汽车在高速行驶中,轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的,也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计,在中国高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的,而在美国这一比例高达80%。怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析,保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而TPMS——汽车胎压监视系统毫无疑问将是理想的工具。
1 TPMS简介
TPMS(Tire Pressure Monitoring System),即汽车轮胎压力监测系统,在每个轮胎上安装高灵敏度的传感器,于行车状态下对汽车轮胎气压、温度等进行动态监测,并透过传感器、智能单片机以无线方式发射到接收器,让驾驶人员能随时掌握轮胎气压和温度状况,以确保汽车行驶中的安全,在出现危险状况时给予警报,从而有效预防爆胎,是保障行驶安全的高科技产品。
安装了TPMS的汽车在当车辆的任何一个轮胎或多个以至四个轮胎的气压都比汽车制造商所规定的轮胎应充冷气压数值低25%或者更多时,在20min之内发出气压不足警示;只要汽车任何一个轮胎的气压值还处于上述气压不足的状况下,而且只要将点火开关设于开启的位置,不管发动机运行与否,汽车维持此气压不足的警示状态;点火开关一但被激活,发动机还没启动时,作为汽车启动前各功能部件指示灯巡检一项功能,低压警示装置也将显示。
2 TPMS分类
目前,轮胎压力监测系统主要分为两种类型。
一种为间接式(Wheel-Speed Based TPMS,简称WSB),这种系统是通过汽车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。当轮胎压力降低时,车辆的重量会使轮胎直径变小,这就会导致车速发生变化,这种变化即可用于触发警报系统来向司机发出警告。优点:安装简单、价格便宜;缺点:汽车须在直道上行驶,且行驶距离必须超过1km以上,ABS才能够测试轮胎的气压情况,如果汽车进入转弯,ABS就不能够进行测试;而且无法对两个以上的轮胎同时缺气的状况和速度超过100km/h的情况进行判断。
另一种是直接式(Pressure-Sensor Based TPMS,简称PSB),这种系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压,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,然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时,系统会自动报警。直接系统可以提供更高级的功能,随时测定每个轮胎内部的实际瞬压,很容易确定故障轮胎。
除此之外,还有一种复合式TPMS,它兼有上述两个系统的优点,它在两个互相成对角的轮胎内装备直接传感器,并装备一个四轮间接系统。与全部使用直接系统相比,这种复合式系统可以降低成本,克服间接系统不能检测出多个轮胎同时出现气压过低的缺点。但是,它仍然不能像直接系统那样提供所有四个轮胎内实际压力的实时数据。
3 TPMS特点
3.1 事前主动报警
汽车现有很多种安全保护措施,如ABS、EDS、EPS、安全气囊等,均是“被动”型安保装备,即在事故发生时保护人身安全的作用。而TPMS属于“主动”型,是一种主动安全技术产品,它采用智能传感和无线网络技术,将每个轮胎的工作状态发送至监视控制器上,对非正常工作状态,执行实时提醒驾驶者采取措施,以预防爆胎事故的发生,即在轮胎出现危险征兆时及时报警,驾驶员可采取措施,将事故消灭在萌芽状态,防患于未然。
3.2 延长轮胎使用寿命
统计表明:20%的轮胎处于40%的亚充气状态(under-inflated),轮胎气压不足行驶,显著地降低了轮胎的寿命,当车轮气压比正常值下降10%,轮胎的使用寿命缩短9%到16%。TPMS系统实时监测每个轮胎的动态瞬时气压,当轮胎气压出现异常时能及时自动报警,从而减少车胎的损毁,延长轮胎使用寿命。
