آيا تاكنون با خودروهايي برخورد كرده ايد كه يك يا چند تاير آن بشكل قابل ملاحظه اي كم باد بنظر بيايند؟آيا تمايل داريد هنگام رانندگي و در صورت بروز چنين مسئله اي؛ بصورت سيستماتيك توسط خودرو ؛ از آن مطلع شويد ؟ در صورت رانندگي با چنين خودروهايي كه لاستيكهاي آن از عارضه كم بادي رنج مي برند چه مشكلات و سوانحي ممكن است برايمان ايجاد شود ؟
بي شك همه ما سوانحي را كه منجر به خسارات جاني و مالي بر اثر عوارض ناشي از كم شدن فشار باد تاير اتفاق مي افتند را ديده و يا احيانا در روزنامه ها خوانده ايم. هنگامي كه بنا به هر دليلي ( مانند وزن نامتناسب بر روي چرخها ؛ كم شدن باد ) فشار بر لاستيكهاي چرخها زياد مي شود ؛ لاستيكها متورم ( INFLATION ) شده و استعداد هر گونه حادثه اي را براي راننده و خودرو افزايش مي دهد. نتايج تحقيقاتي كه تا قبل از سال 2001 در ايالات متحده به انجام رسيد نشان داد كه درصد با اهميتي از تصادفات خودرو در اين كشور ناشي از تركيدگي لاستيك و عوارض ناشي از كاهش فشار باد تاير خودروها بوده است. همين عامل سبب شد تا سازمان ايمني تردد در بزرگراههاي امريكا(National Highway Traffic Safety Administration) از سال 2003 به بعد استانداردهايي را بوجود اورده كه توليد كنندگان خودرو را ملزم به نصب سيستم هشدار فشار باد تاير (Tire Pressure Monitoring System ) كه اختصارا (TPMS ) ناميده مي شود بر روي خودروها نمايد. فلسفه وجودي اين سيستم ؛ اعلان هشدار به راننده در صورت كاهش فشار باد تايرها از يك حد استاندارد كه عموما توسط كارخانه هاي لاستيك سازي بر روي لاستيكها عنوان مي شود مي باشد. طبق اين مصوبه سيستم TPMS از نوامبر سال 2003 بر روي كليه خودروهاي چند منظوره سواري ؛ كاميونها و اتوبوسهايي كه وزني معادل 10000 پوند يا كمتر را دارند مي بايست نصب گردد.
حال اين TPMS چيست و چگونه كار ميكند موضوعي است كه در اين مقاله به بررسي آن خواهيم پرداخت . قبل از ان لازم است عنوان شود ؛با توجه به انكه در اين مقاله از اصطلاح " سيستم هشدار فشارباد تاير يا همان TPMS" به كرات استفاده شده است ؛ لذا به لحاظ رعايت اصل ايجاز در مقاله نويسي ؛ از عبارت اختصاري سيستم " هفت " كه برگرفته از حروف اول كلمات "هشدار فشار تاير " است استفاده شده است. ( اختصاصي مترجم )
سيستم هشدار فشار باد تاير يا همان سيستم "هفت " چيست ؟
اساس طراحي و كاركرد سيستم "هفت " بر روي خودرو بر 2 اصل استوار است :
1- نظارت بر فشار وارده بر روي تايرهاي خودرو
2- اگاهي دادن و هشذار به راننده در حين رانندگي از مشكلات بالقوه ناشي از افزايش فشار بر لاستيكها كه خود را در متورم شدن لاستيكها نشان مي دهد .
براي اگاهي دادن به راننده عموما يك سيستم "هفت" ؛ از يك چراغ زرد هشدار دهنده در پشت امپر سود مي برد كه با افزايش فشار بر لاستيكها تا حد معيني ؛ اين چراغ بعنوان اعلان هشدار روشن مي شود كه در شكل زير نمايش داده شده است :
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968401930000.bmp
چنانچه يكي از دو حالات زير براي تاير در هنگام رانندگي حادث شود اين چراغ زرد روشن خواهد شد. تصوير اول (بالا )نشاندهنده كاهش باد تاير مي باشد و شكل دوم ( پايين ) ناشي از افزايش حرارت تاير و در نتيجه سرعت گردش ذرات هوا در تاير و انبساط آن مي باشد .
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968389430000.bmp
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968399273750.bmp
بطور كلي 2 نوع سيستم هفت وجود دارد:
1- سيستم هفت مستقيم( Direct TPMS)
2- سيستم هفت غير مستقيم ( Indirect TPMS)
قبل از انكه به تشريح دو سيستم فوق بپردازيم لازم است عنوان شود كه هدف نهايي هر دوسيستم هشدار به راننده است هر چند در اجزاو قطعات بكار گرفته شده و نحوه نظارت و محاسبه فشار تاير ها اين دو روش با هم تفاوت دارند . چنانچه بعدا خواهيم ديد يك نوع از سيستم مستقيم هفت توانايي اين را دارد كه هنگام كاهش فشار تاير ؛ باد تاير را متوازن نمايد كه اين كار بوسيله يك پمپ انجام ميشود كه در حقيقت نوعي كمك به راننده در مسيوليت او در حين رانندگي است. در روش غير مستقيم بجاي فشار تاير ؛ عوامل ديگري چون سرعت چرخها مورد بررسي قرار مي گيرد. اساس اين روش ؛ اندازه گيري و محاسبه سرعت يك چرخ و مقايسه آن با چرخ يا چرخهاي ديگر براي مشخص شدن اختلافات و انحرافات احتمالي گردش چرخها است. در حال حاضر سيستم هاي ترمز ABS بنوعي از اين سيستم هفت غير مستقيم بهره مي برند.
