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轮胎压力监测系统

时间:2019-10-27 15:21
  

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  ,是“tire pressure monitoring system”的缩写,TPMS的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测,并对轮胎漏气和低气压进行报警,以确保行车安全。

  作为汽车重要的组成部分,轮胎性能的主要考量的因素是轮胎的气压,轮胎的气压过低或者过高都会影响轮胎的使用性能并且降低其使用寿命,最终影响到行车安全。

  TPMS全称轮胎压力监测系统,是“tire pressure monitoring system”的缩写,TPMS的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测,并对轮胎漏气和低气压进行报警,以确保行车安全。

  当某轮胎的气压降低时,该轮的滚动半径将变小,导致其转速比其他车轮快。通过比较轮胎之间的转速差别,以达到监视胎压的目的。

  间接式轮胎报警系统TPMS实际上是依靠计算轮胎滚动半径来对气压进行监测;直接式的胎压监测系统TPMS是将带有传感器的气门嘴直接替换原车的气门嘴,采用传感器内的感应芯片感知轮胎在静止和运动状态下的胎压和温度细微变化,将电信号转变成无线射频信号,并采用独立的频道发射器传入接收器内,从而使车主无论在行车还是静止状态下都能知晓车身轮胎的胎压和温度。

  现在的都是直接式的胎压监测系统,间接式基本已经淘汰,只有少部分06年产的进口车加装的是间接式胎压监测系统,如迈腾,荣誉等车型。

  轮胎压力监测系统一般是安装在轮辋上,通过内置的传感器感应轮胎内的气压,将气压信号转换为电信号,通过无线发射装置将信号发射到接收器上,在显示器上显示各种数据变化或以蜂鸣等形式,驾驶者可以根据显示数据及时地对轮胎进行加气或放气,发现渗漏可以及时处理,让大意外能在小处化解。

  目前市场上,TPMS可以分为间接式轮胎压力监测系统和直接式轮胎压力监测系统。

  间接式轮胎压力监测系统(Wheel-Speed Based TPMS)又称为WSB,WSB需要通过汽车的ABS系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别,以达到监测胎压的目的。ABS通过轮速传感器来确定车轮是否抱死,从而决定是否启动防抱死系统。当轮胎压力降低时,车辆的重量会使轮胎直径变小,车速就会产生变化。车速变化就会触发WSB的报警系统,从而提醒车主注意轮胎胎压不足。因此间接式的TPMS属于被动型TPMS。

  直接式轮胎压力监测系统(Pressure-Sensor Based TPMS,简称PSB),PSB是利用安装在轮胎上的压力传感器来测量轮胎的气压,利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统,然后对轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压低或漏气时,系统就会报警。因此直接式的TPMS属于主动型TPMS。

  不论是WSB还是PSB,都有各自的优点。PSB提供更高级的功能,随时测定每个轮胎内部的实际瞬压,很容易确定故障轮胎。WSB系统在造价上比PSB要相对较低,只需要在四轮ABS上进行软件升级即可完成。但是WSB没有PSB的准确率高,同时WSB不能确定故障轮胎的真实情况。

  除了PSB和WSB外,市场上还有一种复合式的TPMS,兼具有PSB和WSB两个系统的优点。在两个互相成对角的轮胎内装备直接传感器,并安装一个四轮间接系统。与直接系统相比,这种复合式系统可以降低成本,同时克服间接式TPMS不能检测出多个轮胎同时出现气压过低的缺点。但是这种复合式TPMS还是不能像PSB那样提供所有轮胎的实际压力实时数据显示。

  直接式轮胎压力监测系统为传感器供电的电池使用年限3年、5年和10年的不等都有;而且,接收器部分除了SCHRADER的胎压监测系统无需改动原车电源以外,其他的均需改动原车电路或者通过链接点烟器才能获取电源:还有一些廉价的胎压监测系统在静止状态下是无法正确及时显示胎压和温度的变化的,必须要车子动起来超过40码以后才能监测到信号,无疑,这样势必会给行车安全造成巨大的安全隐患。

  现有的汽车安全系统,如防抱死制动系统、电子速锁、电子助力转向、安全气囊等,都是在事故发生后才能发挥其保护生命安全的功能,属于“事后补救型”的安全系统。然而 TPMS 不同于上述安全系统,其作用表现为当轮胎的气压即将出现问题时,TPMS 可以通过报警信号提醒驾驶员采取安全的措施,消除可能发生的事故,属于“事前主动型”的安全系统。

  统计数据表明:如果行驶中的汽车轮胎气压长期低于标准值的 25%,轮胎的使用寿命只能达到设计要求的 70%。反之,轮胎的气压过高,轮胎的中间部位损耗将加剧,如果胎压高于正常值的 25%,轮胎的使用寿命将下降至设计要求的 80-85%,轮胎的使用的强度随着轮胎温度的升高而降低,轮胎的弹性弯曲度也将增大,并且温度每升高 1℃,轮胎的损耗就将增长 2%。

  据相关数据的统计,轮胎的气压比正常值低 30%,发动机需要更大的马力来提供相同的速度,汽油的消耗量将变为原来的 110%。汽油过多的消耗,不仅增加了驾驶人的行车费用,而且燃烧更多的汽油也产生了更多的汽车尾气,影响了空气质量。在安装了 TPMS 后,驾驶人可以实时的掌控轮胎的气压值,这样不仅可以降低油耗,还可以减轻汽车尾气对环境所造成的污染。

  如果汽车在轮胎气压过高的状况下行驶,长久下去将导致发动机底盘磨损严重;如果轮胎气压不均匀,则会引起刹车跑偏,从而加大悬挂系统的非常规损耗。

  早在2001年美国就通过了TRAD法案,法案要求到2007年所有在美国销售的新车都必须将TPMS作为标准配置美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)2002年颁布的法规要求监控器在轮胎气压低于生产商推荐值的25%~30% 时向司机报警,建议从2004年开始新车应安装轮胎气压监控系统(TPMS)。继美国之后,欧洲也制定相应的法规,要求其国内的汽车厂商安装TPMS。

  在2004年美国印地安纳波利斯博览会上,加拿大斯马轮胎设备公司推出了世界上第二套摩托车轮胎专用TPMS;第一套是由英国Metasystem公司2002年推出的该产品能够在摩托车行驶中监测和显示每条轮胎的充气内压和温度信息,如果出现偏差,就会通过报警灯提醒骑乘者注意。

  日本阿尔卑斯电气公司开发的不需电池的汽车轮胎气压监测系统最近通过有关试验验证,符合欧洲及美国的电磁波相关法律规定,今后将以行驶条件及轮胎种类等因素的影响为中心进行评测,计划在欧美、日本等地进行实地试验,2004年8月开始提供样品,2006年投入批量生产。

  汽车性能的优良和轮胎使用寿命的长短均受到轮胎气压的影响。据SAE(Society of Automotive Engineers,美国汽车工程师协会)的数据说明,在美国,因为轮胎故障引起的交通事故每年多达 26 万余次,爆胎引起的高速公路事故高达 70%。除此之外,轮胎自然渗漏或充气不足是轮胎发生故障的主要原因,每年大约有 75%的轮胎故障是因此发生的。数据还表明:在高速行驶中,由于轮胎发生故障而引起的爆胎是交通事故频发的重要原因。

  爆胎这个隐形杀手酿造许多人间的惨剧,并且给国家和企业带来了无法计算的经济损失,所以美国联邦政府为减少因爆胎而引起的交通事故的发生,要求汽车制造商加速研发 TPMS (Tire Pressure Monitoring System,轮胎气压监测系统)。

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