Система контроля давления в шинах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Кафедра «Автомобили и технологические машины»

Доклад

по дисциплине: «Электронные системы автомобилей»

Система контроля давления в шинах

Выполнил студент гр. СТМз-09

Чистяков К.С.

Проверил ст. пр. Беляев Д.С.

Пермь, 2013

Содержание

Введение

1. Система контроля давления в шинах

2. Устройства для контроля давления в шинах

Заключение

Список используемой литературы

Введение

На автомобильном рынке США система TPMS (Система контроля давления в шинах) начала внедряться уже с 1999 года, а с 2008 года это стало обязательной системой базовой комплектации для всех продаваемых в Америке легковых автомобилей и малых грузовиков.

В своей работе я постараюсь разобраться, что такое система TPMS, какие бывают её разновидности, в чем минусы и плюсы такой электронной системы. Также я рассмотрю варианты самодельно устанавливающихся систем на тех автомобилях, в которых эта система отсутствует.

1. Система контроля давления в шинах

Так что же из себя представляет система контроля за давлением в шинах TPMS, имеющая ещё одно название TPWS (Tire Pressure Warning System)? Что побудило автопроизводителей внедрять эту систему в своих автомобилях?

В первую очередь, это безопасность дорожного движения и борьба за экологию. А что же автовладельцы - за дополнительную безопасность несут дополнительные расходы по использованию и обслуживанию? Не только. Есть в ней и более приятные моменты, в дополнение к повышенной безопасности ещё и общее снижение расходов на эксплуатацию автомобиля. По исследованиям, проведённым в США, выяснено, что срок службы автомобильных шин уменьшается в прямой зависимости от недостаточного давления. Шина, которая должна иметь стандартное давление в 32psi, имеет срок службы 80 000 миль, если давление падает до 29psi, то отнимаем 8 000 миль, до 26 psi - минус 16 000 миль, а до 22 psi - то уже минус 24 000 миль или более 25%. Конечно, все эти цифры верны при условии, что диски без замечаний, и колёса надлежащим образом отбалансированы.

Изначально мониторинг за состоянием давления в шинах некоторые автопроизводители начали включать в систему ABS. Это довольно простой и низко-затратный метод решения этой проблемы, но имеющий некоторые ограничения. Называется такая система «косвенная» Indirect TPMS, преимущество её - в дешевизне, используются уже установленные датчики и блоки, есть и недостатки, такие, как существенная погрешность измерения и некоторые другие, хотя компании NIRA Dynamics AB и Dunlop Tech GmbH, продвигающие iTPMS на европейском рынке, имеют несколько иную точку зрения.

Вообще, американский автопром был пионером по внедрению этой системы. Но на большинстве североамериканских систем iTPMS (автомобилей с1999 по 2003 годы выпуска), система не может обнаружить утечки давления, если две шины расположенные на одной оси или все четыре колеса имеют одинаковую потерю давления.

Принцип работы системы iTPMS следующий: при изменении давления в шинах изменяется и длина окружности колеса, соответственно изменяется скорость вращения колеса, что фиксируется датчиком скорости системы ABS, и при превышении допустимых пределов загорается сигнальная лампа. В большинстве случаев, для того, чтобы датчик скорости зафиксировал разницу в скорости вращения колеса, потери давления должны составить где-то 0,55 -- 0,95 бар. Это зависит от типа, диаметра и пропорции шин, а так же чувствительности системы ABS. На низкопрофильных шинах с жесткими боковинами диаметр изменится меньше, чем на стандартных шинах с высоким пропорциями и более мягкими боковинами. Потеря в 0,7 бар на низкопрофильной шине может изменить диаметр менее чем на 1 мм, а большинство систем ABS не может обнаружить изменения скорости вращения при уменьшении диаметра меньше чем на 1 мм. По этой причине система iTPMS не столь чувствительна, как система dTPMS, в которой датчики давления расположены в каждом колесе.

Также в системе iTPMS должна быть проведена калибровка каждой шины, после замены, ремонта или балансировки. Водитель должен нажать специальную кнопку системы iTPMS - «reset» на щитке проборов или следовать процедуре адаптации описанной на информационном дисплее. Важно, чтобы все шины были должным образом накачаны перед процедурой перекалибровки - иначе контрольный модуль системы iTPMS откалибрует колёса неправильно, и может не обнаружить потерю давления в шинах. Процедуры перекалибровки существенно отличаются от производителя и года выпуска автомобиля. В Америке даже выпущена специальная справочная программа, стоимость которой колеблется в границах от $85 до $185 USD.

Никаких специальных процедур, помимо калибровки, описанной выше, для системы iTPMS не требуется. Нужно всего лишь перед калибровкой проверять давление в шинах на соответствие заданному. Система довольно надёжна и выход её из строя возможен лишь в случае поломки в системе ABS.

