הפתרון הטכנולוגי - חלק שני

בקרת משיכה (TC) ובקרת אחיזה (ESP) הן מערכות הבטיחות המובילות כיום את עולם הרכב. באמצעות שליטה ממוחשבת על הבלמים והמנוע הן מאפשרות לרכב לצאת בשלום ממצבים של היגוי יתר ותת היגוי

מערכות בקרת אחיזה/תאוצה/משיכה

מערכת TC לבקרת משיכה מונעת ''פרפור''/החלקה של גלגל בעת התאוצה בגלל עוצמת ההאצה (מומנט) גבוהה מידי ביחס לרמת האחיזה של הצמיג. המערכת עובדת לרב על אותם חיישני ABS דרכם היא מזהה החלקה של גלגל. אופן פעולתה יכול ויהיה בלימה של גלגל אחד המחליק בעוד הגלגל מהצד השני נייח או מסתובב לאט יותר או הפחתה של עוצמת המנוע כאשר שני גלגלים מחליקים יחד.

יתרונות וחסרונות בשטח

מערכת ה-TC יכולה להתנהג בשטח כמעין ''נעילת דיפרנציאל'' - במצבים בהם גלגל בצד אחד של הסרן מחליק. המחשב יזהה החלקה של גלגל אחד - יאט את גלגל באמצעות הבלם - המהירות מהגלגל המחליק (שעכשיו קשה לו ואינו מסתובב) תעבור דרך הדיפרנציאל לגלגל שעל הקרקע - וכך קבלנו מעין נעילת דיפרנציאל. היתרון הוא בביצוע האוטומטי של הנעילה ללא שנדרשת פעולה מהנהג. החיסרון הוא הצורך של המערכת בהחלקה/אבדן אחיזה בטרם היא תפעל.   חיסרון משמעותי במערכת הוא בשטחים בהם שני הגלגלים על אותו הסרן (או יותר) מחליקים בזמן תאוצה (משטחים כמו חול ובוץ).  אז המערכת תפחית מכוח המנוע ותסרס את הרכב - אופייני לזינוק או בסיבוב חד על משטח עם מקדם אחיזה נמוך (חול, בוץ, קרח). פתרון בחלק מהרכבים הוא באמצעות כפתור ניתוק ESP הגורם גם לניתוק של מערכת ה-TC. כפתור הקיים בכל רכב עם ESP הנועד לזינוק על משטחים עם מקדם אחיזה נמוך (היצרנים חושבים בעיקר על קרח).

תת היגוי והיגוי יתר

אובדן אחיזה של הצמיגים הקדמיים בעת פנייה (סיבוב) יביא את הרכב למצב הנקרא תת היגוי – במקום לבצע את קו הסיבוב המתוכנן על ידי הנהג תבצע המכונית סיבוב גדול ורחב יותר. בעצם המכונית תמשיך בנסיעה ישרה במצב של החלקה, ללא היגוי (תופעה המאוד מוכרת למי שנוהג בבוץ) ולא תבצע את פקודת ההיגוי של הנהג.

סחרור או אובדן אחיזה מאחור תביא להחלקה של הגלגלים האחוריים ויכניס את הרכב למצב הנקרא היגוי יתר.  במצב זה הגלגלים האחוריים מאבדים אחיזה ושליטה ומבצעים רדיוס סיבוב גדול מהמצופה. הכלל אומר: גלגל ללא אחיזה רוצה להוביל וכך מגיע הרכב למצב בו הגלגלים מאחור רוצים ''להשיג'' את הגלגלים הקדמיים. נהגי השטח מכירים תופעה זאת משבילי הכורכר המהירים או מירידות חדות במשטחים ללא אחיזה או בדיונות גבוהות (ראו טיפ ירידה וטיפ לנהיגה בשטח חולי)
לטיפ בטיחות בנושא הקליקו כאן
מטוטלת של אבדן אחיזה מקדימה ומאחור היא כבר סכנת חיים! שגם לנהג המיומן המכיר את תופעת היגוי יתר והיגוי חסר (תת היגוי) קשה להתגבר ולחזור למצב נשלט.

הכול עניין של כוחות הטבע (פיסיקה) הפועלים על הרכב:

הכוח הצנטריפוגלי רוצה להוציא את הרכב החוצה מקו הסיבוב והדבר היחיד שמונע ממנו זאת הוא אחיזת הצמיגים בכביש. כאשר הצמיגים מאבדים אחיזה עם הקרקע  בגלל מים, כורכר, בוץ, שמן או בגלל שהכוח הצנטריפוגלי גדול מעוצמת האחיזה (תלוי מהירות) הם מחליקים בכיוון התנע (ההתקדמות המקורי) של הרכב במקום לבצע את פעולת הפנייה (הסיבוב).

