוויר בצמיגים (גבוה, נמוך) ביחס להמלצת היצרן, כאשר המשתתפים מתחלקים לבעלי מערכת ניטור לחץ אוויר (מערכת ישירה/לא ישירה) וקבוצת משתתפים חסרי מערכת ניטור לחץ אוויר. כמו כן נבחנה שאלה זו, במספר תת קטגוריות כמו היחס בין מערכות ניטור לחץ האוויר הישירות והבלתי ישירות, גיל ומין בעל הרכב.
 

הסקר התייחס לרכבים משנת 1997 ועד 2003. המידע נאסף ממערכות ניטור חיצוניות primary sampling units (PSU), מבסיס נתונים הלאומי של תאונות דרכים Crashworthiness Data System (CDS) ומאגרי הנתונים של יצרני הצמיגים. נבחרו מספר שווה של רכבים מכל שנתון ובדיקת לחץ האוויר בצמיגים נערכה באופן אקראי לכל קבוצה. במקור, התכוון המחקר לבחון 12,000 רכבים, מתוך הנחה כי לגבי 7000 מהם יאספו מספיק נתונים לעריכת מחקר הולם, אולם בפועל נאספו מספיק נתונים רק לגבי 2300 רכבים.

 

ממצאים:

 

מסקנות לגבי אפקטיביות מערכת ניטור לחץ אוויר בגלגלים:

 

קישור למחקר:

http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/Pubs/811086.PDF

 

 

מחקר יעילות לבחינת מערכת ניטור לחץ אוויר במשאיות ורכבים כבדים- NHTSA, 2009. 

מערכות ניטור לחץ אוויר למשאיות ורכבים כבדים, התבססו בעיקר על אומדן לחץ האוויר דרך מערכת ABS- חיישן אופטי קורא את הפרש מהירות סיבוב הגלגלים בכל ציר בהסתמך על העובדה כי גלגל שאינו מנופח דיו, קטן יותר ועושה יותר סיבובים מגלגל מלא. החיישן לא יכול להתריע במידה ובשני הגלגלים הלחץ שווה אך נמוך מן הנדרש ולא מזהה אם בגלגל הקטן יותר הלחץ נמוך מן הנדרש, כשבגלגל השני הלחץ גבוה מן הנדרש. הרשות האמריקאית לבטיחות בדרכים- NHTSA, החליטה לבחון את יעילותן של מערכות ניטור לחץ אוויר למשאיות המודדות את לחץ האוויר עצמו בכל גלגל בנפרד. מערכות אלו, מודדות גם את הטמפרטורה בכל גלגל לצורך חישוב לחץ האוויר בתנאים משתנים (מהירות נסיעה, טמפרטורת התשתית, טמפרטורה חיצונית ועוד). המחקר מתמקד בבעיה העיקרית של צמיגי משאיות בזמן עבודה והיא לחץ אוויר הנמוך מן הנדרש (בעיה של לחץ אוויר גבוה, זניחה בהרבה).

 

חמש מערכות נבחנו לצורך המחקר:

מתודולוגיה

לצורך המחקר, נבחרו מספר צמיגים בגודל זהה מיצרנים מוכרים (משלין, Firestone, Bridgestone), המשמשים למשאיות ורכב כבד. כל הצמיגים עברו בדיקה מקדמית וכוילו לחץ האופטימאלי. מערכת איסוף ועיבוד נתונים הכוללת מד לחץ אוויר, טרמומטר דיגיטאלי, ומצלמת ידיאו, הותקנה בכל רכב/גלגל. מחשב מרכזי אסף נתונים מ 16 ערוצים במהלך המבחן במשתני לחץ האוויר בצמיגים, מהירות הרכב, מרחק הנסיעה, סוג הנסיעה (מיקום ואירוע) והטמפרטורה החיצונית לצמיג. מערכות הניטור כוילו לאמוד את לחץ האוויר בין 0 ל 200 PSI ברמת דיוק של 0.5%. הבקרים אפשרו לבחון בו זמנית את הפרשי הלחץ מעל ומתחת לנדרש בצמיג אחד או יותר תוך איפוס המתמרים ורישום של הלחצים בצמיג בזמן אמת. כמו כן המערכות והצמיגים כוילו בלחצים נמוכים, בטמפרטורות משתנות, במעקב של שינויי גודל הצמיג בהתאם לשינויים בלחצים ובטמפרטורות ובאיפוס המערכת לאחר החזרת הצמיג ללחץ הנדרש.

 

בחינת לחץ אוויר נמוך- המבחן למערכות כלל מספר מרכיבים:

 

 

ממצאים עיקריים:

 

מסקנות:

חלק מן הבעיות, נובעות מתקלות בהתקנה של המערכות על גבי כלי הרכב לרבות בעיות הנובעות מהפעלה שגויה. על בעיות אלו ניתן היה להתגבר בעזרת מהנדסים וטכנאים שהוקצה למחקר, אך זמינות זו אינה נחלתם של נהגים וטכנאים שאינם מנוסים דיים (ציי רכב ורכבים פרטיים) ורצוי שהיצרנים והמשווקים יערכו בהתאם. עניין נוסף שיש לתת עליו את הדעת, הוא חוסר הוודאות לגבי עמידותן של המערכות לאורך זמן בתנאי עבודה קשים האופייניים לרכבי משא כבדים (בעיקר בעבודות תשתית). עדיין לא נערכו מבחנים מקיפים לתקופות ארוכות (שנה ויותר), בהן השימוש במערכות יקרות מכסה את עצמו להלכה למעשה ולא רק בתיאוריה של מבחני עלות תועלת.

קישור למחקר:

http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/pdf/esv/esv21/09-0551.pdf

 

מחקר רמת הטמעה

יש כוונה של NHTSA להגיע למחקרים אלה במהלך השנים 2005- 2009.