В системе direct TPMS в каждое колесо устанавливается отдельный клапан с вмонтированным в него датчиком измерения давления, опционально с датчиком температуры, трансмиттером, антенной и батарейкой, обеспечивающей электропитание электронных элементов. Антенной служит ствол клапана и колпачок, так что не стоит менять оригинальный колпачок на новый пластиковый, можно внезапно получить абсолютно не нужную проблему и головную боль по её устранению.

Система прямого измерения давления предполагает измерение давления в каждом колесе с помощью соответствующего датчика. Система имеет следующее устройство:

· датчики давления;

· приемная антенна;

· блок управления;

· дисплей.

Датчик давления представляет собой сложное устройство, объединяющее датчик давления, датчик температуры, электронный компоненты измерения и управления, аккумулятор и передающую антенну.

Датчик устанавливается на каждое колесо вместо штатного вентиля. Информация от датчика передается импульсами с периодичностью, как правило, одна минута. Аккумулятор поддерживает работоспособность датчика в течение 3-5 лет. На некоторых моделях предусмотрена замена аккумулятора по окончании срока действия.

Приемная антенна осуществляет прием сигналов от датчиков давления и передачу их в блок управления. В качестве приемной антенны может использоваться антенна центрального замка автомобиля. На элитных автомобилях для каждого датчика применяется индивидуальная антенна. Это позволяет контролировать давление в конкретном колесе. Антенна устанавливается в колесной арке кузова автомобиля.

Блок управления принимает информацию от датчиков и сравнивает полученные данные с контрольными параметрами давления. В случае падения давления загорается индикатор (контрольная лампа) на панели приборов, подается звуковой сигнал, и выводится текстовая и графическая информация на дисплей. При наличии бортового компьютера для отображения информации о давлении в шинах используется дисплей компьютера.

Система контроля давления в шинах прямого измерения позволяет оценивать:

· незначительное изменение давления;

· сильное изменение давления;

· внезапное изменение давления.

Есть ещё очень важное предостережение при обслуживании колёс с датчиками системы dTPMS. При проколе колеса ни в коем случае нельзя использовать аэрозоль герметик для его ремонта. Герметик может нарушить нормальную работу датчика давления, исказив показания или совсем выведя его из строя. И вместо одной проблемы можно получить другую, гораздо более дорогостоящую. Обычно на баллончиках с таким аэрозолем всегда имеется информация о невозможности его применения в автомобилях, оснащённых системой dTPMS. Системы iTPMS к такой проблеме не чувствительны.

2. Устройства для контроля давления в шинах

шина давление электронный контроль

Манометр

Манометр - это прибор для измерения давления внутри чего либо. Автомобильный шинный манометр меряет давление в шинах. Использовать его крайне просто: достаточно отвернуть защитный колпачок с ниппеля колеса, сильно прижать отверстием манометр к ниппелю и после характерного звука «ПШШШИК» посмотреть на результат, отражающийся на табло.

Преимущества манометра:

1. Тотальный контроль со стороны водителя за проведением операции замера.

2. Относительная дешевизна прибора. Следует сразу отметить, что хороший манометр не стоит 100 или 200 рублей. Цена за качественные аппараты начинается от 500 рублей, зато они позволяют получать надежные результаты.

3. Высокая точность показаний. Хороший прибор показывает разницу до 0,1 единицы.

Недостатки манометра:

1. Необходимость регулярной перепроверки данных. Если два дня назад все было хорошо, то сегодня это уже не факт.

2. Регулярные приседания вокруг автомобиля в летний период, как правило, никому не доставляют хлопот, однако зимой, в плотной одежде это уже просто неудобно.

3. Скручивание защитного колпачка ниппеля не вызывает негативных ассоциаций только в летнюю солнечную погоду, когда этот колпачок чистый и теплый. В холодное или мокрое время года, эта операция редко вызывает приятные эмоции.

4. Проверка всех четырех колес манометром требует времени, которое часто просто жалко тратить.

5. В случае прокола во время движения манометр абсолютно бесполезен.

Колпачки-индикаторы давления

Принцип работы чрезвычайно прост. Внутри колпачка под прозрачной его частью скрывается пластиковое устройство, напоминающее телескопическую антенну. Пока давление в колесе нормально, - зеленый колпачок под прозрачным пластиком. Как только давление снизилось, - зеленая часть опускается ниже, и становится виден оранжевый (или желтый) сегмент «антенны». Если дела совсем «грустные», - зеленая часть уходит совсем в корпус и становится виден красный сегмент.

Теперь, когда принцип работы понятен, давайте рассмотрим преимущества и недостатки такого контроля.

Преимущества:

1. Отпадает необходимость регулярно проверять давление манометром. Все видно сразу, и достаточно наглядно.

2. Низкая стоимость устройства.

3. Симпатичный внешний вид, привлекающий внимание к машине.

4. Удобство круглогодичного доступа к данным, вне зависимости от погодных условий.

5. Мгновенность получения данных при осмотре.

Недостатки:

1. Очень относительная точность устройства. При этом, чем более «китайский» прибор мы имеем, тем больше эта относительность.

2. Непонятная ситуация с избыточным давлением. По идее, в этой схеме избыточное давление никак не отражается.