אחד מהמכשולים האופייניים בכביש ובשטח והקשים ביותר לשליטה של הנהג הוא מבחן האייל (DEER – ראו השוואה בין אייל, צבי ויעל). האייל יכול להיות גם פרה, רוכב אופניים, בור בצד השביל או כל הפתעה אחרת המחייבת את הנהג להגיב ומהר – להפנות הרכב לצד אחד, לחמוק מהמכשול ולהפנות את הרכב חזרה לצד השני ולחזור למסלול. על מנת לסבך את המצב ואת הקושי המנטאלי שבביצוע המכשול הוסיפו רכב או מכשול המגיעים בנתיב הנגדי והיזכרו מניסיונכם כמה מורכב לשלוט על הרכב במצב זה.

(ולא סתם במסלולי טיול אנו חוזרים וכותבים כי יש להקפיד ולסגור את שערי הבקר כדי שהפרות לא יברחו לכביש)

בקרת יציבות ESP

בקרת יציבות ובשמה המקובל ESP היא פיתוח (ושם שמור) של חברת בוש (BOSCH גרמניה - קישור לסרט). מערכת זאת פותחה יחד עם חברת מרצדס (אולי בגלל שאחת התקלות הידועות בעולם הרכב הוא התהפכות של מרצדס A בעת השקת הרכב). חברות רכב בעולם משתמשות בשם ESP אם הן קונות את המערכת/הידע מבוש או בשמות מותג משל עצמן המתארות את אותה המערכת – לדוגמה: DSC בחברת ב.מ.וו (Dynamic Stability Control) או DSTC של חברת וולוו (Dynamic Stability Traction Control).

 ESP היא מערכת הבטיחות המובילה כיום את עולם הרכב ותפקידה העיקרי הוא מניעת סבסוב של הרכב עקב אובדן אחיזה וזאת על מנת לשמור על קו הסיבוב המתוכנן.

חיישני ESP

מערכת ESP בנויה על החיישנים של מערכת ה-ABS בתוספת חיישני זווית היגוי, חיישן סל''ד, חיישן דוושת תאוצה, חיישן תאוצה, חיישני תאוצה צידית בחלקים שונים ברכב ועוד חיישנים בהתאם לאיכות (ומחיר) המערכת.

המחשב של ה-ESP שולט על הבלמים (בדומה למערכת ABS) אבל שולט גם על הסל''ד (באמצעות מנתק הצתה או שליטה על דוושת התאוצה ובמערכות מתקדמות ויקרות שולט גם על קשיחות המתלים, על הסרן האחורי וההגה עצמו.

איך משפיע ה- ESP על הרכב?

מערכת בקרת היציבות מנטרת קבוע את גלגלי הרכב, את המומנטים הפועלים על הרכב, את מצב ההגה ומשכללת בכל רגע ורגע את מצב הרכב מבחינת אחיזת הצמיגים בקרקע והיציבות הצידית של הרכב.

באמצעות שימוש בבלמים ושליטה על המנוע מאיטה המערכת גלגל שאיבד אחיזה ומחזירה אותו למצב שהוא אוחז בקרקע ומשתתף כנדרש בפעולות ההתקדמות של הרכב.

בנוסף יודעת המערכת ליצור מומנט של סיבוב על הרכב באמצעות בלימה של גלגל.

בהיגוי יתר (זנב מחליק) בלימה של גלגל חיצוני קדמי יוצרת מומנט סיבוב החוצה של הציר הקדמי ומפנה את הציר האחורי פנימה חזרה לתוך הפנייה.

בהיגוי חסר – תת היגוי (אין היגוי והחלק הקדמי מחליק החוצה) בלימה של גלגל פנימי אחורי יוצרת מומנט החוצה של הציר האחורי ומפנה את הציר הקדמי פנימה חזרה לתוך הפנייה.

לשם הדוגמה הפשוטה נתאר אופנוען שקפץ לאוויר. בלימה של גלגל אחורי גורמת לחלק האחורי של האופנוע להתרומם מעלה ולפרונט לרדת למטה. או אופנוען בעת פנייה (סיבוב) שהאופנוע וגופו מוטים לכיוון הקרקע – פתיחה של מצערת (גז) מיישרת את האופנוע.