 

 

 

מהתקשורת:

א.מ. מעגל שיווק ופיתוח עסקי והמפתח יוסף פשצ'ק, חושפים אב טיפוס של מערכת משגוח לחץ אוויר בצמיגים, החשיפה למוצר נערכה 23-20   ביוני 2005, במרכז הירידים והקונגרסים, גני התערוכה, בת"א, בחסות משרדהתעשייה, המסחר והתעסוקה. מגזין הידען- עתידנות חלל ומדע 2005.

קישור לכתבה:

http://www.hayadan.org.il/wp/technology-090605/

חברת פריסקייל- Freescale סמיקונדקטור, השיקה מערכת חיישני לחץ קיבולי, שפותחה על ידה ומודדת בזמן אמת נתוני מהירות, תאוצה ולחץ אוויר בגלגלי הרכב. המערכת מתריעה באופן מיידי כאשר אחד הגלגלים, כולל הגלגל הרזרבי, אינו מנופח כראוי. ענקית השבבים, חשפה את מערכת ניטור לחץ האוויר לגלגלי רכב, הראשונה בעולם שמכילה חיישן לחץ קיבוי, בעל צריכת מתח נמוכה במיוחד ורמת דיוק גבוהה. המערכת מספקת פתרון קל להטעה ובעל תמחור תחרותי. דורון ברקת 08/01/2007 פורטל היי טק.

קישור למאמר:

http://www.bubbletech.co.il/bt/NEWS.jhtml?value=700

 

פרסום מטעם ארגון יצרני הצמיגים בארה"ב TIA, מראה את מבנה מערכת החיישנים וכיצד היא מותקנת ברכב ובגלגלים.

קישור:

http://www.tireindustry.org/pdf/TPMS_Comments052305.pdf

 

 

 

רשימת מקורות:

GAO 2007

http://www.gao.gov/new.items/d07246r.pdf

 

סטטיסטיקה ארה"ב NHTSA

http://www.nhtsa.dot.gov/cars/rules/rulings/TirePresFinal/safetypr.html

 

http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/Pubs/809846.PDF

 

ארגון יצרני הצמיגים בארה"ב 2005

http://www.tireindustry.org/pdf/TPMS_Comments052305.pdf

http://www.tireindustry.org/government/tpms_comments.asp

 

Federal Motor Carrier Safety -Administration's ארה"ב 2005

http://www.fmcsa.dot.gov/facts-research/research-technology/tech/tire-pressure-sensors.htm

 

מחקר בקרת לחץ אויר בצמיגים טקסס 2001

http://www.ntsb.gov/publictn/2003/HAR0303.pdf

 

תקינת צמיגים ארה"ב 2005

http://www.nhtsa.dot.gov/cars/rules/rulings/TPMS_FMVSS_No138/part1-2.html#1

 

http://www.nhtsa.dot.gov/cars/rules/rulings/TPMS_FMVSS_No138/part5.1.html

 

NHTSA מחקרים 2005

http://www.nhtsa.gov/cars/problems/studies/15PassVans/15-PassVanTirePressure.pdf

 

http://www.fmcsa.dot.gov/facts-research/research-technology/tech/tire-pressure-sensors.htm

 

NHTSA 2001

http://ntl.bts.gov/lib/11000/11600/11671/tpms.pdf

 

ITS ארה"ב 2005

http://www.its.dot.gov/press/pdf/jeffsecristsess11.pdf

http://www.nhtsa.gov/cars/rules/rulings/PriorityPlan-2005.html

 

ארה"ב 2004

http://www.google.com/patents?hl=iw&lr=&vid=USPAT6772812&id=KpgQAAAAEBAJ&oi=fnd&dq=tire+pressure+monitoring+nhtsa

 

http://www.google.com/patents?hl=iw&lr=&vid=USPAT6744356&id=o-QRAAAAEBAJ&oi=fnd

 

ארה"ב 2006

http://www.google.com/patents?hl=iw&lr=&vid=USPAT7002456&id=rXx4AAAAEBAJ&oi=fnd

 

אוניברסיטת סטנפורד 2002

http://www-cdr.stanford.edu/dynamic/navigation/NLSlipAVEC2002.pdf

 

חברת טויוטה 1998

http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/pdf/nrd-01/Esv/esv16/98S2P16.PDF

 

 

אוניברסיטת LINKOPING  שוודיה 2002

ftp://ftp.control.isy.liu.se/pub/Reports/2002/2471.pdf

 

 

תגובת איגוד הצרכנים להצעת התקינה בארה"ב 2004

http://www.citizen.org/documents/305595_web.pdf

 

משטרה אגף הבטיחות

http://www.hinet.co.il/MagazineArticles/Article.asp?CategoryID=13049&ArticleID=4704

 

פיתוחים ישראליים

http://www.hayadan.org.il/wp/technology-090605/

 

http://www.bubbletech.co.il/bt/NEWS.jhtml?value=700

 

 

ועדת הכלכלה של הכנסת 2003

http://www.knesset.gov.il/protocols/data/rtf/kalkala/2003-12-09-02.rtf

 

הצמיג כחוליית הקישור עם הכביש- בני אביעד

http://bd.mot.gov.il/NR/rdonlyres/10177C5B-38FF-4E01-A50E-7D3523456046/0/Tire.pdf

 

 

עיתונות- חיישני לחץ אוויר יצרן ישראלי מתוך העיתונות

http://www.bubbletech.co.il/bt/NEWS.jhtml?value=700

 

חברת אלדן

http://etamsys.com/52328/TMGS---Tires-Monitoring-Ground-System

 

Control Engineering, 8/23/2007

http://www.controleng.com/article/CA6471138.html