3. Привлекательный внешний вид может привлекать не только добрых людей. Антивандальная стойкость подобных колпачков минимальна, поэтому стоит морально приготовиться к тому, что их регулярно будут свинчивать завистники.

4. Бесполезность устройства при проколе, когда машина на ходу.

Электронная система индикации давления и температуры в шинах (TPMS) с внешними датчиками.

Это уже серьезная система. В отличие от предыдущей, механической, электронная система позволяет видеть не только уровень давления в шинах, но и температуру. Это очень важный и полезный показатель. Принцип действия прост, - датчики устанавливаются вместо колпачка ниппеля, и считывают необходимую информацию, передавая ее на головное устройство, которое может быть выполнено в виде брелока, или экрана внутри автомобиля. Преимущество системы в непосредственном контроле за каждым колесом, без необходимости визуальной проверки. Кроме этого, такая система способна оповещать о падении давления в шине в режиме «онлайн», то есть прямо во время движения.

Преимущества:

1. Точность измерения до 0,1 атм.

2. Отображение температуры внутри покрышки.

3. Форм-фактор в виде колпачков на ниппели, позволяет переставлять датчики с летних колес на зимние, и обратно.

4. Мониторинг состояния в режиме реального времени с передачей информации на брелок или на специальный монитор в салоне.

5. Индикация состояния колеса при «медленном проколе».

6. Возможность звукового сигнала, при падении давления в колесе с индикацией поврежденного колеса.

Недостатки:

1. Цена. Стоимость подобных устройств начинается от $200 и выше.

2. Низкая антивандальная стойкость. По аналогии с предыдущими колпачками, эти, не смотря на менее привлекательный внешний вид, также слабо защищены от завистников и просто хулиганов, но стоимость одного датчика в несколько раз дороже комплекта разноцветных колпачков из предыдущего описания.

3. Низкая стойкость против агрессии окружающей среды. Нечасто, но такие электронные колпачки страдают от попадающих камней.

4. Высокая стоимость нового датчика.

Электронная система индикации давления и температуры в шинах (TPMS) с внутренними датчиками.

В отличие от системы с внешними датчиками, датчики данной схемы расположены внутри колеса и монтируются в зоне ниппеля. Фактически, ниппель является частью датчика. Такой подход с одной стороны жестче привязывает датчик к колесу, с другой, - сами датчики защищены практически от всего.

Поскольку эта система считается более привязанной к автомобилю, техническая реализация допускает возможность установки нескольких устройств, привязанных к одному монитору. Лучший из вариантов, представленных на рынке, с точки зрения функциональности.

Преимущества:

1. Высокая точность измерения (до 0,1атм.).

2. Отображение не только давления, но и температуры воздуха в шинах. Дополнительные преимущества те же что и у предыдущего варианта.

3. Мониторинг в режиме реального времени.

4. Высочайшая антивандальная стойкость. Снаружи ниппель выглядит как обычный ниппель.

5. Индикация состояния колеса при «медленном проколе».

6. Звуковой сигнал при падении давления в колесе с индикацией поврежденного колеса.

7. Широкая гамма дополнительных сервисов на одном устройстве. Возможно исполнение в виде целого комбайна устройств, с камерой заднего вида, с парктроником и датчиками давления и температуры воздуха в колесах с выводом на монитор, входящий в комплект. В то же время, возможна установка только системы контроля за давлением и температурой воздуха в шинах.

8. Долговечность работы датчика от батарей. Время работы датчика от одной батареи достигает восьми лет.

9. Инерционное включение датчика. Существуют модели, имеющие функцию энергосбережения, которые отключают датчики на стоящем автомобиле и автоматически включают их при начале движения или изменении давления в колесе.

10. Возможность контролировать одновременно пять(!) колес, включая запасное.

11. Возможность изменения контрольных параметров давления и температуры.

Недостатки:

1. Высокая цена. Стоимость данной системы в качественном исполнении начинается от $250.

2. В случае использования двух комплектов колес (зимние и летние) на дисках, необходимо покупать два комплекта устройств. Установка осуществляется при монтаже покрышек на диск.

3. Необходимость напоминать сотрудникам шиномонтажного сервиса о дополнительном внимании при работе с колесом, на котором установлен внутренний датчик, во избежание повреждения его монтажным инструментом.

4.

Заключение

Мне удалось окончательно убедиться в том, что за давлением в колесах следить нужно. В своей работе я узнал, что такое система TPMS, ее детали и принцип действия. Также нашел четыре основных способа «слежки» за шинами. Разобрался в преимуществах и недостатках этих способов.

Надеюсь, что российские автопроизводители в скором времени тоже начнут модифицировать отечественные автомобили в лучшую сторону и внедрять подобные электронные системы в производство.

Список используемой литературы

Электронный ресурс

1. http://www.hondavodam.ru/statji/tirebar.html

2. http://systemsauto.ru/electric/tires_pressure.html

3. http://autodata.ru/article/all/sistema_kontrolya_za_davleniem_v_shinakh/

Размещено на Allbest.ru