ایمنی ( Safety ):
به گزارش تارک خودرو: مجموعه چرخ و تایر خودرو را می توان به نحوی بهبود بخشید که حداکثر ایمنی راحتی سرنشینان خودرو را تامین نماید. در ادامه به دو روش، برای رسیدن به این اهداف اشاره می نماییم:
۱- تکنولوژی تایرهای پنچررو
۲- پایش و کنترل فشار باد تایرها
۱- تکنولوژی تایرهای پنچررو ( Run Flat Tire )
یک تایر پنچررو، تایری پنوماتیکی است که برای پایداری در برابر شرایط کم بادی یا پنچری تایر طراحی شده است؛ و خودرو را قادر می سازد که بتواند به حرکت خود ادامه دهد، هر چند در سرعت کمتر و یا برای مسافت های کوتاهتر. امروزه تایرهای پنچررو می توانند در هنگام بروز پنچری، با سرعتی محدود و مشخص، مسافت قابل قبولی را بپیمایند.
تکنولوژی این تایرها را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد؛ که این سه گروه به قرار زیر می باشند:
۱- دیواره جانبی مقاوم ( Stiff Walled – Self Supporting ): تکنولوژی های ZP و EMT ( تایر ویژه با رینگ معمولی )
در این سیستم، تایر از دیواره های جانبی مقاومتری بهره می برد؛ که می تواند وزن خودرو را در هنگامی که باد تایر به مقدار زیادی کاهش یافته است، تحمل کند. دیواره ی جانبی این تایرها نوعا ساختمانی لایه لایه دارند، که از لاستیک و الیاف مقاوم در برابر حرارت تشکیل شده است؛ که این امر از خم شدن و چین خوردگی دیواره ی جانبی تایر جلوگیری می کند.
در این سیستم، طوقه های دور لبه های تایر برای بهتر چسبیدن به رینگ بهبود یافته اند؛ بطوریکه از جدا شدن و فاصله گرفتن تایر از رینگ جلوگیری می کنند.
تایرهای پنچررو با دیواره ی جانبی مقاوم، معمولا برای استفاده در کامیون های سبک و خودروهای مسافری فراهم شده اند، که در هنگام پنچری می توانند مسافت ۵۰ مایل را با سرعت ۵۰ مایل بر ساعت بپیمایند.
اولین خودرویی که با تایرهای پنچررو عرضه شد، Mini 1275GT بود، که در جولای ۱۹۷۴ وارد بازار شد. در این خودرو، از سیستم دنوو دانلوپ ( Denovo System Dunlop ) که نیازمند چرخ های ویژه، به همراه تایرهایی با ابعاد پروفیل متفاوت بود، استفاده شد. این تایر را بر روی رینگ ۱۲ اینچی نصب کردند.
۲- درزبند ( Self – Sealing )
این تایرها از نوع بدون تیوب هستند، که در داخل شان ماده درزبندی وجود دارد، که در صورت ایجاد سوراخی در ناحیه ی آج ( با قطر کمتر از ۴٫۷۵ میلیمتر )، ماده ی درزبند خارج شدن باد تایر را به حداقل می رساند.
در این تایرها وقتی شی نوک تیزی مانند میخ وارد تایر می شود، ماده ی درزبند به میخ چسبیده، و اطرافش را در بر می گیرد. بدین ترتیب، تا وقتی که میخ در تایر باقی است، باد کمتری از تایر خارج می گردد؛ و وقتی که میخ بیرون کشیده می شود، ماده درزبند وارد سوراخ شده، و آن را مسدود می کند؛ در نتیجه باد تایر کاهش نمی یابد.
۳- مهار عمودی ( Vertically Anchored – Auxiliary Supported )
تکنولوژی های PAV و PAX ( تایر معمولی با رینگ ویژه )
در این سیستم، یک رینگ محافظ اضافی به چرخ افزوده می شود، تا وزن خودرو را در مواقعی که فشار باد تایر کاهش می یابد، تحمل کند.
