הכתבה התפרסמה במגזין אוטו בגיליון 218.
משחר המצאת הגלגל, שללא ספק הוא המצאתו החשובה ביותר של האדם, היווה ייצורו אתגר טכנולוגי, נכון לכל תקופה בה שלט חומר גלם אחר: אבן, עץ ומתכת. שרטוט עיגול באמצעות מחוגה הינו קל ופשוט. לקחת עיגול זה ולייצרו, כך שיהיה עיגול מושלם, זה כבר דבר אחר, קשה ומורכב, גם בימינו. למען האמת, לא ניתן לייצר גלגל מושלם; לעולם תהיינה סטיות במידותיו, אלא שסטיות אלה קטנות והולכות עם השיפור בטכנולוגיות הייצור.
למען הסדר הטוב, בבואנו לספר בשבחי הגלגל והאופן, שומה עלינו להגדיר את שמות חלקיהם בעברית. רבי אליעזר בן יהודה נתן בהם סימנים: היקף הגלגל, כלומר החלק העגול, נקרא בשפת עבר ^חישוק^. מרכז הגלגל נקרא ^טבור^ והמוטות המחברים ביניהם מכונים ^חישורים^. אמור מעתה: ^על שלושה דברים העולם מתגלגל: על החישוק, על הטבור ועל החישור^. וכמעט מתחרזים המה.
ראשית חוכמה
גלגלי תחילת המאה העשרים ניחנו ברוחב צר ביותר, למול קוטר גדול, באופן יחסי. הואיל והגלגל פותח מהכרכרות ומהאופניים, הוא אף נראה כמותם - החישוק והטבור היו מחוברים ביניהם באמצעות חישורי מתכת דקים, שבלשון הילדים נקראו בעבר ^שפיצים^ (ובירושלים ^סיחים^). חלק מהשפיצים היו רדיאליים וחלקם בזוית שונה. החישורים הרדיאליים היו קצרים יותר והגדירו את קוטר הגלגל, כך שהקוטר יישמר שווה לכל אורך ההיקף. החישורים הארוכים יותר, קבעו את מישור סיבוב הגלגל, על מנת שבעת הנסיעה לא ייצור ^שמיניות^.
גם כאשר הטכנולוגיה התקדמה והחלה לייצר חישוקים מלאים מפלדה, חישוקי השפיצים המשיכו להיות נחלתן של מכוניות אקזוטיות בריטיות - טריומף, יגואר, אסטון מרטין, אוסטין הילי(...) ועוד. עד היום, ניתן למצוא אגודות ויצרנים לחישוקי חוטי הברזל הללו (wire wheels), המייצרים חישוקים בעלי 48 עד 72 חישורים. אחזקת גלגלים מסוג זה אינה פשוטה כלל ועיקר - כל מי שהתנסה בילדותו בכיוון גלגלי אופניים, מכיר את הקושי שבמתיחת החישורים למידה הנכונה, על מנת לקבל רדיוס אחיד ומישור סיבוב ישר. הבעיה קיימת, ובגדול יותר, עקב מספר החישורים הגדול יותר במכוניות, ומחייבת עבודה מדויקת וזהירה. לא מעט אתרים באינטרנט מציעים הדרכה בביצוע משימה זו הקרויה באנגלית truing - מלשון ^התאמה נכונה^.
כניסת חישוקי הפלדה המלאים אפשרה מעבר לייצור המוני וזול, בשיטת הכבישה - מכבשי ענק כבשו חומר גלם למול אימום בצורת החישוק, וזה התעוות לקבלת הצורה. תהליך ייצור זה הביא לשיפור בתכונות המכניות של החישוקים, אך במחיר כבד, תרתי משמע. כאשר סקרנו את נושא המתלים, ראינו כי כל גרם של משקל שאינו נתמך על-ידי המתלים, הוא גרם הצובר תאוצה, וביחד הם מייצרים כוח שצריך לרסנו. היתרון של חישוקי ה^שפיצים^ לפיכך, נשאר יתרון המשקל, וכך גם הצטיידו בהם מכוניות הפורמולה 1 מתקופתו של פנג'יו הגדול, בשנות ה-50.
