汽车胎压监测系统

轮胎是汽车最重要的部件之一,轮胎胎压等同于轮胎血液。而胎压会受到外部温变或者阳光照射、汽车行进过程中轮胎的碾压等等不同因素的影响导致胎压不稳定。它不仅关系到车辆的操控性能,还事关车上人员的生命安全。毕竟,无论汽车跑得多快,而依靠的就是四个轮胎的接地部分。

2011年9月2日,全国政协委员、财政部财政科学研究所所长、经济学家贾康在微博上投诉说,9月1日下午3时40分,他驾车行至京沪高速沧州德州段,左侧两轮所装轮胎突然爆胎,致车撞向高速护栏,发生事故。此次轮胎事件,凸显了安装TPMS(胎压监测系统的英文缩写)的重要性。有关专家说如果贾康的车上如果预先安装了胎压监控系统的话,就会在事故前发出轮胎胎压、胎温非正常报警,类似这样事故就可以避免了。

据来自交管部门的资料显示:目前我国高速公路上70-80%的交通事故为轮胎气压引起,46%为爆胎,爆胎引发的重大交通事故占全部交通事故的35%,在美国交通事故为轮胎气压问题引发的比例高达80%。

引发爆胎的原因比例为,轮胎气压过高占20%,轮胎气压不足占57%,其它才占23%,行车时速在160公里以上时发生爆胎,死亡率接近100%,爆胎是目前汽车交通事故的重大杀手之一,所以才需要胎压监测(英文简称TPMS)!

在欧盟,法定强制自2012年起所有欧洲新车车型均需安装TPMS,此后爆胎在其交通事故中的比例只有3%。

TPMS汽车轮胎智能监测系统作为汽车三大安全系统之一,与汽车安全气囊、防抱死制动系统(ABS)一起被大众认可并受到应有的重视。

夏季,在高达60多度的沥青路面上行驶,我们是否需要降低胎压来防止爆胎?而在日常生活中,我们又能否用眼观脚踹的方法来检测胎压?相信,对于胎压的认识,大多车主仅了解很少。

其实,胎压的正常与否对于行车安全有着至关重要的作用,胎压过高和胎压过低都会对行车安全造成危害,胎压过高时,轮胎与路面的接地面积变小,不仅会使轮胎抓地力减少(尤其在湿滑路面时,会影响制动距离),也会造成轮胎中间的磨损速加快,导致轮胎磨损不均匀。另外,轮胎气压过高会使轮胎太硬,其减震效果变差,乘坐舒适性变差。而当胎压过低时,会成为爆胎的首要元凶。这是因为胎压过低时,一方面会造成轮胎和地面的摩擦系数加大,从而产生过热,二方面会造成胎侧橡胶帘布中的钢丝在轮胎滚动到下方时受压变形过大,在轮胎滚动到上方时钢丝在弹性和张力的作用下又要恢复原位,这种反复地变形就好比你那一截铁丝在手中反复快速折叠会产生高热一样,当某点的热量超过了橡胶的耐热程度,橡胶就会软化并在压力的作用下穿孔,轮胎内的高压会从这一点高速挤出从而使孔洞迅速扩大,这就是爆胎。

相信10个车主有9个都曾试过这个动作:蹲下来用眼睛看看,或者用脚来揣一下轮胎,感觉貌似这样就能知道轮胎气压够不够。其实,这正是检查胎压的一个误区。眼观和脚踹并不能准备判断轮胎胎压值的变化,除非胎压值低于1.5BAR,视觉上还可以大致判断,脚踹的感觉则不太明显(力度较大的男性车主除外);而当胎压值在2.0BAR—3.0BAR时,视觉上不太直观,脚踹感觉也并不明显。也就是说,不借助仪器,车主是很难判断出轮胎胎压是否处于正常水平的。

胎压监测系统原理

胎压监测系统由两部分组成,一是报警器(包括显示屏、无线接收器和报警蜂鸣器),二是胎压传感器。

报警器大多都比较简洁美观,可以接收并显示四个轮胎的气压数据,一般都需要连接汽车上的电源来完成供电。传感器每个车轮一个,有外置与内置两种,外观虽然小巧但却内嵌了气压检测装置、无线发送装置和长寿命电池单元。

当汽车开动时,安装到各个轮胎的传感器就会将胎压数据通过无线信号传输到报警器,报警器接收到数据后对胎压数据做出分析判断,并根据情况进行显示和警告。

胎压监测系统主要是包括“直接式胎压监测系统”和“间接式胎压监测系统”两种。

直接式胎压监测装置

直接式胎压监测装置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。

直接式胎压监测系统的好处是:在每一个车轮上都安装有压力传感器和传输器,如果任何一个轮胎胎压低于驾驶员手册上推荐的冷胎胎压25%时,便会警示驾驶人。其警示信号比较精确,而且如果轮胎被刺破,胎压快速降低时,直接式胎压监测系统也能提供立即的警示。

另外即便是车胎缓慢的慢撒气,直接式胎压监测系统也能透过行车电脑感知到,直接让驾驶者从驾驶座上检视目前四只轮胎胎压数字,从而实时了解到四个车轮的真实气压状况。

间接式胎压监测装置

间接式胎压监测的工作原理是:当某个轮胎的气压降低时,车辆的重量会使该轮的滚动半径将变小,导致其转速比其他车轮快,这样就可以通过比较轮胎之间的转速差,达到监视胎压的目的。间接式轮胎报警系统实际上是依靠计算轮胎滚动半径来对气压进行监测。