1- سيستم هاي هفت مستقيم :
. در اكثر سيستمهاي هفت مستقيم ؛ براي هر تاير يك سنسور فشار و درجه حرارت تعبيه ميشود. اين سنسورها به 2 شكل بر تاير سوار مي شود . دسته اول كه به انها سنسورهاي ميله اي مي گويند ( Valve-Stem-Mounted) در كنار سوپاپ باد هر تاير نصب مي گردد. ( شكل 5 ) دسته دوم اين سنسنورها كه به سنسورهاي تسمه اي معروفند (Band-mounted Sensor ) بر روي رينگ و در زير تاير نصب مي شوند ( شكل4 )
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968383336250.bmp
تصوير 4- سنسور تسمه اي تصوير
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968386773750.bmp
تصوير 5 – سنسور ميله اي
وظيفه اين سنسورها جمع اوري اطلاعات در خصوص فشار باد و درجه حرارت تاير و ارسال ان به يك كامپيوتر دريافت كننده مركزي مي باشد. (عموما واحد ECU در خودرو ) .واحد دريافت كننده مركزي وظيفه تجزيه و تحليل اين اطلاعات را بر عهده دارد كه خروجي ان سيگنالهايي است كه به راننده اعلام ميشود. اين نمايش اطلاعات مي تواند بشكلي ساده براي كل تايرها و يا در حالت پيشرفته براي هر 4 چرخ و يا حتي زاپاس هم باشد. مزاياي سيستم هفت مستقيم عبارت است از :
1- حساسيت فوق العاده نسبت به كاهشهاي كم در ميزان فشار باد تاير ها از 1/. +_ تا 1 psi (pounds per square inchشايان ذكر است كه psi مبناي فشار در سيستمهاي برودتي مي باشد و نشان دهنده ميزان فشار وارده توسط يك پوند بر اينچ مربع مي باشد. اين نكته جالب تر خواهد بود وقتي بدانيم كه فشار اتمسفر در کنار دریا برابر است با PSI 7/14 که این مقدار را معمولاً معادل PSI 15 قرار می دهند . حال اين سيستم مستقيم توانايي مشخص نمودن فشار بسيار ناچيز را هم دارد.)
2- توانايي محاسبه مستقيم فشار بر هر كدام از تاير ها در هر لحظه و هر جا شامل زمان قبل از روشن شدن خودرو و حتي هنگام تعويض يدك
اما اين سيستم معايبي نيز دارد كه عبارتند از :
1- هزينه بالا
2- مشكلات ناشي از حفظ و نگهداري سنسورها . -اگر ارتباط واحد مركزي با سنسورها بهر دليلي قطع شود ( برخوردهاي احتمالي تاير با اجسام و يا دستكاري ) ؛ در اين حالت ممكن است مشكلاتي را در نگهداري سنسورها بوجود اورد
تا سال 2003 اين سيستم فقط بر روي خودروهاي مسابقه اي با لاستيك پهن و و بعنوان يك لوازم جانبي بر روي خودروهاي لوكس نصب مي گرديد اما از سال 2007 سازمان ترافيكي آمريكا كليه خودروها را ملزم به داشتن يكي از سيستم ها ي هفت نمود.
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830969839586250.bmp
تصوير 6- اساس كاري سيستم هفت مستقيم
هفت مستقيم با يك پمپ :
كاركرد اين سيستم هم دقيقا مانند سيستم قبلي وابسته به سنسورهاي دريافت كننده اطلاعات و يك واحد پردازشگر مركزي است تنها تفاوت اين سيستم آنست كه اين سيستم با تعبيه يك پمپ توانايي تنظيم فشار باد تاير تا ميزان در نظر گرفته شده و نرمال براي هر تاير را دارد. هر تاير يك سنسور و يك پمپ دارد. در حالتي كه تاير ها بواسطه كاهش فشار متورم مي شوند هشداري به راننده ارسال مي گردد و راننده براحتي با فعال نمودن پمپ ؛ فشار باد تاير را تنظيم مي كند. ( در بعضي سيستم ها پمپ بصورت اتوماتيك فعال مي شود ) . اگر چه اشتباهات راننده مي تواند به فجايع مصيبت باري تبديل شود و يا هر لحظه خطر سوراخ شدن لاستيك توسط اجسام تيز مانند ميخ و غيره وجود دارد اما وجود يك پمپ در كنار تاير مي تواند تا حد زيادي هزينه هاي افزايشي لاستيك ها اسيب ديده را كاهش داده و خودرو را حداقل تا مقصدش برساند.بهر صورت پمپ هنگامي خاموش ميشود كه خودرو متوقف گردد كه در اين حالت ممكن است باد تاير خالي شود اما تا هنگامي كه خودرو در حركت است اين پمپ باد از دست رفته تاير را جبران مي كند. مزاياي استفاده از سيستم هفت با پمپ عبارت است از :
1- آسودگي خاطر راننده ؛ در اين حالت راننده فقط بايد مواظب تركيدگي لاستيك در هنگامي كه هشدارهاي متناوبي از سنسورها در كاركرد پمپ داده مي شود باشد.
2- بهينه سازي مصرف سوخت با كنترل و تنظيم لحظه اي فشار باد تاير
3- ايمني بيشتر راننده و سرنشينان خودرو
معايب اين سيستم عبارتند از :
1- هزينه بالاي اسفاده از اين روش
2- مراقبت و نگهداري به لحاظ حفظ موقعيت درست پمپ. در بعضي شرايط ممكن است در حالي كه تاير مي چرخد بنا به هر دليلي ( مانند شل بودن نصب يا عدم نصب صحيح ) پمپ نتواند كارايي داشته باشد و از مدار خارج شود .