סגסוגת מסוג אחר
חישוקי הפלדה, כאמור, הם כבדים וחזותם היא כשל ^נעלי גולדה^, הזכורות לרע. אך למשקלם יש השפעה נוספת, פרט להגדלת המשקל הבלתי נתמך, המחייבת חיזוק המתלים, הבולמים והקפיצים: משקל החישוקים משפיע גם על ההיגוי. ככל שמשקל הגלגל קל יותר, קל גם להפנות את ההגה. אמנם, בעידן הגאי הכוח, ההידראוליים והחשמליים, הנהג אינו מושפע מכך, אך ככל שהמערכת צריכה להתמודד עם משקל פחוּת יותר, ניתן יהיה להקטין את גודלה-היא ולהאריך את חייה. וכך נכנסה לתמונה המתכת הקלה אלומיניום, זו שמשקלה הסגולי הוא כשליש ממשקל הפלדה, אך היא יקרה וחלשה יותר. אלא שבתהליך בו מוכנסים לאלומיניום מְסָגים של מתכות נוספות, כמו כרום וניקל, הסגסוגת הנוצרת מקבלת תכונות של חוזק ועמידות טובות מפלדה, למעט בתחום אחד - הסגסוגת המתקבלת היא פריכה יותר מפלדה, שהיא בעלת תכונות גמישות טובות יותר.
המשמעות היא כי חישוקי סגסוגת רגישים יותר למכות ממדרכות, או לחיזוק בורגיהם ביד חופשית ללא הגבלה. לכן חישוקים כאלה יש להדק עם מפתח מומנט. עם זה, לחישוקי הסגסוגת יתרון במכוניות בהן מותקנים צמיגי חתך נמוך: בעת פניות, הכוח הצדי הנוצר גדול, והפלדה, האלסטית יותר, נוטה להתעוות. הסגסוגת הקשיחה יותר, מתנגדת למעוות זה, ומסייעת בייצוב הרכב בפניות. לייצור חישוקי סגסוגת קיימים מספר תהליכים, לכל אחד יתרונות וחסרונות: התהליך המוביל כיום הוא החישול; בתהליך זה מוכנס חומר הגלם המוכן של הסגסוגת לתוך אימום, בלחץ של 6000 טון, ותוך כדי חימום, מוטבעת בחומר הגלם צורת הגלגל. בתהליך דומה, מעורגל חומר הגלם על-ידי העברתו בין גלילים סובבים, בהם מוטבעת צורת הגלגל. הערגול מחזק את התכונות המבניות של הסגסוגת, ובה בשעה מאפשר הקטנת עובי החומר, שתוצאתו המיידית היא הפחתה נוספת במשקל. שני תהליכים נוספים הנם תהליכי יציקה: אחד בלחץ נמוך, על-ידי שפיכת חומר הגלם הנוזלי לתבנית ולחיצתו עד להתקררות המאפשרת הוצאתו מהתבנית; השני נעשה באמצעות משיכת המתכת הנוזלית לתבנית בואקום, למניעת היווצרות בועות אוויר בתערובת, המחלישות אותה. שתי שיטות אלה רגישות יותר למכות חיצוניות, שכן זה אופיו של תהליך היציקה.
פרט לסגסוגת אלומיניום, מיוצרים היום חישוקים מחומרים נוספים: מגנזיום הוא אחד הידועים, ועל שמו נקראים כל החישוקים הקלים בשפת העם ^ג'נטים מגנזיום^, הגם שאת אלה לא נמצא בדרך כלל ברכב כביש רגיל. הסיבה לכך היא שהמגנזיום היא מתכת פריכה יותר, רגישה לקורוזיה ו...מתנדפת. חומר נוסף בשימוש הוא הטיטניום, אותה מתכת חזקה וקלה - אבל מה-זה-יקרה. וכמובן, איך אפשר בלי הטרנד הטכנולוגי של חישוקים מחומרים מרוכבים, בעיקר סיבי פחמן ושרפים. חישוקי הסגסוגת מתאפיינים ביתרונות נוספים: בשל חוזקם, ניתן לייצרם עם פחות חומר, שמשמעותו יותר פתחים לאוויר לחדור ולקרר את הבלמים. גם החומרים עצמם הנם בעלי מוליכות חום טובה יותר מפלדה, המאפשרת לסלק את החום המיותר הנוצר על ידי הבלמים. המשקל הנמוך יותר מייצר מומנט אינרציה קטן יותר, המתנגד פחות לגלגול, לכן התאוצה והבלימה משתפרות עם המעבר לחישוקי סגסוגת.