- پیشرفت و توسعه ی تکنولوژی تایرهای پنچررو در ادوار مختلف:
- ۱۹۹۲ میلادی: تکنولوژی ZP توسط شرکت میشلین ( Michelin )
- ۱۹۹۳ میلادی: تکنولوژی EMT توسط شرکت گودیر ( Goodyear )
- ۱۹۹۵ میلادی: تکنولوژی PAV توسط شرکت میشلین
- ۱۹۹۷ میلادی: تکنولوژی PAX توسط شرکت میشلین
- عملکرد:
۱- محدوده ی سرعت و مسافت پیمایش تایرهای پنچرروی ZP و EMT: مسافت ۸۰ کیلومتر را با سرعت ۹۰ کیلومتر بر ساعت، بعد از پنچر شدن می پیمایند.
۲- محدوده ی سرعت و مسافت پیمایش تایرهای پنچرروی PAV و PAX: مسافت ۱۶۰ کیلومتر را با سرعت ۹۰ کیلومتر بر ساعت، بعد از پنچر شدن می پیمایند.
- جدول زیر، دو سیستم تایرهای پنچررو را از جنبه های مختلف مورد مقایسه قرار داده است.
- تکنولوژی تایر پنچرروی EMT
نوعی از سیستم بسیار معمول تایرهای پنچررو، که ویژگی اصلی شان تفاوت نوع تایرهایشان می باشد، توسط کارخانجات تایرسازی از قبیل: گودریچ، بریجستون، دانلوپ، فایرستون، گودیر، میشلین و یوکوهاما طراحی و تولید شده است.
این تایرهای پنچررو دارای دیواره های جانبی بسیار نیرومندی هستند، که در حالت پنچری، قابلیت پیمایش ۵۰ تا ۱۵۰ مایل مسافت را در سرعت های بالای ۵۰mph دارند. این عملکرد آن ها به قدری کافی است که بتوانند خودرو را تا اولین پایگاه خدمات خودرو برسانند.
هر خودرویی که از تایرهای پنچررو استفاده می نماید، نیازمند سیستم نمایش دهنده ی فشار باد تایر نیز می باشد. این سیستم در صورت کاهش فشار باد هر تایر، از طریق ایجاد صدا یا پیغام های تصویری بر روی داشبورد، راننده را مطلع می سازد. در بسیاری از کشورها، قوانین جدید همه ی خودروسازها را ملزم به استفاده از این سیستم بر روی خودروهای تولیدی خود کرده است.
نگاهی اجمالی به قطعات تایر پنچرروی EMT، مورد مصرف در خودروی شورولت کوروت ( C4/C5 Chevrolet Corvette ):
- تکنولوژی تایر پنچرروی PAX
سیستم تایر پنچرروی PAX توسط شرکت میشلین در سال ۱۹۹۷ برای خودروهای تولیدی آینده طراحی شد. از مزایای این سیستم انتقال بیشتر وظایف تایرهای پنچررو به چرخ ها بوده است؛ زیرا چرخ ها بر خلاف تایرها ساییده نمی شوند، و نیاز کمتری به تعویض دارند؛ بنابراین در این سیستم، مسئولیت تایرها به حداکثر رسانده شده است. از معایب حال حاضر این سیستم می توان به قیمت بالا و نیاز به تایرهای استاندارد ویژه اشاره کرد؛ هر چند که این چرخ ها امروزه، تایرهای بزرگ با پروفیل کوتاه را پذیرفته اند.
امروزه تایرهای پنچررو قابلیت عملکردی در تمام فصول سال، مسافت پیمایش زیاد و نصب بر روی خودروهای SUV و کامیون ها را دارا می باشند. شما نیز می توانید تایرهای پنچررو را بر روی خودرویتان نصب نمایید؛ اما قبل از آن به چند نکته زیر توجه فرمایید:
۱- سواری ناملایم
نصب سیستم تایرهای پنچررو با تایرهای معمولی، اصولا باعث سواری ناملایم، انتقال سر و صدای تایر و جاده و احتمالا ردیابی متفاوت خودرو می شود. البته پیشنهادی که در این مورد وجود دارد، طراحی تعلیق هایی است که با خصوصیات ذاتی این سیستم ها بیشتر هماهنگ هستند.
۲- هزینه ی سیستم تایرهای پنچررو بیشتر از تایرهای معمولی است. اگر خودروی شما سیستم نمایش دهنده ی فشار باد تایر ( TPM ) ندارد، اول از همه، شما نیازمند نصب این سیستم بر روی خودرویتان می باشید، که همین امر نیازمند صرف هزینه است.
