Электроника и безопасность автомобиля




Системы активной безопасности автомобиля


Системы контроля давления в шинах




Что такое TPMS в автомобиле и как работает система контроля давления в шинах?

Поддержание давления в автомобильных шинах на требуемом уровне важно не только для обеспечения комфортности поездки, снижения расхода топлива и увеличения ресурса покрышек, но и с точки зрения безопасности дорожного движения.
Слишком высокое давление негативно отразится на сцеплении с дорожным полотном, и снизит уровень безопасности движения, а также приведет к повышению жесткости шин, т. е. снизит комфортность эксплуатации автомобиля. Слишком низкое давление в шинах приведёт к повышенному расходу топлива и преждевременному износу покрышек.

системы контроля давления в шинах автомобиля

Для контроля давления в шинах необходимо систематически использовать шинный манометр, что, конечно же, влечет повышение трудоемкости обслуживания автомобиля. Чтобы решить эту проблемы, инженеры разработали систему контроля давления в шинах.

Изначально система, которая получила название «TPMS» («Tire Pressure Monitor System» - дословно - «система мониторинга давления в шинах»), была предназначена только для спецтранспорта, грузовых и военных автомобилей. Но в дальнейшем распространилась и на гражданский автотранспорт, в том числе и на легковой.
Военные и грузовые системы контроля ставили перед собой задачу обеспечить безотказную работу техники в тяжёлых условиях, в т. ч. – в боевых. К ним можно отнести резкие температурные перепады, повышенные и экстремально низкие температуры, плохие дороги, пробой шины огнестрельным оружием и т. п.

Постепенно специалисты начали думать над возможностью использования системы контроля на обычных гражданских автомобилях.
Вскоре появились первые легковые автомобили, оснащенные системой TPMS. Изначально датчики ставили только на дорогие автомобили в качестве дополнительной опции, дополняя системы слежения за слепыми зонами и автоматического торможения.
В настоящее время такие системы встречаются и на относительно недорогих современных автомобилях.

Конечно, если возникают какие-то серьёзные повреждения шин, водитель и пассажиры почувствуют это безо всяких датчиков и систем контроля. Но уследить за постепенным снижением давления и небольшим дефектом колеса крайне сложно, особенно при движении по дороге с низким качеством дорожного покрытия.

Поездка на автомобиле со спускающим колесом может привести к повреждению покрышки и даже срыву шины с диска. А это уже прямая угроза безопасности дорожного движения. Статистика показывает, что по описанным причинам случается достаточно большое количество ДТП.
Но не только критические ситуации с разрывом или сходом с диска покрышки могут привести к аварии.
Разное давление в шинах приводит к тому, что управляемость автомобиля, особенно на большой скорости, ухудшается, он начинает «рыскать» по дороге и требует постоянной манипуляции рулевым управлением. Конечно же, это тоже небезопасно.

С помощью установленной TPMS водитель может вовремя заменить неисправности, изменения в давлении, тем самым предотвратить поломки, аварии и дорожно-транспортные происшествия.

Кроме повышения безопасности дорожного движения системы контроля над давлением в шинах колес позволяют получить и другие выгоды, такие, как повышение экономичности и экологической безопасности автомобиля.
Снижение давления в шинах приводит к повышению расхода топлива, поскольку увеличивается пятно контакта шины с дорогой и возрастает сопротивление качению колес автомобиля, и двигателю приходится работать на режиме повышенных нагрузок. Повышенный расход топлива влечет за собой не только экономические затраты, но и увеличение количества вредных выбросов в атмосферу, т. е. автомобиль становится менее экологичным.
К экономическим выгодам использования систем TPMS можно, также, отнести тот факт, что недостаточное и избыточное давление в шинах колес существенно снижает ресурс дорогостоящих покрышек.

Некоторые модели датчиков дополнительно имеют функцию антивандального индикатора. При попытке несанкционированного демонтажа покрышек водитель оповещается об этом дистанционно.

Как работает система TPMS?

Для функционирования систем TPMS используются прямой и косвенный методы контроля давления в шинах.