מונחים והגדרות
כאשר אנו מעונינים להחליף את חישוקי הפלדה המקוריים בחישוקים אחרים, בין אם הם עשויים סגסוגת ובין אם מדובר בחישוק שנפסל וברצוננו לרכשו, קיימים מספר פרמטרים שיש להכיר. חשוב להתאים את החישוק החדש לתושבתו הקיימת, וזאת יש לדעת: כאשר חישוק מותקן על תושבתו, בין אם תוף הבלם או טבור דיסק הבלימה, מתקיימת מידת הזחה (סטייה) קבועה, בין מרכז החישוק לבין תושבתו. כאשר הגלגל הוא בעל מידת הזחה (Offset) חיובית, הגלגל יורכב קרוב יותר לדופן בית הגלגל. כאשר מידת ההזחה היא שלילית, הגלגל יהיה בולט יותר כלפי חוץ. למידה הזו משמעות בעיקר לגבי רוחב הצמיג שניתן להתקין, אך גם למיקום הגלגל. הנעה קדמית מתאפיינת בהזחה חיובית, בעוד שגלגלים בעלי הזחה שלילית יימצאו בדרך כלל על הסרן האחורי המונע. הדוגמאות הבולטות לכך הן שברכב הנעה קדמית, טבור הגלגל בולט לעיתים יותר מאשר שפות הגלגל, בעוד שבהנעה אחורית מובהקת, כמו במשאיות, החישוק נראה כצלחת מרק. כאשר תושבת החישוק ומרכזו נמצאים בקו אחד, הדבר נקרא ^הזחה אפסית^.
הפרמטר השני לבדיקה הוא מספר הברגים וקוטר מעגל החלוקה שהוא קו דמיוני העובר בין מרכזי הברגים. כאשר אנו מחליפים חישוק בעל מספר זוגי של ברגים, יש למדוד את קוטר מעגל החלוקה, על-ידי מדידת המרחק בין מרכזי ברגים נגדיים. כאשר בגלגל חמישה ברגים, מודדים את המרחק בין מרכז בורג אחד, לקו הדמיוני המחבר בין שני הברגים שמולו. ניתן למדוד גם לאחד הברגים שמולו ולהמיר את המדידה למידה מדויקת, באמצעות חישוב גיאומטרי פשוט או טבלאות המרה שאמורות להימצא אצל כל מוכר חישוקים (לפחות במדינות מתוקנות זה כך...).
המרכיב השלישי הוא קוטר הטבור. מתוך רצון להוזיל את עלויות הייצור ולייצר חישוקים ג'נריים ככל האפשר, מיוצרים החישוקים עם חור טבור גדול. קיימים מתאמים, הנקראים ^טבעות טבור^, שתפקידם להתאים את גודל החור לגודל הטבור הספציפי. המידה חייבת להיות מדויקת, על-מנת לא לקבל חופש שיגרום לאובליות.
למעונינים להגדיל את קוטר החישוק למראה ספורטיבי יותר, והמגבלה היא בדרך כלל לשמור את סך כל קוטר הגלגל בתחום של 3 אחוזים מהקוטר המקורי, יש כלל אצבע בכמה יש להרחיב את הצמיג ולהקטין את גובה החתך: הכלל אומר שלהגדלת הקוטר ב-1 (אינץ'), יש להגדיל את רוחב סוליית הצמיג ב-10 מ^מ ולהקטין את אחוז גובה החתך בעשרה אחוזים. הגדלה ב-2 אינץ', תיעשה במכפלת 2 לערכים הללו. כמובן, הכל מותנה בכך שהגודל המבוקש מאושר על-ידי יצרן הרכב, שכן לשינוי יש משמעויות מבחינת נקודות החלפת ההילוכים בתיבה מתוחכמת ואף ^בלבול^ של מערכת הבקרה על הבלמים. הגדלת הקוטר משנה את מהירות סיבוב הגלגל בסל^ד קבוע, ומערכות אלה, שאינן יודעות זאת, עלולות שלא לתפקד כהלכה.
עולם המירוצים
חישוקי פורמולה 1 עשויים ממגנזיום. ניסויים באלומיניום הראו כי למרות שהוא חזק יותר, המחיר במשקל כבד מדי. חישוקים מפחמן נאסרו בתקנון הפורמולה 1, הדורש חישוקי מתכת בלבד. הדרישות מחישוק לפורמולה 1 שונות בתכלית מאלו למכוניות הכביש, גם האימתניות ביותר: הטמפרטורות הגבוהות אליהן מגיעים הבלמים, מחייבות תכנון זרימת אוויר מצנן היישר אליהם. האוויר מנותב על ידי שישה זוגות של חישורים, בעלי מבנה אווירודינמי מתאים. החישוק גם מחובר למתלה באמצעות בורג מרכזי אחד בלבד בטבורו, לעומת ארבעה וחמישה במכוניות רגילות, על מנת לקצר את זמן החלפת הגלגל למינימום. לשם וידוא כי הצמיג אחוז היטב על ידי החישוק, שפת החישוק עוברת תהליך מיוחד של ^הפצצה^ בכדוריות מתכת זעירות, תהליך המחזק את פני השטח ומחספס אותו. אורך החיים של חישוק לפורמולה 1 הוא כ-200 ק^מ בלבד, על אף שגם במרוץ עם עצירה אחת, סביר שחישוק לא יתגלגל יותר מ-150 ק^מ. בכל מרוץ משתמשת קבוצה ב-200 חישוקים לערך, לשלושת ימי סוף השבוע.