تا سال 2004 اين سيستم بر روي هيچ خودروي سبكي نصب نشده بود اما بر روي تعدادي از خودروهاي سنگين نصب مي گرديد. امروزه استفاده از هفت با پمپ اختياري است .
2-سيستم اندازه گيري هفت غير مستقيم :
سيستم هاي اي بي اس جاري در حقيقت ورودي اطلاعات سيستم هفت غير مستقيم مي باشند. اين سيستمها ؛ اطلاعاتي را از سرعت چرخها از سنسورهاي اي بي اس مي گيرد و چنانچه تغييراتي كوچك در سرعت گردش چرخها مشاهده كند از ان بعنوان مبنايي براي محاسبه كاهش فشار استفاده ميكند. در حقيقت اساس كار اين سيستم آن است كه اگر سرعت گردش چرخي با چرخ قرينه خود برابر نباشد ؛ اين اختلاف بخاطر تغيير در ميزان فشار بر روي آن چرخ است. قابل توجه است كه كاهش فشار باد تاير نتيجه اش كاهش شعاع دايره چرخ و در نتيجه افزايش سرعت گردش آن چرخ در مقايسه با چرخهاي ديگر است. براي درك بهتر اين موضوع و چگونگي محاسبه سيستم هفت غير مستقيم ؛ بهتر است به روشي كه " موسسه صنعت تاير " در سال 2005 ارائه داده است نظري بيندازيم كه خلاصه ان در شكل زير نشان داده شده است :
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830969831617500.bmp
همانگونه كه مشاهده ميشود يك موقعيت فرضي است كه در ان 3 چرخ خودرويي با سرعت 20 مايل بر ساعت مي گردند اما چرخ عقب سمت چپ با سرعت 17 مايل بر ساعت مي گردد . در اين حالت محاسبات واحد پردازشگر مركزي و نتايج ان بشرح زير است :
مجموع سرعت چرخ عقب سمت راست و چرخ جلو سمت چپ 40 مايل بر ساعت
مجموع سرعت چرخ عقب سمت چپ و چرخ جلو سمت راست 37 مايل بر ساعت
مجموع سرعت خودرو 77 مايل بر ساعت
ميانگين سرعت هر چرخ (77 تقسيم بر 4 چرخ ) 25/19 مايل بر ساعت
اختلاف سرعت چرخها (37-40 ) 3 مايل بر ساعت
ارزش محاسبه شده ( 3 تقسيم بر 25/19) 155/.
سرحد اختلاف مجاز برنامه ريزي شده 125/.
همانگونه كه مشاهده مي شود در اين مثال ؛ اختلاف مجاز سرعت گردش تاير ها بطور استاندارد 125/. است در حاليكه اختلاف واقعي 155/. است و با توجه به بيش ار حد مجاز بودن اين اختلاف ؛ قاعدتا در اين مثال چراغ هشدار سيستم هفت غيرمستقيم روشن و راننده را نسبت به شرايط وجود كاهش فشار باد تاير مطلع خواهد نمود .
مزاياي استفاده از اين سيستم عبارتند از :
1- هزينه ناچيز استفاده از ان
2- اقل تغييرات در سيستم ABS
اين سيستم نيز از يك چراغ پشت آمپر و نرم افزار پردازشگري كه ان قابل ارتقا مي باشد سود مي برد.
معايب استفاده از سيستم غير مستقيم هفت :
1- در خودروهايي كه ABS ندارند هزينه استفاده از ان بالاست.
2- اين سيستم توانايي آن را ندارد كه مشخص كند كدام تاير متورم شده و با كاهش باد روبروست.
3- در شرايطي كه يه يكباره كليه تاير ها با كاهش فشار باد مواجه شوند اين سيستم توانايي شناسايي آنرا ندارد و چنين بنظر مي رسد كه همه چيز نرمال است.
4- عدم توانايي در كنترل تايرهاي يدكي
5- براي كارايي اين سيستم خودرو حتما بايد در حركت باشد
6- نياز به زمان زياد براي وارسي چرخها –عموما چند ساعت – و همچنين چندين دقيقه براي وارسي فشار باد تاير ها
7- عم توانايي در نظر گرافتن كاهشهاي ناچيز در فشار باد تاير ها
8- بعضي از سيستم هاي غير مستقيم كارايي خود در شناسايي فشار از دست رفته را در شرايطي كه سرعت خودرو بيش از 70 مايل در ساعت يا بيشتر باشند را از دست مي دهند.
سيستم هاي ABS در شرايطي كه حالت سوم اتفاق بيفتد ( كاهش ناگهاني باد 4 چرخ يا دو چرخ ) توانايي شناسايي ان را ندارند بنابراين براي رفع عيبهاي 2 و 3 لازمست كه همواره سيستم هاي ABS به روز شوند . در خصوص عيب شماره 7 بعضي ها معتقدند كه اين سيستم اگر ميزان از دست رفته باد تايرها بيش از 20 psi باشد توانايي شناشايي انرا دارد اما بعضي ديگر با ديد بد بينا نه تري معتقدند كه هفت غير مستقيم كاهش فشار باد تاير را از 30 psi به بالا در نظر مي گيرد .