间接式胎压监测装置成本要比直接式低的多,它实际上是利用汽车ABS刹车系统上的速度传感器来比较四只轮胎的转动次数,如果其中一只轮胎胎压较低,这只轮胎的转动次数会和其它轮胎不同,如此采用ABS系统同样的传感器和感测信号,只要车内计算机在软件上作调整,便可以在行车计算机建立新功能,警告驾驶人一只轮胎和其它三只相比胎压较低的信息。

这样使用间接式胎压监测装置的车辆就会出现两个问题,一是绝大多数采用间接式胎压监测装置的车型都不能具体指示出具体是哪一只轮胎胎压不足;其次如果四只轮胎的胎压同时在下降,那么这种装置也就失效了,而这种情况一般在在冬天气温下降时尤其明显。此外,当车子行驶过弯路时,外侧轮转动次数会大于内侧轮转动次数,或者轮胎在沙地或冰雪路面打滑,特定轮胎旋转数会特别高。所以这种计算胎压的监测方法有很多局限性。

直接式与间接式胎压监测系统的特点

直接式胎压监测装置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。间接系统造价相对较低,已经装备了4轮ABS(每个轮胎装备1个轮速传感器)的汽车只需对软件进行升级。

间接式胎压监测装置没有直接系统准确率高,它根本不能确定故障轮胎,而且系统校准极其复杂,在某些情况下该系统会无法正常工作,例如同一车轴的2个轮胎气压都低时。

间接式胎压监测装置成本要比直接式低的多,它实际上是利用汽车ABS刹车系统上的速度传感器来比较四只轮胎的转动次数,如果其中一只轮胎胎压较低,这只轮胎的转动次数会和其它轮胎不同,如此采用ABS系统同样的传感器和感测信号,只要车内计算机在软件上作调整,便可以在行车计算机建立新功能,警告驾驶人一只轮胎和其它三只相比胎压较低的信息。 这样使用间接式胎压监测装置的车辆就会出现两个问题,一是绝大多数采用间接式胎压监测装置的车型都不能具体指示出具体是哪一只轮胎胎压不足;其次如果四只轮胎的胎压同时在下降,那么这种装置也就失效了,而这种情况一般在在冬天气温下降时尤其明显。此外,当车子行驶过弯路时,外侧轮转动次数会大于内侧轮转动次数,或者轮胎在沙地或冰雪路面打滑,特定轮胎旋转数会特别高。所以这种计算胎压的监测方法有很多局限性。

轮胎压力监测系统种类

间接式轮胎压力监测系统WSB

(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。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,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。

直接式轮胎压力监测系统PSB

(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。

这两种系统各有优劣。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。间接系统造价相对较低,已经装备了4轮ABS(每个轮胎装备1个轮速传感器)的汽车只需对软件进行升级。但是,间接系统没有直接系统准确率高,它根本不能确定故障轮胎,而且系统校准极其复杂,在某些情况下该系统会无法正常工作,例如同一车轴的2个轮胎气压都低时。

复合式轮胎压力监测系统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4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4个轮胎内实际压力的实时数据。

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。对于间接系统来说,同轴或2个以上 轮胎缺气的情况无法显示;车速100 km/h以上时监测失效。而对于直接系统,无线信号传输的稳定性和可靠性、传感器的使用寿命、报警提示的准确性(有无误报、错报)以及传感器的耐压性等都是亟待提高的。

外置胎压监测系统和内置胎压监测系统

胎压监测系统的原理看上并不复杂,但在实际工作工程中却会遭遇诸多难题。内置与外置两种类型如何选择的问题,就足以让我们纠结一番。

外置式胎压监测系统与内置式胎压监测的报警器部分区别不大,二者之间主要的区别在于压力传感器的安装方式。

外置式胎压监测系统的传感器通常会像一枚气嘴帽一样被“拧”到轮胎气嘴上面,这样的安装方式最大的优点是安装简便,缺点是裸露在外的传感器容易受到灰尘、雨雪等外部因素的干扰。

而内置式胎压监测系统则正好相反:内置式胎压监测系统的压力传感器需要装到轮胎内部,必须要到可以拆装轮胎的修理店进行操作,可能还需要换掉原有的气嘴,操作完毕后最好再做个四轮定位。内置式的安装过程虽然复杂很多,但一旦安装完成后就会一劳永逸。

胎压监测系统主要作用

1、预防事故发生

胎压监测系统属于主动安全设备的一种,它可以在轮胎出现危险征兆时及时报警,提醒驾驶员采取相应措施,从而避免了严重事故的发生。

2、延长轮胎使用寿命

有了胎压监测系统,我们就可以随时让轮胎都保持在规定的压力、温度范围内工作,从而减少车胎的损毁,延长轮胎使用寿命。有资料显示在轮胎气压不足时行驶,当车轮气压比正常值下降10% ,轮胎寿命就减少15%

3、使行车更为经济

当轮胎内的气压过低时,就会增大轮胎与地面的接触面积,从而增大摩擦阻力,当轮胎气压低于标准气压值30% ,油耗将上升10% 。

4、可减少悬架系统的磨损

轮胎内气压过足时,就会导致轮胎本身减震效果减低,从而增加车辆减震系统的负担,长期使用对发动机底盘及悬挂系统都将造成很大的伤害;如果轮胎气压不均匀,还容易造成刹车跑偏,从而增加悬挂系统的磨损。

由于受到安装成本和中国消费者对汽车安全的认识还不够成熟的因素的控制,国内大多数汽车厂家还没有把胎压监测系统作为标准配置。但随着中国汽车市场国际化进程的加快,国内的用车环境正在飞速成熟中,行车安全、道路交通的问题也越来越受到管理机构和驾车人的重视,目前国内已经有相关部门准备对胎压监测系统制定行业标准。


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