Войти
A Система контроля давления в шинах (TPMS ) - это электронная система, предназначенная для контроля давления воздуха внутри пневматических шин на различных типах транспортных средств. Система TPMS передает информацию о давлении в шинах водителю транспортного средства в режиме реального времени либо с помощью манометра, либо с помощью пиктограммы, либо с помощью простой сигнальной лампы низкого давления. TPMS можно разделить на два разных типа - прямой (dTPMS) и непрямой (iTPMS). TPMS предоставляются как на уровне OEM (заводской), так и в качестве дополнительного решения. Целью TPMS является предотвращение дорожно-транспортных происшествий, плохой экономии топлива и повышенного износа шин из-за недостаточно накачанных шин за счет раннего распознавания опасного состояния шин. Эта функция впервые появилась в автомобилях класса люкс в Европе в 1980-х годах, тогда как массовое внедрение последовало за принятием в США закона 2000 TREAD после разногласий между Firestone и Ford в отношении шин. Требования к технологии TPMS в новых автомобилях продолжали распространяться в 21 веке в России, ЕС, Японии, Южной Корее и многих других азиатских странах. По состоянию на ноябрь 2014 года уровень установки составляет 54% легковых автомобилей.
Из-за влияния давления в шинах на безопасность и эффективность автомобиля, мониторинг давления в шинах (TPM) впервые был принят на европейском рынке в качестве дополнительной функции для роскошных легковых автомобилей в 1980-е годы. Первым легковым автомобилем , принявшим TPM, был Porsche 959 в 1986 году, в котором использовалась система колес с полыми спицами, разработанная PSK. В 1996 году Renault использовала Michelin для Scenic, а в 1999 году PSA Peugeot Citroën решил использовать TPM в качестве стандартной функции на Peugeot 607. В следующем году (2000) Renault выпустила на рынок Laguna II, первый в мире крупногабаритный среднеразмерный легковой автомобиль, оснащенный TPM в качестве стандартной функции. В США TPM был представлен General Motors в 1991 модельном году для Corvette в сочетании с шинами Goodyear Run-Flat. Система использует датчики в колесах и дисплей водителя, который может отображать давление в шинах на любом колесе, а также предупреждения как о высоком, так и о низком давлении. С тех пор он стал стандартом для Корветов.
Отзыв Firestone в конце 1990-х (который был связан с более чем 100 смертельными случаями в результате опрокидывания из-за протектора шины -разделение), подтолкнул Конгресс США к принятию закона TREAD Act. Закон обязывает использовать подходящую технологию TPMS во всех легковых автомобилях (до 10 000 фунтов), чтобы предупреждать водителей о событиях недостаточной инфляции. Этот закон распространяется на все легковые автомобили, проданные после 1 сентября 2007 года. Поэтапный ввод начался в октябре 2005 года с 20% и достиг 100% для моделей, произведенных после сентября 2007 года. В Соединенных Штатах с 2008 года и в Европейском союзе, как с 1 ноября 2012 года все новые выпускаемые модели легковых автомобилей (M1 ) должны быть оснащены системой TPMS. С 1 ноября 2014 года все новые легковые автомобили, продаваемые в Европейском Союзе, должны быть оснащены TPMS. Для автомобилей N1 TPMS не обязательна, но если TPMS установлена, она должна соответствовать правилам.
13 июля 2010 г. Министерство земли, транспорта и морских дел Южной Кореи объявило о незавершенном частичном пересмотре корейских стандартов безопасности транспортных средств (KMVSS), указав, что «TPMS будет устанавливаться на легковые автомобили. и транспортных средств полной массой 3,5 тонны или менее,... [вступает в силу с 1 января 2013 года для новых моделей и 30 июня 2014 года для существующих моделей ». Ожидается, что Япония примет законодательство Европейского союза примерно через год после его вступления в силу. Среди других стран, которые сделают TPMS обязательными, являются Россия, Индонезия, Филиппины, Израиль, Малайзия и Турция. После того, как был принят Закон TREAD, многие компании откликнулись на рыночные возможности, выпустив продукты TPMS, использующие колесные модули радиопередатчиков с батарейным питанием.