بهر صورت استفاده از هر تكنولوژي مستلزم صرف هزينه مي باشد كه قطعا در مورد استفاده از سيستم هفت ( چه مستقيم و چه غير مستقيم ) اصل فزوني منافع بر مخارج صدق مي كند . بهتر است نظري به بهاي تمام شده بر آوردي استفاده از هر دو سيستم بيندازيم . اما اين يك اصل پذيرفته شده است كه خسارات ناشي از سوانح خودرو غيرقابل برآورد هستند كه خود لزومي بر استفاده از اين سيستم هفت در خودروها مي باشد.
بهاي تمام شده نصب سيستم ها :
سيستم هفت غير مستقيم :
روش هاي گوناگوني در استفاده از سيستم هفت غير مستقيم وجود دارد. در حالت اول فرض ميشود كه خودرو مجهز به ABS است . در اين حالت سازنده خودرو با توسعه اين قابليت و با استفاده از سنسورهاي سرعت چرخها ؛ تغييرات را بصورت يك الگوريتم در مي اورد كه انها در يك مانيتور نمايش داده مي شود و عموما اين سيستم داراي دكمه بارگذاري مجدد (ريست كردن ) است كه همه اينها به سيستم ABS افزوده ميشود. هزينه هاي اضافي نصب چنين سيستمي بر روي خودرو تقريبا 12 دلار به ازاي هر خودرو است ( بايد توجه داشت كه اين امار مربوط به سال 2003 است )
اما در خودروهايي كه فاقد اي بي اس هستند 2 راه براي انتخاب سيستم غير مستقيم هفت وجود دارد. . در روش اول نيازي به اضافه كردن كامل سيستم ABS بر روي خودرو نيست اما قسمتي از ان براي سيستم هفت غير مستقيم ضروريست. خصوصا در اين روش سنسورهاي سرعت چرخها و خود سيستم هفت مورد نياز است كه هزينه آن براي هر خودرو تقريبا 130 دلار است.
در حالت دوم سيستم كامل ABS و هفت غير مستقيم نصب خواهد شد كه هزينه اي معادل 240 دلار براي هر خودرو در بر خواهد داشت. (شايان ذكر است كه اين موضوع يعني هزينه بالا يكي از معايب اين سيستم بود بنوعي كه هزينه انرا از هفت مستقيم نيز بيشتر كرده است )
بهاي تمام شده استفاده از سيستم هفت مستقيم :
هفت مستقيم از سنسورهاي فشار براي هر تاير سود مي برد. همچنين براي درجه حرارت داخلي تاير نيز مي بايست فكري شود كه در بعضي سيستم هاي مستقيم از يك انتن براي ارسال اطلاعات به واحد دريافت كننده مركزي استفاده مي شود.وظيفه اين انتن ها فرستادن اطلاعاتي به پردازشگر داخلي است كه ميزان فشار باد در تايرها را مشخص مي كند.بنابراين در هفت مستقيم همواره بهاي تمام شده استفاده از ان به دو دسته عمده تخصيص مي باد
1- هزينه نصب سنسورها
2- پردازشگر و دريافت كننده مركزي
بسته به اينكه چه اطلاعاتي را بايد اين سيستم تهيه كند نوع سنسوري هم كه استفاده ميشود تفاوت دارد اما در كل بطور ميانگن هر سنسور قيمتي در حدود 5 تا 10 دلار دارد كه براي يك خودروي با 4 سنسور هزينه خريد سنسور 20 تا 40 دلار براي هر خودرو است.
در خصوص پردازشگر مركزي نيز اين موضوع بسته به انست كه ايا خودرو در حال حاضر چنين امكاناتي را دارد يا خير . در صورتي كه چنين پردازشگري در خودرو تعبيه شده باشد ( مانند خودروهايي كه به سيستم كي لس مجهز هستند ) در اين صورت فقط نياز است كه در نرم افزار كمي دستكاري شده و احتمالا مانيتوري براي نشان دادن نتايج در خودرو تعبيه شود كه در اين حالت هزينه چنين كاري 25 دلار براي هر خودرو خواهد بود. در شرايطي كه خودرو فاقد اين سيستم پردازشگر مركزي است هزينه خريد اين سيستم پردازشگر بين 40 تا دلار براي هر خوردو است.
در نهايت هزينه نصب اين سيستم بر روي خوردرو در حدود 4 دلار براي هر خودرو است.كه مجموعا حداقل قيمت نصب اين سيستم در شرايطي كه هيچ پردازشگر مركزي هم وجود نداشته باشد بالغ بر 95 دلار براي هر خودرو ميشود.