3.3 减少燃油消耗,利于环保
实验显示,轮胎气压低于标准气压值30%,油耗将上升10%。如果轮胎气压不正常,胎磨损也会加快。根据固特异(Goodyear)公司的数据,亚充气状态下,气压每下降3PSI(20.6kPa),将使燃料增加1%。车辆安装了TPMS系统,就能及时发现车胎气压异常,有效避免上述现象的发生,不仅降低油耗,而且还可减轻对环境的污染。
3.4 可避免车辆部件不正常的磨损
若汽车在轮胎气压不均衡的状态下行驶,日积月累对发动机底盘及悬挂系统将造成很大的伤害,增加悬挂系统的磨损,还容易造成刹车跑偏。
轮胎气压状态一般有三种情况:气压过高状态、正常状态、缺气状态。轮胎气压过高,将使轮胎伸张变形,胎体弹性降低,汽车在道路上行驶时所受到的动负荷也增大,如遇到冲击会产生内裂或爆破;胎压过高,令轮胎的接地面积减少,胎冠中部将会很快磨损,这样也会造成胎冠部的爆破。胎压过高还会使轮胎避震性能变差,导致车辆的减振弹簧负荷过大,减振效果降低,底盘发运机等重要部件容易受损。
如果轮胎气压过低,轮胎变形,下沉量增大,胎温因摩擦增加而急剧升高,导致轮胎变软强度下降;同时过热状态会加速子午胎钢丝与橡胶的老化、变形、甚至内部断裂。这些都可能造成爆胎意外。缺气行驶时,由于轮胎变形,会造成胎肩磨损剧增,同时出现不规则的磨耗。
4 TPMS使用注意事项
4.1 胎压传感器自我识别
(1)TPMS控制单元会对各轮胎中安装的胎压传感器及其所处位置进行自动识别。更换了新的胎压传感器或TPMS控制单元或进行了轮胎换位,都必须对胎压传感器进行自我识别。(2)如果胎压传感器没有被TPMS控制单元识别,将会设置故障码。(3)为了将胎压传感器设置到TPMS控制单元中,需要使用一个无线电频率收发器。无线电频率收发器会促使胎压传感器将自身的识别码发送给TPMS控制单元。无线电频率收发器必须接触轮胎橡胶,使收发器端部靠近气门并与轮胎侧壁垂直。(4)更换备胎或调整胎压后,系统会自动识别备胎内的胎压传感器,不必进行知我识别。
4.2 轮胎气压不平衡导致低压警告
当同一车轴上的左右轮胎气压不平衡达到一定程度时,将会导致低胎压警告。所以当出现低胎压警告时,不仅要将检查是否存在胎压过低的情况,还要注意左、右轮胎的胎压是否平衡。
4.3 轮胎的更换和充气
更换轮胎前应先松掉胎压传感器,以免损坏胎压传感器。安装轮胎和给轮胎充气时,应避免水和尘土进入轮胎。充气前应先清洁气门嘴,充气后切勿忘记拧紧气门帽,以防水和尘土进入气门芯。
4.4 胎压传感器的寿命
胎压传感器内置有电池为其提供电源,电池的使用寿命大约为十年或车辆行驶十六万公里。胎压传感器内的电路在每次测量气压时都会检测电池。当电池电压低于预定值时,胎压传感器会发送“电池电压过低”的信息至显示屏。通常情况下,第一次发出电压过低信号后,电池仍能正常使用至少三个月。
4.5 TPMS功能的开启或关闭
(1)通过多功能显示屏或TPMS专用显示屏可以开启或关闭胎压监控功能。按下显示屏上的“MODE(模式)”按钮,通过显示屏上的选项菜单进入轮胎气压监测系统显示,选择开启或关闭功能。
(2)有些车辆在行车状态下无法实现胎压监测功能的开启或关闭操作,需要在车速低于10km/h的状态下完成。一般在车速高于30km/h时,TPMS才会读取各传感器的胎压数值。
5 结语
现在的轮胎压力监测系统还是存在着不少需要完善改进的地方。但是随着科技的不断进步以及人们对汽车轮胎安全的关注程度越来越高,汽车轮胎压力监测系统TPMS(Tire Pressure Monitoring System)将从高档轿车向中低档轿车普及,相信迟早会成为所有汽车上的标准配置,就像ABS从出现到普及一样,目前已安装轮胎压力监测系统的有奥迪、宝马、奔驰、法拉利、保时捷和大众等的部分车型。
摘要：TPMS(轮胎压力监测系统)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。本文对目前世界上先进的汽车轮胎压力监测系统功能作了简要的介绍,重点介绍了汽车轮胎压力监测系统的分类、特点以及使用注意事项。
关键词：轮胎压力,自动检测,胎压传感器
参考文献
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