Внедрение противоскользящих шин и аварийных запасных шин несколькими производителями шин и транспортных средств побудило сделать хотя бы некоторые базовые TPMS обязательными при использовании спущенных шин. С шинами, спущенными с пробегом, водитель, скорее всего, не заметит, что шина спустилась, поэтому были введены так называемые «системы предупреждения о спущении». Чаще всего это iTPMS первого поколения, основанные исключительно на радиусе качения, которые гарантируют, что шины со спущенным спущенным колесом не используются сверх установленных ограничений, обычно 80 км / ч (50 миль в час) и 80 км (50 миль) пробег. Рынок iTPMS также прогрессирует. Непрямая система TPMS способна обнаруживать недостаточное накачивание за счет комбинированного использования радиуса крена и анализа спектра, и, следовательно, мониторинг четырех колес стал возможным. Благодаря этому прорыву выполнение требований законодательства возможно также с помощью iTPMS.
Косвенная TPMS не использует датчики физического давления, а измеряет давление воздуха с помощью программных систем, которые оценивают и комбинируют существующие сигналы датчиков, например скорости колес, акселерометры, данные трансмиссии и т. д. оценивают и контролируют давление в шинах без датчиков физического давления в колесах. Системы iTPMS первого поколения основаны на том принципе, что недостаточно накачанные шины имеют немного меньший диаметр (и, следовательно, более высокую угловую скорость), чем правильно накачанные. Эти различия можно измерить с помощью датчиков скорости вращения колес систем ABS / ESC. ITPMS второго поколения может также обнаруживать одновременное недостаточное давление во всех четырех шинах с помощью спектрального анализа отдельных колес, который может быть реализован в программном обеспечении с использованием передовых методов обработки сигналов.
iTPMS не может измерять или отображать абсолютные значения давления; они относительны по своей природе и должны быть сброшены водителем после проверки шин и правильной регулировки давления. Сброс обычно выполняется либо физической кнопкой, либо в меню бортового компьютера. iTPMS, по сравнению с dTPMS, более чувствительны к влиянию различных шин и внешним воздействиям, таким как дорожное покрытие, скорость или стиль вождения. Процедура сброса, за которой следует этап автоматического обучения, обычно продолжающийся от 20 до 60 минут вождения, при котором iTPMS изучает и сохраняет эталонные параметры, прежде чем он станет полностью активным, отменяет многие, но не все из них. Поскольку iTPMS не требует дополнительного оборудования, запасных частей, электронных / токсичных отходов или обслуживания (помимо обычного сброса), они считаются простыми в обращении и удобными для клиентов.
Поскольку заводская установка TPMS стала обязательной в ноябре 2014 года для всех новых легковых автомобилей в ЕС различные системы iTPMS были утверждены типа в соответствии с Правилом ООН R64. Примерами этого являются большинство моделей группы VW, а также многочисленные модели Honda, Volvo, Opel, Ford, Mazda, PSA, FIAT и Renault. iTPMS быстро завоевывает долю рынка в ЕС и, как ожидается, в ближайшем будущем станет доминирующей технологией TPMS.