يكي از معروفترين ارائه دهندگان هفت مستقيم در امريكا شركت Beru است هزينه استفاده از اين سيستم تقريبا گران است. از خصوصيات اين سيستم ميتوان به 2 نوع هشدار راننده هنگام كاهش فشار باد تاير اشاره نمود :
1- هشدار نرم ( “soft warning) هنگامي كه فشار بر تاير (بواسطه فشار باد ) 2.8 psi كمتر از فشار توصيه شده كارخانه ميرسد لامپ كهربايي هشدار روشن ميشود
2- هشدار سخت (hard warning) ) هنگامي كه فشار بر تاير (بواسطه فشار باد ) 5.7 psi كمتر از فشار توصيه شده كارخانه ميرسد لامپ قرمز هشدار روشن ميشود
هزينه نصب چنين سيستمي بر روي خودرو بر اساس قسمتهاي مختلف ان بشرح زير است :
1- واحد كنترل سيستم هفت 130 دلار
2- قطعه اندازه گيري فشار با تاير براي هر چرخ مجموعا 33 دلار
3- 4 انتن دريافت اطلاعات و ارسال ان 26 دلار
4- 4 عدد سوپاپهاي مخصوص باد 4 دلار
5- هزينه هاي جانبي 6 دلار
جمع 200 دلار
بي شك همه ما سوانحي را كه منجر به خسارات جاني و مالي بر اثر عوارض ناشي از كم شدن فشار باد تاير اتفاق مي افتند را ديده و يا احيانا در روزنامه ها خوانده ايم. هنگامي كه بنا به هر دليلي ( مانند وزن نامتناسب بر روي چرخها ؛ كم شدن باد ) فشار بر لاستيكهاي چرخها زياد مي شود ؛ لاستيكها متورم ( INFLATION ) شده و استعداد هر گونه حادثه اي را براي راننده و خودرو افزايش مي دهد. نتايج تحقيقاتي كه تا قبل از سال 2001 در ايالات متحده به انجام رسيد نشان داد كه درصد با اهميتي از تصادفات خودرو در اين كشور ناشي از تركيدگي لاستيك و عوارض ناشي از كاهش فشار باد تاير خودروها بوده است. همين عامل سبب شد تا سازمان ايمني تردد در بزرگراههاي امريكا(National Highway Traffic Safety Administration) از سال 2003 به بعد استانداردهايي را بوجود اورده كه توليد كنندگان خودرو را ملزم به نصب سيستم هشدار فشار باد تاير (Tire Pressure Monitoring System ) كه اختصارا (TPMS ) ناميده مي شود بر روي خودروها نمايد. فلسفه وجودي اين سيستم ؛ اعلان هشدار به راننده در صورت كاهش فشار باد تايرها از يك حد استاندارد كه عموما توسط كارخانه هاي لاستيك سازي بر روي لاستيكها عنوان مي شود مي باشد. طبق اين مصوبه سيستم TPMS از نوامبر سال 2003 بر روي كليه خودروهاي چند منظوره سواري ؛ كاميونها و اتوبوسهايي كه وزني معادل 10000 پوند يا كمتر را دارند مي بايست نصب گردد.
حال اين TPMS چيست و چگونه كار ميكند موضوعي است كه در اين مقاله به بررسي آن خواهيم پرداخت . قبل از ان لازم است عنوان شود ؛با توجه به انكه در اين مقاله از اصطلاح " سيستم هشدار فشارباد تاير يا همان TPMS" به كرات استفاده شده است ؛ لذا به لحاظ رعايت اصل ايجاز در مقاله نويسي ؛ از عبارت اختصاري سيستم " هفت " كه برگرفته از حروف اول كلمات "هشدار فشار تاير " است استفاده شده است. ( اختصاصي مترجم )
سيستم هشدار فشار باد تاير يا همان سيستم "هفت " چيست ؟
اساس طراحي و كاركرد سيستم "هفت " بر روي خودرو بر 2 اصل استوار است :
1- نظارت بر فشار وارده بر روي تايرهاي خودرو
2- اگاهي دادن و هشذار به راننده در حين رانندگي از مشكلات بالقوه ناشي از افزايش فشار بر لاستيكها كه خود را در متورم شدن لاستيكها نشان مي دهد .
براي اگاهي دادن به راننده عموما يك سيستم "هفت" ؛ از يك چراغ زرد هشدار دهنده در پشت امپر سود مي برد كه با افزايش فشار بر لاستيكها تا حد معيني ؛ اين چراغ بعنوان اعلان هشدار روشن مي شود كه در شكل زير نمايش داده شده است :
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968401930000.bmp
چنانچه يكي از دو حالات زير براي تاير در هنگام رانندگي حادث شود اين چراغ زرد روشن خواهد شد. تصوير اول (بالا )نشاندهنده كاهش باد تاير مي باشد و شكل دوم ( پايين ) ناشي از افزايش حرارت تاير و در نتيجه سرعت گردش ذرات هوا در تاير و انبساط آن مي باشد .
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968389430000.bmp
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968399273750.bmp
بطور كلي 2 نوع سيستم هفت وجود دارد:
1- سيستم هفت مستقيم( Direct TPMS)
2- سيستم هفت غير مستقيم ( Indirect TPMS)
قبل از انكه به تشريح دو سيستم فوق بپردازيم لازم است عنوان شود كه هدف نهايي هر دوسيستم هشدار به راننده است هر چند در اجزاو قطعات بكار گرفته شده و نحوه نظارت و محاسبه فشار تاير ها اين دو روش با هم تفاوت دارند . چنانچه بعدا خواهيم ديد يك نوع از سيستم مستقيم هفت توانايي اين را دارد كه هنگام كاهش فشار تاير ؛ باد تاير را متوازن نمايد كه اين كار بوسيله يك پمپ انجام ميشود كه در حقيقت نوعي كمك به راننده در مسيوليت او در حين رانندگي است. در روش غير مستقيم بجاي فشار تاير ؛ عوامل ديگري چون سرعت چرخها مورد بررسي قرار مي گيرد. اساس اين روش ؛ اندازه گيري و محاسبه سرعت يك چرخ و مقايسه آن با چرخ يا چرخهاي ديگر براي مشخص شدن اختلافات و انحرافات احتمالي گردش چرخها است. در حال حاضر سيستم هاي ترمز ABS بنوعي از اين سيستم هفت غير مستقيم بهره مي برند.
1- سيستم هاي هفت مستقيم :
. در اكثر سيستمهاي هفت مستقيم ؛ براي هر تاير يك سنسور فشار و درجه حرارت تعبيه ميشود. اين سنسورها به 2 شكل بر تاير سوار مي شود . دسته اول كه به انها سنسورهاي ميله اي مي گويند ( Valve-Stem-Mounted) در كنار سوپاپ باد هر تاير نصب مي گردد. ( شكل 5 ) دسته دوم اين سنسنورها كه به سنسورهاي تسمه اي معروفند (Band-mounted Sensor ) بر روي رينگ و در زير تاير نصب مي شوند ( شكل4 )
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968383336250.bmp
تصوير 4- سنسور تسمه اي تصوير
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830968386773750.bmp
تصوير 5 – سنسور ميله اي
وظيفه اين سنسورها جمع اوري اطلاعات در خصوص فشار باد و درجه حرارت تاير و ارسال ان به يك كامپيوتر دريافت كننده مركزي مي باشد. (عموما واحد ECU در خودرو ) .واحد دريافت كننده مركزي وظيفه تجزيه و تحليل اين اطلاعات را بر عهده دارد كه خروجي ان سيگنالهايي است كه به راننده اعلام ميشود. اين نمايش اطلاعات مي تواند بشكلي ساده براي كل تايرها و يا در حالت پيشرفته براي هر 4 چرخ و يا حتي زاپاس هم باشد. مزاياي سيستم هفت مستقيم عبارت است از :
1- حساسيت فوق العاده نسبت به كاهشهاي كم در ميزان فشار باد تاير ها از 1/. +_ تا 1 psi (pounds per square inchشايان ذكر است كه psi مبناي فشار در سيستمهاي برودتي مي باشد و نشان دهنده ميزان فشار وارده توسط يك پوند بر اينچ مربع مي باشد. اين نكته جالب تر خواهد بود وقتي بدانيم كه فشار اتمسفر در کنار دریا برابر است با PSI 7/14 که این مقدار را معمولاً معادل PSI 15 قرار می دهند . حال اين سيستم مستقيم توانايي مشخص نمودن فشار بسيار ناچيز را هم دارد.)
2- توانايي محاسبه مستقيم فشار بر هر كدام از تاير ها در هر لحظه و هر جا شامل زمان قبل از روشن شدن خودرو و حتي هنگام تعويض يدك
اما اين سيستم معايبي نيز دارد كه عبارتند از :
1- هزينه بالا
2- مشكلات ناشي از حفظ و نگهداري سنسورها . -اگر ارتباط واحد مركزي با سنسورها بهر دليلي قطع شود ( برخوردهاي احتمالي تاير با اجسام و يا دستكاري ) ؛ در اين حالت ممكن است مشكلاتي را در نگهداري سنسورها بوجود اورد
تا سال 2003 اين سيستم فقط بر روي خودروهاي مسابقه اي با لاستيك پهن و و بعنوان يك لوازم جانبي بر روي خودروهاي لوكس نصب مي گرديد اما از سال 2007 سازمان ترافيكي آمريكا كليه خودروها را ملزم به داشتن يكي از سيستم ها ي هفت نمود.
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830969839586250.bmp
تصوير 6- اساس كاري سيستم هفت مستقيم
هفت مستقيم با يك پمپ :
كاركرد اين سيستم هم دقيقا مانند سيستم قبلي وابسته به سنسورهاي دريافت كننده اطلاعات و يك واحد پردازشگر مركزي است تنها تفاوت اين سيستم آنست كه اين سيستم با تعبيه يك پمپ توانايي تنظيم فشار باد تاير تا ميزان در نظر گرفته شده و نرمال براي هر تاير را دارد. هر تاير يك سنسور و يك پمپ دارد. در حالتي كه تاير ها بواسطه كاهش فشار متورم مي شوند هشداري به راننده ارسال مي گردد و راننده براحتي با فعال نمودن پمپ ؛ فشار باد تاير را تنظيم مي كند. ( در بعضي سيستم ها پمپ بصورت اتوماتيك فعال مي شود ) . اگر چه اشتباهات راننده مي تواند به فجايع مصيبت باري تبديل شود و يا هر لحظه خطر سوراخ شدن لاستيك توسط اجسام تيز مانند ميخ و غيره وجود دارد اما وجود يك پمپ در كنار تاير مي تواند تا حد زيادي هزينه هاي افزايشي لاستيك ها اسيب ديده را كاهش داده و خودرو را حداقل تا مقصدش برساند.بهر صورت پمپ هنگامي خاموش ميشود كه خودرو متوقف گردد كه در اين حالت ممكن است باد تاير خالي شود اما تا هنگامي كه خودرو در حركت است اين پمپ باد از دست رفته تاير را جبران مي كند. مزاياي استفاده از سيستم هفت با پمپ عبارت است از :
1- آسودگي خاطر راننده ؛ در اين حالت راننده فقط بايد مواظب تركيدگي لاستيك در هنگامي كه هشدارهاي متناوبي از سنسورها در كاركرد پمپ داده مي شود باشد.
2- بهينه سازي مصرف سوخت با كنترل و تنظيم لحظه اي فشار باد تاير
3- ايمني بيشتر راننده و سرنشينان خودرو
معايب اين سيستم عبارتند از :
1- هزينه بالاي اسفاده از اين روش
2- مراقبت و نگهداري به لحاظ حفظ موقعيت درست پمپ. در بعضي شرايط ممكن است در حالي كه تاير مي چرخد بنا به هر دليلي ( مانند شل بودن نصب يا عدم نصب صحيح ) پمپ نتواند كارايي داشته باشد و از مدار خارج شود .