ועכשיו אפשר לחזור ולקרוא שנית את נושא הפעלת המומנטים על הציר הקדמי והאחורי.

להבנה טובה של שילוב המכאניקה עם שילוב המערכות האלקטרוניות ברכב יש לקרוא תחילה את הכתבה על הדיפרנציאלים ואופן פעולתם – קישור לכתבה.

שלוש הערות שאחת קצת עוקצנית לסיום:

האחת: מערכות הבטיחות האקטיביות ובמיוחד האלקטרוניות חשובות פי כמה ברכבי שטח. רכבים אלו גדולים, כבדים, גבוהים, רגישים יותר להתהפכות, בעלי צמיגים שהם גם לשטח (ואז פחות לכביש) ובכלל קשים יותר לשליטה ונהיגה במיוחד במצבי קיצון. לכן שיפורי אלקטרוניקה (שלא משפרים את אמינות הרכב בשטח) עושים היטב את עבודתם ובמכלול השיקולים יש להציב את העבודה כי לבסוף הם מסוגלים להציל חיים!

 

העוקצנית: שר התחבור(ע)ה המתפטר (לא בגלל הכישלון בכבישים אלא בגלל שהפסיד בפוליטיקה) קבע בתקנה – קישור, כי החל משנת 2010 כל הרכבים המיובאים לישראל יציידו במערכת ESP – בכל זאת השאיר אחריו משהו טוב (בטח השר הבא ייכנע ללחץ היבואנים וידחה את ביצוע התקנה כי הם לא ''הספיקו'' להתכונן לביצועה...)

השלישית: את ההגדרה של BMW ליתרונות מערכת בקרת היציבות ESP שלה (שנקראת אצלם DSC כאמור) אהבתי במיוחד:

 DSC gives your sports ambitions free rein as drive slip for both longitudinal and transverse dynamics increases at all speed levels.

ובתרגום חופשי (שלי – ע.א.) :

המערכות האלקטרוניות נותנת לך חופש למוטיבציה הספורטיבית שלך לתת בגז

 

סעו בזהירות!

סדרת הכתבות - הפתרון הטכנולוגי

תגובות

4 תגובות

1

אורח/ת

14 באוקטובר 2008 ב 04:19

מאוד לעיניין

2

Ogash Ofer

14 באוקטובר 2008 ב 23:18

ESP נועדה למבחן האיל

ESP עובדת מצוין במבחן האיל - זה המצב הקיצוני אליו יועדה המערכת.
כמו לעוד מצבי החלקה של היגוי יתר ותת היגוי

3

Ogash Ofer

14 באוקטובר 2008 ב 23:28

לעניין או שלא לעניין - אין זה משנה!

התפטר או לקח חופשה מתפקידו הפוליטי (הוא שר בממשלת ישראל) - אין זה משנה!
כשר תחבורה הוא כשלון!
בשונה מתפקידו כרמטכ''ל בתפקידו הנוכחי הוא לא מגלה מנהיגות, נראה שהנושא אינו מעניין אותו ולכן כל נושא התחבורה אינו מטופל ברצינות הראויה.
כאזרחים במדינה מגיע לנו שר תחבורה שנושא התחבורה מעניין אותו והוא בנפשו (לדוגמא גלעד ארדן) ולא איש פוליטי שמתייחס לתפקיד כמקפצה לתפקיד הבא.
שר תחבורה במדינת ישראל לא פחות חשוב משר ביטחון! ובכך הוא צריך לרכז את זמנו ומרצו.
ואם נתייחס למספרים - אז על הכביש במדינת ישראל נהרגו יותר אנשים מבכול מלחמות ישראל - ורק זה בלבד דורש התייחסות רצינית לנושא!

4

אהרון ט.

15 בנובמבר 2008 ב 15:58

תגובה ל - 4

בדיוק כך ובדיוק נמרץ, לצערנו במדינתינו כל שר שמגיע להיות שר התחבורה - הופך פתאום לדובר משרד הבטחון ראו את מקרה אפרים סנה וקודמיו... משרד התחבורה נחשב שם בממשלה למעין "הגליה" "הם"= (נבחרי הציבור שלנו ובמיוחד השרים) לצערינו הרב כל כך מנותקים מהנושא, הוא לא בראש מעיניהם כלל ועיקר!!! הרי שר שנקלע לפקק - יורד לשולים ומפעיל צ'קלקה...הכול בשם הביטחון... המשטרה - מזמן איבדה את אימון הציבור, הם מחפשים את המטבע רק מתחת לפנס - אם הוא לא שם - הוא לא קיים!!!