Некоторые считают iTPMS менее точными из-за их природы - с учетом того, что простые колебания температуры окружающей среды могут приводить к колебаниям давления той же величины, что и допустимые пороги обнаружения, - но многие производители автомобилей и клиенты ценят простоту
датчик прямого TPM, установленный в систему клапанов, производитель VDO 
Поврежденный датчик прямого TPMS удаляется Direct TPMS напрямую измеряет давление в шинах с помощью аппаратных датчиков. В каждом колесе, чаще всего на внутренней стороне клапана, есть датчик давления с питанием от батареи, который передает информацию о давлении в центральный блок управления, который сообщает ее бортовому компьютеру автомобиля. Некоторые устройства также измеряют и предупреждают температуру шины. Эти системы могут определять недостаточное давление для каждой отдельной шины. Хотя системы различаются по параметрам передачи, многие продукты TPMS (как OEM, так и послепродажные) могут отображать в реальном времени индивидуальное давление в шинах, независимо от того, движется автомобиль или припарковано. Есть много разных решений, но все они сталкиваются с проблемами воздействия агрессивной среды. Большинство из них работают от батарей, что ограничивает срок их службы. В некоторых датчиках используется беспроводная система питания, аналогичная той, которая используется при считывании меток RFID, что решает проблему ограниченного срока службы батареи. Это также увеличивает частоту передачи данных до 40 Гц и снижает вес датчика, что может быть важно в приложениях для автоспорта. Если датчики установлены на внешней стороне колеса, как некоторые системы вторичного рынка, они подвержены механическим повреждениям, воздействию агрессивных жидкостей, а также кражи. Когда они установлены на внутренней стороне обода, они становятся труднодоступными для замены батареи, и радиочастотная связь должна преодолевать ослабляющие эффекты шины, что увеличивает потребность в энергии.
Датчик TPMS прямого действия состоит из следующих основных функций, требующих всего нескольких внешних компонентов - например, аккумулятор, корпус, плата - для получения сенсорного модуля, который крепится к штоку клапана внутри шины:
Большинство первоначально установленных dTPMS имеют датчик, установленный на внутренней стороне обода, и батареи не подлежат замене. Разряженный аккумулятор означает, что шину необходимо снять, чтобы заменить ее, поэтому желательно долгое время автономной работы. Для экономии энергии и продления срока службы батареи многие датчики dTPMS не передают информацию, когда они припаркованы (что исключает мониторинг запасного колеса), или используют более дорогостоящую двустороннюю связь, которая позволяет активировать датчик. Для правильной работы OEM автоматических устройств dTPMS они должны распознавать положения датчиков и игнорировать сигналы от других автомобилей.
Послепродажные устройства dTPMS не только передают данные во время движения или стоянки автомобилей, но также предоставляют пользователям некоторые расширенные возможности мониторинга, включая регистрацию данных, возможности удаленного мониторинга и многое другое. Они доступны для всех типов транспортных средств, от мотоциклов до тяжелой техники, и могут контролировать до 64 шин одновременно, что важно для грузовых автомобилей. Многие вторичные устройства dTPMS не требуют специальных инструментов для программирования или сброса, что значительно упрощает их использование.
Датчики TPMS первого поколения, встроенные в шток клапана, пострадали от коррозии. Металлические колпачки клапанов могут прилипнуть к штоку клапана из-за гальванической коррозии разнородных металлов, а попытки его снять могут привести к поломке штока и разрушению датчика. Подобная судьба может постигнуть неоригинальный латунный сердечник клапана внутри штока, который мог быть установлен неосторожным техником, заменив оригинальные специализированные сердечники с никелевым покрытием. (Их можно отличить по желтоватому цвету латуни.) Заклинивание клапана может усложнить устранение утечки в шине и, возможно, потребовать замены всего датчика.
Существуют разногласия относительно совместимости послепродажных герметиков для шин с dTPMS, в которых используются датчики, установленные внутри шины. Некоторые производители герметиков утверждают, что их продукты действительно совместимы, но другие предупреждали, что «герметик может контактировать с датчиком таким образом, что ВРЕМЕННО выводит его из строя до тех пор, пока он не будет должным образом очищен, проверен и повторно установлен специалистом по обслуживанию шин. профессиональный ». О подобных сомнениях сообщают и другие. Использование таких герметиков может привести к аннулированию гарантии на датчик TPMS.
