Система контролю тиску повітря в шинах

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Внутрішній давач системи прямого контролю тиску для автомобілів Ford та Volvo

Систе́ма контро́лю ти́ску в ши́нах (англ. Tire Pressure Monitoring System; TPMS) — система дистанційного вимірювання та моніторингу тиску і температури в шинах автомобіля під час руху. TPMS поділяються на два типи: системи прямого контролю (dTPMS) та системи непрямого контролю (iTPMS) і пропонуються на ринку, як заводські опції, так і у вигляді тюнінгових рішень.

Історична довідка[ред.ред. код]

Початок застосування[ред.ред. код]

У зв'язку зі значним впливом тиску у шинах на безпеку та ефективність роботи транспортних засобів ідея розробки таких систем, TPMS виникла одразу ж коли з’явилась технічна можливість її реалізації. Система контролю за тиском у шинах вперше з'явилась на європейському ринку як додаткова опція для дорогих авто у 1980-х. Перший легковий автомобіль, де було використано моніторинг тиску в шинах (TPM — англ. tire-pressure monitoring) був спортивний Porsche 959 у 1986 році. У 1999 PSA Peugeot Citroën вирішила встановити TPM як стандартну опцію на автомобіль бізнес-класу Peugeot 607. У наступному році (2000), компанією «Renault» було запущено у виробництво автомобіль Laguna II — це було перше масове середньо-розмірне авто у світі, оснащене системою TPM як стандартною опцією. У США TPMS уперше було використано компанією «General Motors» у 1991 на моделі Chevrolet_Corvette у поєднанні з безкамерними шинами від компанії «Goodyear». Система використовувала давачі, що розташовувалися в колесах і взаємодіяли із засобами індикації, які показували значення тиску у кожному колесі та давали сигнал тривоги при заниженому чи завищеному тиску. Це стало з тих пір стандартом для усіх модифікацій Corvette.

Відкликання партії шин «Firestone» і мандат на запровадження[ред.ред. код]

Відкликання американською компанією «Firestone» партії шин в кінці 1990-го року (яке було пов'язане із більш ніж 100 смертями від перекидання автомобіля через руйнування протектора), підштовхнуло Конгрес США до закріплення у жовтні 2000 року в «Законі про покращення виконання вимог з відкликання транспортних засобів, ведення звітності та документації» (англ. Transportation Recall Enhancement, Accountability and Documentation Act; TREAD Act) вимог до раннього виявлення неполадок в автомобілях. Закон передбачив обов'язкове застосування відповідної технології TPMS у всіх легких (до 10 000 фунтів) моторних транспортних засобах для сповіщення водія про небезпечне значення тиску в шинах. Дія цього закону поширюється на всі легкі моторні транспортні засоби, що вироблені після 1 вересня 2007 року. У Європейському союзі з 1 листопада 2012 усі легкові авто категорії M1 (повна маса до 3,5 т, до 9 пасажирів), що випускаються повинні мати обладнання TPMS. З листопада 2014 усі нові легкові автомобілі, вироблені в Євросоюзі повинні оснащатися TPMS. Для транспортних засобів категорії N1, TPMS не є обов'язковими, але якщо TPMS встановлений, він повинен відповідати затвердженим нормативам.

13 липня 2010 року, південнокорейське Міністерство у справах землі, транспорту і морських питань оголосило початок часткової ревізії «Корейських стандартів безпеки механічних транспортних засобів» (англ. Korea Motor Vehicle Safety Standards; KMVSS), вказавши, що «TPMS повинні бути встановлені на пасажирських транспортних засобах і транспортних засобах повною масою до 3,5 т, … починаючи з 1 січня 2013 року для нових моделей і з 30 червня 2014 року для існуючих моделей»[1]. Японія збирається прийняти законодавство Європейського союзу приблизно через рік після запровадження його там. Наступні країни, що планують зробити TPMS обов'язковим це: Росія, Індонезія, Філіппіни, Ізраїль, Малайзія і Туреччина[2].

Після прийняття закону TREAD багато компаній відреагували на нові потреби ринку, випустивши TPMS-продукти, що використовують прямий спосіб отримання даних про тиск і температуру у шинах від обертового колеса в межах транспортного засобу з використанням спеціальних радіопередавальних колісних модулів з батарейним живленням.

Шини типу «Run-flat»[ред.ред. код]

Запровадження шин типу «Run-flat», які після пробиття ще здатні підтримувати робочий стан протягом певного періоду, чи аварійних запасних шин декілька виробників шин та автомобілів мотивувала зробити у цьому випадку обов'язковими принаймні деякі базові функції TPMS. У 1996 році компанія «Renault» уже використовувала систему Michelin PAX system[3] для серійної моделі «Scenic». При використанні шин типу «Run-flat», водій, швидше за все, не помітить, що шина має пробоїну, тому, були введені так звані «системи попередження про спущену шину». З'явились системи першого покоління (iTPMS) робота яких базується на визначенні радіусу колеса, що дало можливість гарантувати, що спущене колесо не використовуватиметься поза встановленими обмеженнями, зазвичай, швидкість обмежкється до 80 км/год і відстань пробугу до 80 км. Ринок iTPMS почав розвиватись. Системи непрямого контролю тиску стали спроможні виявляти падіння тиску за допомогою комбінованого використання засобів визначення радіуса кочення та спектрального аналізу, що зробило можливим повний моніторинг стану коліс. Це рішення також дозволило одночасно задовольнити вимоги законодавства щодо контролю за станом шин.

Системи непрямого контролю тиску[ред.ред. код]

Сучасні системи непрямого контролю тиску (iTPMS) працюють через ABS/ESC-системи автомобіля. Електроніка за допомогою давачів в кожний момент часу визначає частоти обертання коліс та їх відносну різницю. Як відомо, при падінні тиску висота профілю шини стає нижчою. Отже, швидкість обертання колеса у порівнянні з іншими колесами збільшується, отже, і збільшується різниця частот обертання коліс на одній осі. В результаті система фіксує ці зміни.

iTPMS не можете виміряти або відобразити значення абсолютного тиску, її покази є відносні за своєю природою і повинні скидатись водієм, після того, як він пересвідчився що у всіх колесах тиски встановлені правильно. Скидання зазвичай робиться або за допомогою фізичної кнопки або через меню бортового комп'ютера. iTPMS є, порівняно з dTPMS, чутливішим до впливів різних типів шин та зовнішніх факторів, таких як дорожнє покриття, швидкість руху чи стиль їзди. Процедура скидання з наступною автоматичною стадією аналізу зазвичай триває 20…60 хвилин їзди, при яких iTPMS дізнається і запам'ятовує вихідні параметри, перш ніж стане повністю активною. Оскільки iTPMS не пов'язана з використанням додаткового обладнання, запасних частин, шкідливими викидами а також якимось додатковими діями (окрім регулярного скидання) таку систему можна вважати простою у користуванні і дружньою до споживача[4].

Але даний спосіб вимірювання тиску в шинах має свої недоліки, а саме:

  • неможливість визначити повільне падіння тиску;
  • спрацьовування тривоги при падінні тиску понад 30%;
  • немає можливості визначити падіння тиску в декількох колесах одночасно;
  • немає можливості достовірно визначити у якому колесі знизився тиск.

Системи прямого контролю тиску і температури[ред.ред. код]

Ефективнішим засобом визначення тиску і температури в колесі є це системи прямого контролю, коли безпосередньо в кожне колесо вбудовується давач, що знімає покази в режимі реального часу. П'єзокристалічна мембрана давача при зміні внутрішнього тиску в шині перетворює механічні вплив від неї в електричні сигнали, які після частотної модуляції передаються за допомогою вмонтованого радіпередавача на панель приладів або спеціальний дисплей. В результаті видається візуальний і (або) акустичний сигнал. Вмонтовані в давачі є неробірними, зазвичай, акумуляторні батареї в них служать 5-7 років. Температура шини відстежується паралельно і враховується при оцінці тиску. Заощадити заряд батареї дозволяє ще той факт, що давачі переходять в робочий режим тільки тоді, коли автомобіль перебуває у стані руху. Типи давачів поділяються на зовнішні і внутрішні. Як випливає з назви, одні давачі монтуються всередині колеса, що вимагає проведення додаткового шиномонтажу, інші ж накручуються на ніпель замість захисних ковпачків.

Внутрішні давачі[ред.ред. код]

Внутрішні давачі вмонтовуються замість стандартних клапанів (вентилів) у ніпелі таким чином, що сенсор розташовується всередині шини, що дещо ускладнює їх монтаж (потрібно проводити шиномонтажні роботи), але при цьому давачі захищені від впливу навколишнього середовища та вандальних дій. Діапазон робочої температури від −40 до +125 °С, діапазон тисків, що вимірюються від 0 до 8 бар. Виведення інформації може здійснюватися різними способами:

  • на штатний монітор, оснащений RCA відео-входом
  • на дисплей, що додатково встановлюється на панель приладів або дзеркало заднього виду;
  • на індикатор-брелок.

Зовнішні давачі[ред.ред. код]

Зовнішні давачі, на відміну від внутрішніх, монтуються на штатні ніпелі і не вимагають додаткового шиномонтажу. Це дозволяє не тільки швидко встановити систему, але і використовувати її на декількох автомобілях. Але, при цьому, давачі взаємодіють з агресивним зовнішнім середовищем і не захищені від вандалізму. Прикладом моделі може послужити система TPMS 4-21. Діапазон робочої температури давачів від −40 до +85 °C, діапазон вимірюваного тиску від 0 до 6 бар. Батарея у давачі переважно незамінна. В деяких моделях, таких як TPMS Smart, батарею можна замінити (використовується стандартний тип батареї CR1632).

Системи для вантажного транспорту[ред.ред. код]

Використання систем контролю у вантажних автомобілях ускладнене тим, що подібні транспортні засоби мають досить велику протяжність і сигнал від давача може «загубитися». Для цього використовуються спеціальні ретранслятори-підсилювачі сигналу (репітери). Як і у випадку з легковим транспортом, існують системи як з внутрішніми давачами, так і з зовнішніми.

Індикатори[ред.ред. код]

Індикатори TPMS на панелі приладів
TPMS low pressure warning icon
Значок сигналу низького тиску від TPMS 
TPMS system failure icon
Значок сигналу пошкодження колеса від TPMS 

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Minister Chung, Jung-hwan. «The Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs». Revisions to the Korean Motor Vehicle Safety Standards (KMVSS). The Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, Korea. 
  2. TPMS mandatory in even more countries (англ.)
  3. PAX system description на сайті «Michelinman» (англ.)
  4. Reifendruck voll unter Kontrolle (нім.)

Джерела[ред.ред. код]

  • Hawes, James; Fisher, John; Mercer, Todd Tire Pressure Monitoring Systems Guide, Mitchel1, 2008. — ISBN 1-58718-177-0.

Посилання[ред.ред. код]