۳- دستورالعمل نصب
بعضی از تایرهای پنچررو فقط بر روی رینگ های ویژه ای نصب شده، و همه ی آنها نیازمند دستورالعمل متفاوتی برای نصب و سوار کردن می باشند؛ بنابراین همیشه نیازمند مراجعه به مراکز مجازی می باشید، که از طرف کارخانه مربوطه تعیین شده است.
بزرگترین مزیت تایرهای پنچررو، ایمنی آنهاست. این تایرها با کاهش ریسک از دست دادن کنترل خودرو به سبب کاهش فشار باد تایر و امکان رساندن خودروی پنچر به پایگاه های خدماتی، ایمنی را به نحو مطلوبی افزایش داده اند.
مزایای تایرهای پنچررو برای خودروسازان نیز بسیار است. با این سیستم، دیگر آن ها نیازی به تعیین محل حمل تایر زاپاس و لوازم جانبی آن ندارند؛ که همین امر باعث کاهش وزن، کاهش هزینه و افزایش قابلیت طراحی خودروسازان می گردد.
با آشکار شدن مزایای تایرهای پنچررو از طرف سازندگان خودرو و مصرف کنندگان، ما هر روزه شاهد استفاده ی بیشتر از این تایرها در جاده ها می باشیم.
۲- پایش فشار باد تایر ( Tire Pressure Monitoring ( TPM ) )
وظیفه ی اصلی این سیستم، اندازه گیری لحظه به لحظه ی فشار باد هر کدام از تایرها بطور مجزا، و اخطار کم بادی تایر به راننده می باشد.
سیستم مونیتورینگ فشار تایر ( Tire Pressure Monitoring System ( TPMS ) )، سیستمی الکترونیکی است که فشار باد داخل تایرهای پنوماتیکی را آشکار می سازد. این سیستم معمولا از نوع سیستم های مونیتورینگ فشار باد تایر کنترل از راه دور ( Remote Tire Pressure Monitoring System ( RTPMS ) ) )، یا به طور ساده تر، از نوع نشان دهنده ی تایر پنچررو ( Run – Flat Indicator ) می باشد.
اولین خودروی مسافری که سیستم پایش فشار باد تایر ( TPM ) را بر روی آن نصب کردند، خودروی پورشه ۹۵۹ بود که در سال ۱۹۸۶ مجهز به این سیستم شد.
سیستم های TPM اغلب از تکنولوژی فرکانس رادیویی – به منظور جلوگیری از سیم کشی و اتصالات پیچیده – بهره می برند؛ بطوریکه واحد کنترل الکتریکی خودرو ( ECU ) که پردازش های ضروری را انجام می دهد، سیگنال های ارسالی از سنسورها را که مشخص کننده ی فشار باد تایرهاست، ترجمه کرده، و هشدارهای لازم را به راننده می دهد.
چالش برانگیزترین قسمت تکنولوژیکی سیستم TPM، سنسور آن است. بیشتر سنسورهای TPM که در فروشگاه ها عرضه می شوند، از باتری لیتیمومی بهره برده، و بر اساس عملکرد سنسور فشار سیلیکونی و اوسیلاتور فرکانس رادیویی از نوع SAW یا PLL بنا نهاده شده اند. قلب سنسور، تراشه ای سیلیکونی است، که می تواند تمام قسمت های سنسور را مدیریت کند.
تا قبل از سال ۲۰۰۱، استفاده از این سیستم فقط محدود به خودروهای بزرگ و تایرهای پنچررو بود؛ اما بعد از سال ۲۰۰۳، قوانین آمریکا استفاده از این سیستم را بر روی تمامی خودروهای سبکی که در این کشور فروخته می شوند، اجباری کرد.
در ایالات متحده آمریکا سالانه تقریبا ۱۶ میلیون خودروی مسافری جدید تولید می شود، که اکثر آنها طبق قوانین باید به سیستم TPM مجهز باشند. حال اگر هر خودرو چهار چرخ مجهز به سیستم پایش فشار باد تایر – از نوع فرستنده ی رادیویی تغذیه شونده با باتری – داشته باشد، سالانه تقریبا ۶۴ میلیون باتری وارد محیط می شود. برای جلوگیری از این امر، نسل جدید بدون باتری TPM با اندکی تفاوت تکنولوژیکی تولید شده است.