Динамическое поведение пневматической шины тесно связано с ее внутренним давлением. Ключевые факторы, такие как тормозной путь и поперечная устойчивость, требуют регулировки и поддержания давления накачки в соответствии с указаниями производителя транспортного средства. Сильное недокачивание может даже привести к термической и механической перегрузке, вызванной перегревом и последующим внезапным разрушением самой шины. Кроме того, недостаточная накачка сильно влияет на топливную эффективность и износ шин. Шины не только пропускают воздух в случае прокола, они также пропускают воздух естественным путем, и в течение года даже типичная новая, правильно смонтированная шина может потерять от 20 до 60 кПа (от 3 до 9 psi ), примерно на 10% или даже больше от его начального давления.
Существенные преимущества TPMS резюмируются следующим образом:
Дополнительные статистические данные включают:
Французская Sécurité Routière, По оценке организации по безопасности дорожного движения, 9% всех дорожно-транспортных происшествий со смертельным исходом связаны с недостаточным накачиванием шин, а по оценке немецкой организации по безопасности дорожного движения DEKRA, 41% аварий с физическими травмами связаны к проблемам с шинами.
Европейский Союз сообщает, что средний уровень давления ниже 40 кПа приводит к увеличению расхода топлива на 2% и сокращению срока службы шин на 25%. Европейский Союз пришел к выводу, что недостаточный накачивание шин сегодня является причиной более 20 миллионов литров излишне сгоревшего топлива, выброса более 2 миллионов тонн CO 2 в атмосферу и преждевременного выбрасывания 200 миллионов шин во всем мире.
В 2018 году на домашней странице Рабочей группы ЕЭК ООН по тормозам и ходовой части (GRRF) было опубликовано полевое исследование TPMS и давления в шинах. Он охватил 1470 случайно выбранных транспортных средств в трех странах ЕС с dTPMS, iTPMS и без TPMS. Основные выводы заключаются в том, что установка TPMS надежно предотвращает серьезную и опасную недостаточную инфляцию и, следовательно, дает желаемый эффект для безопасности движения, расхода топлива и выбросов. Исследование также показало, что нет разницы в эффективности между dTPMS и iTPMS и что функция сброса TPMS не представляет риска для безопасности.
Поскольку каждая шина передает уникальный идентификатор, транспортные средства можно легко отслеживать с помощью существующих датчиков вдоль проезжей части. Эту проблему можно решить путем шифрования радиосвязи от датчиков, но такие положения о конфиденциальности не были предусмотрены НАБДД.
США Правила Национальной администрации безопасности дорожного движения применяются только к транспортным средствам весом менее 10 000 фунтов. Для автомобилей большой грузоподъемности (классы 7 и 8, полная масса более 26 000 фунтов) большинство вышеупомянутых систем не работают должным образом, что требует разработки других систем.
Министерство транспорта США заказало несколько исследований для поиска систем, работающих на рынке тяжелых грузовиков, с указанием некоторых целей, которые были необходимы на этом рынке.
SAE пытался распространять передовой опыт, так как законодательные нормы для тяжелых транспортных средств отстают.
Одна проблема - отсутствие стандартизации. Шины часто закупаются оптом и перемещаются между тракторами с течением времени, поэтому данная система TPMS может работать только с совместимыми датчиками в шинах, что создает логистические проблемы. Радиочастотные системы для этих устройств также должны работать на гораздо больших расстояниях, что может потребовать установки ретрансляционных систем на трактор или прицеп. Ожидается, что срок службы батарей в этих системах должен составлять от пяти до семи лет, поскольку стоимость разрушения шины может быть намного дороже. Требования Министерства транспорта США к максимальной загрузке вынуждают производителей прицепов распределять грузы по нескольким осям, в результате чего появляются прицепы с обычно от 8 до 12 шин, а на специальных самосвалах - до 96 шин.
Типичный срок службы каркасов шин может составлять десять и более лет при многократном восстановлении протектора. Это привело к возникновению специализированной отрасли, которая сосредоточена исключительно на вопросах, связанных с автотранспортной отраслью.
Системы централизованного наддува изначально заявили, что исключают необходимость в системах контроля давления. Некоторые основные системы наддува: Meritor PSI, Hendrickson International, Stemco AERIS и Vagia (используются в основном в Южной Америке). Они не привели к полному решению, поскольку не решают всех проблем (например, отсутствие поддержки управляемой оси) и приносят новые проблемы с обслуживанием поворотных муфт в крышках ступиц. Системы накачивания иногда могут сократить срок службы шин, скрывая медленные утечки, вызванные внедренными предметами, которые водители в противном случае удалили бы после осмотра проблемной шины.
Чтобы датчик давления в шинах был полностью эффективным, он должен иметь несколько возможностей, позволяющих использовать их различным группам обслуживающего персонала.
Во-первых, каждый водитель должен провести предрейсовый осмотр, поэтому желательно, чтобы датчик давления в шинах имел индикатор, который можно считывать без инструментов.
Во-вторых, он обычно должен иметь возможность каким-либо образом покрывать двойные комплекты шин. Также полезно, если точки наполнения могут быть централизованы, чтобы можно было легко надувать, не доходя до небольших отверстий для рук в ободах.
В-третьих, у него должна быть система беспроводной связи с соответствующим радиусом действия и временем автономной работы. Важно, чтобы датчики регулярно сообщали о состоянии «Я жив», поскольку наличие мертвого датчика может быть хуже, чем отсутствие датчика вообще.
В-четвертых, эти системы должны иметь возможность адаптироваться к замене шин и прицепов с минимальным вмешательством оператора. Важно использовать систему с большей дальностью действия, поскольку повторитель увеличивает стоимость.
Этим требованиям могут соответствовать системы с внешними датчиками давления, которые подключаются к штоку клапана на каждой шине. При замене шин датчик перемещается на новую шину.
Хотя эти системы могут предупреждать водителя об опасной ситуации прорыва, они могут не помочь автопаркам справиться с медленно протекающими шинами, если водитель не сообщит об этом обслуживающему персоналу автопарка, пока не стало слишком поздно. В последние годы это привело к появлению решений для мониторинга, которые отслеживают состояние шин и отправляют предупреждения обслуживающему персоналу автопарка. Это позволяет им планировать техническое обслуживание медленно протекающей шины в порядке исключения, вместо того, чтобы проверять каждую шину вручную. Многие автопарки сегодня признают, что проверка давления в шинах является серьезной проблемой при исполнении служебных обязанностей. У большинства из них действуют правила, требующие регулярной проверки каждой шины, однако эта практика не очень эффективна из-за огромного масштаба проблемы и того факта, что трудно получить полный отчет о всех проверках шин.
Сегодня лучшие системы используют автоматизированный сбор данных. Некоторые из них используют считыватели ворот, которые автоматизируют сбор данных о шинах в базе данных или на веб-портале, что позволяет операторам технического обслуживания сразу видеть данные для всего парка. Для дальнемагистральных автопарков, которые могут не видеть свои автомобили в течение длительных периодов времени, централизованная система считывания может не работать, но появляются новые системы, которые собирают данные датчиков давления в шинах обратно в систему отслеживания активов, чтобы оповещения могли быть отправленным обратно в главный офис при возникновении проблемы. Для небольших автопарков существуют портативные устройства, которые позволяют человеку, проверяющему шины, просто ходить по транспортным средствам и собирать данные для загрузки в центральную базу данных, что позволяет выполнять контроль и отслеживать тенденции без ошибок.
Некоторые производители автомобилей пытались расширить сферу своей деятельности на рынки тяжелых грузовиков, некоторые производители сосредоточились исключительно на этом рынке.
Значок предупреждения о низком давлении TPMS
Значок сбоя системы TPMS
СМИ, связанные с системами контроля давления в шинах на Wikimedia Commons