تا سال 2004 اين سيستم بر روي هيچ خودروي سبكي نصب نشده بود اما بر روي تعدادي از خودروهاي سنگين نصب مي گرديد. امروزه استفاده از هفت با پمپ اختياري است .
2-سيستم اندازه گيري هفت غير مستقيم :
سيستم هاي اي بي اس جاري در حقيقت ورودي اطلاعات سيستم هفت غير مستقيم مي باشند. اين سيستمها ؛ اطلاعاتي را از سرعت چرخها از سنسورهاي اي بي اس مي گيرد و چنانچه تغييراتي كوچك در سرعت گردش چرخها مشاهده كند از ان بعنوان مبنايي براي محاسبه كاهش فشار استفاده ميكند. در حقيقت اساس كار اين سيستم آن است كه اگر سرعت گردش چرخي با چرخ قرينه خود برابر نباشد ؛ اين اختلاف بخاطر تغيير در ميزان فشار بر روي آن چرخ است. قابل توجه است كه كاهش فشار باد تاير نتيجه اش كاهش شعاع دايره چرخ و در نتيجه افزايش سرعت گردش آن چرخ در مقايسه با چرخهاي ديگر است. براي درك بهتر اين موضوع و چگونگي محاسبه سيستم هفت غير مستقيم ؛ بهتر است به روشي كه " موسسه صنعت تاير " در سال 2005 ارائه داده است نظري بيندازيم كه خلاصه ان در شكل زير نشان داده شده است :
http://www.acopart.org/Upload/ACO-3752/s_129830969831617500.bmp
همانگونه كه مشاهده ميشود يك موقعيت فرضي است كه در ان 3 چرخ خودرويي با سرعت 20 مايل بر ساعت مي گردند اما چرخ عقب سمت چپ با سرعت 17 مايل بر ساعت مي گردد . در اين حالت محاسبات واحد پردازشگر مركزي و نتايج ان بشرح زير است :
مجموع سرعت چرخ عقب سمت راست و چرخ جلو سمت چپ 40 مايل بر ساعت
مجموع سرعت چرخ عقب سمت چپ و چرخ جلو سمت راست 37 مايل بر ساعت
مجموع سرعت خودرو 77 مايل بر ساعت
ميانگين سرعت هر چرخ (77 تقسيم بر 4 چرخ ) 25/19 مايل بر ساعت
اختلاف سرعت چرخها (37-40 ) 3 مايل بر ساعت
ارزش محاسبه شده ( 3 تقسيم بر 25/19) 155/.
سرحد اختلاف مجاز برنامه ريزي شده 125/.
همانگونه كه مشاهده مي شود در اين مثال ؛ اختلاف مجاز سرعت گردش تاير ها بطور استاندارد 125/. است در حاليكه اختلاف واقعي 155/. است و با توجه به بيش ار حد مجاز بودن اين اختلاف ؛ قاعدتا در اين مثال چراغ هشدار سيستم هفت غيرمستقيم روشن و راننده را نسبت به شرايط وجود كاهش فشار باد تاير مطلع خواهد نمود .
مزاياي استفاده از اين سيستم عبارتند از :
1- هزينه ناچيز استفاده از ان
2- اقل تغييرات در سيستم ABS
اين سيستم نيز از يك چراغ پشت آمپر و نرم افزار پردازشگري كه ان قابل ارتقا مي باشد سود مي برد.
معايب استفاده از سيستم غير مستقيم هفت :
1- در خودروهايي كه ABS ندارند هزينه استفاده از ان بالاست.
2- اين سيستم توانايي آن را ندارد كه مشخص كند كدام تاير متورم شده و با كاهش باد روبروست.
3- در شرايطي كه يه يكباره كليه تاير ها با كاهش فشار باد مواجه شوند اين سيستم توانايي شناسايي آنرا ندارد و چنين بنظر مي رسد كه همه چيز نرمال است.
4- عدم توانايي در كنترل تايرهاي يدكي
5- براي كارايي اين سيستم خودرو حتما بايد در حركت باشد
6- نياز به زمان زياد براي وارسي چرخها –عموما چند ساعت – و همچنين چندين دقيقه براي وارسي فشار باد تاير ها
7- عم توانايي در نظر گرافتن كاهشهاي ناچيز در فشار باد تاير ها
8- بعضي از سيستم هاي غير مستقيم كارايي خود در شناسايي فشار از دست رفته را در شرايطي كه سرعت خودرو بيش از 70 مايل در ساعت يا بيشتر باشند را از دست مي دهند.
سيستم هاي ABS در شرايطي كه حالت سوم اتفاق بيفتد ( كاهش ناگهاني باد 4 چرخ يا دو چرخ ) توانايي شناسايي ان را ندارند بنابراين براي رفع عيبهاي 2 و 3 لازمست كه همواره سيستم هاي ABS به روز شوند . در خصوص عيب شماره 7 بعضي ها معتقدند كه اين سيستم اگر ميزان از دست رفته باد تايرها بيش از 20 psi باشد توانايي شناشايي انرا دارد اما بعضي ديگر با ديد بد بينا نه تري معتقدند كه هفت غير مستقيم كاهش فشار باد تاير را از 30 psi به بالا در نظر مي گيرد .
بهر صورت استفاده از هر تكنولوژي مستلزم صرف هزينه مي باشد كه قطعا در مورد استفاده از سيستم هفت ( چه مستقيم و چه غير مستقيم ) اصل فزوني منافع بر مخارج صدق مي كند . بهتر است نظري به بهاي تمام شده بر آوردي استفاده از هر دو سيستم بيندازيم . اما اين يك اصل پذيرفته شده است كه خسارات ناشي از سوانح خودرو غيرقابل برآورد هستند كه خود لزومي بر استفاده از اين سيستم هفت در خودروها مي باشد.
بهاي تمام شده نصب سيستم ها :
سيستم هفت غير مستقيم :
روش هاي گوناگوني در استفاده از سيستم هفت غير مستقيم وجود دارد. در حالت اول فرض ميشود كه خودرو مجهز به ABS است . در اين حالت سازنده خودرو با توسعه اين قابليت و با استفاده از سنسورهاي سرعت چرخها ؛ تغييرات را بصورت يك الگوريتم در مي اورد كه انها در يك مانيتور نمايش داده مي شود و عموما اين سيستم داراي دكمه بارگذاري مجدد (ريست كردن ) است كه همه اينها به سيستم ABS افزوده ميشود. هزينه هاي اضافي نصب چنين سيستمي بر روي خودرو تقريبا 12 دلار به ازاي هر خودرو است ( بايد توجه داشت كه اين امار مربوط به سال 2003 است )
اما در خودروهايي كه فاقد اي بي اس هستند 2 راه براي انتخاب سيستم غير مستقيم هفت وجود دارد. . در روش اول نيازي به اضافه كردن كامل سيستم ABS بر روي خودرو نيست اما قسمتي از ان براي سيستم هفت غير مستقيم ضروريست. خصوصا در اين روش سنسورهاي سرعت چرخها و خود سيستم هفت مورد نياز است كه هزينه آن براي هر خودرو تقريبا 130 دلار است.
در حالت دوم سيستم كامل ABS و هفت غير مستقيم نصب خواهد شد كه هزينه اي معادل 240 دلار براي هر خودرو در بر خواهد داشت. (شايان ذكر است كه اين موضوع يعني هزينه بالا يكي از معايب اين سيستم بود بنوعي كه هزينه انرا از هفت مستقيم نيز بيشتر كرده است )
بهاي تمام شده استفاده از سيستم هفت مستقيم :
هفت مستقيم از سنسورهاي فشار براي هر تاير سود مي برد. همچنين براي درجه حرارت داخلي تاير نيز مي بايست فكري شود كه در بعضي سيستم هاي مستقيم از يك انتن براي ارسال اطلاعات به واحد دريافت كننده مركزي استفاده مي شود.وظيفه اين انتن ها فرستادن اطلاعاتي به پردازشگر داخلي است كه ميزان فشار باد در تايرها را مشخص مي كند.بنابراين در هفت مستقيم همواره بهاي تمام شده استفاده از ان به دو دسته عمده تخصيص مي باد
1- هزينه نصب سنسورها
2- پردازشگر و دريافت كننده مركزي
بسته به اينكه چه اطلاعاتي را بايد اين سيستم تهيه كند نوع سنسوري هم كه استفاده ميشود تفاوت دارد اما در كل بطور ميانگن هر سنسور قيمتي در حدود 5 تا 10 دلار دارد كه براي يك خودروي با 4 سنسور هزينه خريد سنسور 20 تا 40 دلار براي هر خودرو است.
در خصوص پردازشگر مركزي نيز اين موضوع بسته به انست كه ايا خودرو در حال حاضر چنين امكاناتي را دارد يا خير . در صورتي كه چنين پردازشگري در خودرو تعبيه شده باشد ( مانند خودروهايي كه به سيستم كي لس مجهز هستند ) در اين صورت فقط نياز است كه در نرم افزار كمي دستكاري شده و احتمالا مانيتوري براي نشان دادن نتايج در خودرو تعبيه شود كه در اين حالت هزينه چنين كاري 25 دلار براي هر خودرو خواهد بود. در شرايطي كه خودرو فاقد اين سيستم پردازشگر مركزي است هزينه خريد اين سيستم پردازشگر بين 40 تا دلار براي هر خوردو است.
در نهايت هزينه نصب اين سيستم بر روي خوردرو در حدود 4 دلار براي هر خودرو است.كه مجموعا حداقل قيمت نصب اين سيستم در شرايطي كه هيچ پردازشگر مركزي هم وجود نداشته باشد بالغ بر 95 دلار براي هر خودرو ميشود.
يكي از معروفترين ارائه دهندگان هفت مستقيم در امريكا شركت Beru است هزينه استفاده از اين سيستم تقريبا گران است. از خصوصيات اين سيستم ميتوان به 2 نوع هشدار راننده هنگام كاهش فشار باد تاير اشاره نمود :
1- هشدار نرم ( “soft warning) هنگامي كه فشار بر تاير (بواسطه فشار باد ) 2.8 psi كمتر از فشار توصيه شده كارخانه ميرسد لامپ كهربايي هشدار روشن ميشود
2- هشدار سخت (hard warning) ) هنگامي كه فشار بر تاير (بواسطه فشار باد ) 5.7 psi كمتر از فشار توصيه شده كارخانه ميرسد لامپ قرمز هشدار روشن ميشود
هزينه نصب چنين سيستمي بر روي خودرو بر اساس قسمتهاي مختلف ان بشرح زير است :
1- واحد كنترل سيستم هفت 130 دلار
2- قطعه اندازه گيري فشار با تاير براي هر چرخ مجموعا 33 دلار
3- 4 انتن دريافت اطلاعات و ارسال ان 26 دلار
4- 4 عدد سوپاپهاي مخصوص باد 4 دلار
5- هزينه هاي جانبي 6 دلار
جمع 200 دلار