سیستم TPM این خودروها را بهبود بخشیده، به راننده ها در مراقبت از تایرهایشان کمک می کند؛ همچنین نگهداری مناسب تایرها، ایمنی، کارآیی و اقتصاد بهتر خودروها را تامین می نماید.
در ایالات متحده آمریکا، اداره ملی ایمنی ترافیک بزرگراه ها ( National Highway Traffic Safety Administrator ( NHTSA ) )، تخمین زده است که سالیانه ۵۳۳ حادثه ی ناگوار منجر به مرگ، در تصادفات جاده ای، به علت عیب تایرها رخ می دهد؛ که اضافه کردن TPM به همه ی خودروها می تواند ۱۲۰ مورد از این ۵۳۳ قربانی و بیشتر از ۸۴۰۰ مجروح را در سال کاهش دهد.
یک نهاد فرانسوی به نام ایمنی جاده ( Sécurité routière ) برآورد کرده است که ۹۰% از همه ی تصادفات جاده ای که به مرگ منجر می شود، در اثر کم بادی تایر است. همچنین آلمانی ها نیز تخمین زده اند که ۴۱% از تصادفات منجر به جراحات فیزیکی، به کم بادی تایرها بستگی دارد.
نشت طبیعی باد تایرها – همانند یک تایر جدید – در طول یکسال ممکن است بالغ بر ۲۰۰ تا ۶۰۰ میلی بار ( Milli – Bars ) باشد. اگر ما فرض کنیم که بیشتر از ۴۰% صاحبان خودرو در اروپا و آمریکای شمالی، باد تایرهایشان را کمتر از یک بار در سال کنترل می کنند، قابل فهم است که ۴۰% یا بیشتر خودروهایی که در حال حاضر در آن مناطق مصرف می شوند، در حالت کم بادی تایرها رانده می شوند.
اگر ما در نظر بگیریم که میانگین ۴۰۰ میلی بار کاهش فشار باد، موجب افزایش مصرف سوخت ۲ درصدی و کاهش عمر ۲۵ درصدی تایر می گردد، می توانیم محاسبه کنیم که کم بادی تایر، مسبب بیشتر از ۲۰ میلیون مصرف سوخت غیر ضروری و ۲ میلیون تن دی اکسید کربن ( CO2 ) ورودی به اتمسفر و ۲۰۰ میلیون ضایعات تایر در دنیا است. به همین دلیل ایالات متحده قانون استفاده از TPM را صادر کرده، و سایر کشورها نیز به زودی از آن پیروی خواهند کرد.
- اهمیت وجود این سیستم
- افزایش ایمنی
- اقتصاد بهتر سوخت
- کاهش سایش و افزایش عمر تایر
- انواع سیستم هشدار دهنده فشار باد تایر
۱- غیر مستقیم ( Indirect ): سیستم غیر مستقیم پایش فشار باد تایر، از طریق کنترل سرعت تک تک چرخ ها و سایر سیگنال های موجود در خودرو، هشدارهای لازم را به راننده می دهد. بیشتر سیستم های غیر مستقیم از این حقیقت بهره می برند که تایر کم باد، قطر کوچکتری نسبت به تایر با باد مناسب دارد، و باید دور بیشتری بزند تا مسافت معینی را طی کند، و سیستم کم بادی اش را تشخیص بدهد. چنین سیستمی قادر است کم بادی سه تایر را به طور همزمان آشکار کند، اما نه در چهار چرخ خودرو. زیرا اصول عملکرد این سیستم بر مقایسه ی تفاوت سرعت چرخ ها بنا نهاده شده، و اگر هر چهار تایر مقدار باد یکسانی را از دست بدهند، تغییرات نسبی صفر خواهد بود. پیشرفت هایی که اخیرا در زمینه پایش غیر مستقیم فشار باد تایر انجام شده، منجر به تولید سیستم هایی گردیده است که می توانند کم بادی هر چهار تایر را به طور همزمان آشکار کنند. این کار بوسیله ی آنالیز کردن ارتعاشات تک تک چرخ ها یا آنالیز کردن عوامل انتقال بار در طول شتابگیری یا دور زدن صورت می گیرد.
TPM غیر مستقیم ارزان بوده، و روش بکارگیری ساده ای دارد؛ زیرا بیشتر خودروهای مدرن، سنسورهای سرعت چرخ را برای سیستم های ترمز ضد قفل ( Anti – Lock Braking Systems ) و سیستم های کنترل پایداری الکترونیکی ( Electronic Stability Control ) فراهم کرده اند.
از معایب این سیستم، نیاز به راه اندازی مجدد بعد از هر بار تعویض یا تنظیم باد تایر است. فراموش کردن این راه اندازی مجدد که معمولا به صورت فشار دادن دکمه ای می باشد، می تواند وجود خطرهای بالقوه ای را رقم زده، یا منجر به از دست دادن هشدارهای لازم به راننده شود.
در این سیستم از ترمز ABS مجهز به سنسور سرعت چرخ استفاده می شود. از آنجایی که مقدار کمی تخلیه ی باد، باعث کوچکتر شدن قطر تایر می گردد، واحد کنترل ترمز ABS می تواند بررسی کند که آیا همه ی چرخ ها دور برابری زده اند یا خیر؟ اگر یک چرخ تعداد دور بیشتری را نسبت به بقیه چرخ ها زده باشد، باید احتمالا کم باد بوده و باعث روشن شدن چراغ هشدار دهنده گردد. اگر چه راننده نباید منتظر بماند تا چراغ یا صدای هشدار دهنده او را از کم بادی تایرهای خودرو آگاه کند؛ بلکه باید با بازدید به موقع تایرها از بوجود آمدن این حالت جلوگیری نماید.
تایرها ممکن است تدریجا در همه ی چرخ ها بطور همزمان کم باد شوند. این حالتی است که سیستم فرستنده ی فشار ABS نمی تواند کم بادی تایرها را برای راننده آشکار کند. به همین دلیل این نوع نشان دهنده ی فشار تایر در آخرین قوانین ایالات متحده رد صلاحیت شده است؛ و از سپتامبر ۲۰۰۷، همه ی خودروهای سبک باید سیستم هشدار دهنده ی مستقیم ( Direct ) داشته باشند.
۲- مستقیم ( Direct ): سیستم مستقیم پایش فشار باد تایر، در هر لحظه اطلاعات فشار باد تایرها را از طریق گیج یا چراغ هشداردهنده ی ساده ای، به راننده خودرو منتقل می کند. در این سیستم از سنسورهای فشار و دما در داخل هر کدام از تایرها استفاده می شود؛ که اطلاعات این سنسورها از محل چرخ ها، توسط امواج RF ( Radio Frequency ) به دستگاه نشان دهنده در محل استقرار راننده می رسد.
این سیستم تا سال ۲۰۰۶، شامل سنسورهای چرخ تغذیه شونده با باتری بود. محققان تلاش کردند که بتوانند تا سال ۲۰۰۷، سیستم های بدون نیاز به باتری را برای خودروها فراهم کنند؛ زیرا این امر نیاز به تعداد زیادی باتری لیتیومی را کاهش می دهد.
- مزایای سیستم پایش مستقیم فشار باد تایر
- اندازه گیری دقیق، نمایش فشار باد تایر برای راننده و کشف کم بادی در مقادیر کمتر از ۲۵% فشار باد تایر سرد پیشنهادی
- اندازه گیری و نمایش دمای باد تایر
- مشخص کردن چرخی که نقصی در فشار باد تایرش وجود دارد
- حساسیت به نشت سریع و کند، برای هشدارهای به موقع ( در کمتر از پنج ثانیه )
- هشدار پنچر شدن تایر
- هشدار برای فرا رسیدن زمان بازرسی تایر ( تعمیر و نگهداری )
- امکان نظارت بر فشار باد تایر زاپاس
- امکان نمایش فشار باد تایر، زمانی که خودرو ساکن است
شرکت هایی نظیر اسچرادر، سیستمی را طراحی کرده اند که از سنسورهای فرستنده ی امواج رادیویی در داخل سوپاپ های استاندارد تایر و گیرنده های فرکانس رادیویی تشکیل شده است؛ که وظیفه ی این سیستم می تواند به صورت مجزا، یا به صورت یکپارچه با سایر واحدهای فرکانس رادیویی نصب شده در خودرو، نظیر گیرنده های کنترل از راه دور و واحدهای کنترل بدنه، تطبیق داده شود.
منبع: تکنولوژی شاسی خودرو، انتشارات پارتیان، مهندس حسین رمضانی