Системы косвенного измерения давления в шинах

Принцип работы системы по косвенному методу основан на том факте, что при снижении давления в шине она уменьшается в диаметре, и, соответственно, уменьшается длина окружности покрышки.
В результате спущенное колесо начинает вращаться быстрее, чем остальные колеса автомобиля с нормальным давлением в шинах. За этим процессом следят информационные датчики системы TPMS.
Если параметры угловой скорости колеса отклоняются от нормы, включается сигнальная лампа, и водитель, таким образом, оповещается о возможной неисправности.




Системы прямого измерения давления в шинах

У систем прямого контроля результаты измерений более точные. Такая система выполняет непосредственные замеры давления для каждой покрышки.
При прямом мониторинге индикаторные датчики устанавливаются непосредственно на вентиль, где и происходят измерения рабочих параметров. Датчики могут устанавливаться вместо вентилей (внешний вариант) и внутри шины (внутренний вариант).

Внешние датчики – это небольшие приборы, которые устанавливают на место обычного золотника. Они блокируют воздух в шине и одновременно реагируют на изменения давления. Когда измеряемые параметры меняются, прибор изменяет свой цвет. Если давление нормальное, появляется зелёный цвет, если падает ниже нормы, цвет становится красным.
Никакие другие датчики здесь не применяются, и на дисплеи информацию они не передают. Контроль осуществляется только визуально - необходимо подойти к каждому колесу и посмотреть на цвет колпачка.

Главным недостатком считается уязвимость, а также необходимость визуального контроля над каждой шиной.
Кроме того, такие TPMS можно повредить, их легко могут украсть. Для этого достаточно просто выкрутить устройство вручную.

Внутренние датчики - более надёжные устройства, защищённые от любых внешних воздействий. Их устанавливают непосредственно в полость покрышек, из-за чего вопрос кражи решается сам собой. Но объективным недостатком таких устройств является относительно высокая стоимость.
Внутренние TPMS передают информацию непосредственно на приборную панель или для обработки в электронный блок управления.
Результаты измерений давления в каждой шине от внутренних датчиков передаются посредством специальной антенны на блок управления, где информация обрабатывается и выдается на дисплей или сигнальную лампу.

электронные системы контроля давления в шинах автомобиля

Такая система контроля давления воздуха в шинах содержит аналоговые датчики давления и температуры. Система способна собирать и анализировать информацию от нескольких датчиков, измеряя давление, температуру шин, скорость вращения колес и некоторые другие параметры. Датчики размещаются в шинах и передают бесконтактным способом по миниатюрному радиоканалу информацию в ЭБУ.
Давление и температура контролируются, даже если автомобиль неподвижен.
При обработке информации электронным блоком учитываются также скорость и загрузка автомобиля.

Еще одна разновидность системы TPMS включает три основных элемента: датчик давления, измерительный высокочастотный трансформатор и световой индикатор на панели приборов.
Датчик давления установлен на ободе колеса и| замыкает контакты при снижении давления в шине. Тем самым создается вторичная короткозамкнутая цепь для высокочастотного трансформатора, размещенного на узле крепления тормозных колодок.
Датчик давления постоянно проходит в непосредственной близости от трансформатора при вращении колеса. Факт замыкания вторичной цепи трансформатора фиксируется с помощью ЭБУ, и на приборном щитке загорается контрольный индикатор, соответствующий колесу со сниженным давлением в шине.
Изменение температуры воздуха в шине не вызывает ложных срабатываний системы, т. к. при движении автомобиля температура и давление воздуха в шине повышаются.

Системы контроля давления в шинах под разными названиями выпускают несколько немецких, американских и японских фирм. Например, система «Аdvantage Enterprises» (производство США) выполняет замеры и подает соответствующие сигналы каждые четыре секунды.
На опытных и гоночных моделях автомобилей температура воздуха в шинах наряду с давлением измеряется в обязательном порядке.
Например, система фирмы «Мichelin» для гоночных автомобилей «Реugot» («Ргохimа») имеет датчики в каждом колесе.
Сигналы передаются на радиочастоте приемнику на блок управления и затем в информационную систему водителя.
При температуре более 85 °С система рекомендует снизить скорость до 240 км/час, при температуре более 90 ˚С - до 160 км/час, при температуре более 100 °С – система рекомендует водителю остановить автомобиль.

системы контроля давления в шинах автомобиля

***

Системы пассивной безопасности автомобиля



Главная страница


Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты