Система сигнализации падения давления воздуха в шинах реферат

Обновлено: 02.07.2024

Автомобиль в процессе эксплуатации подвержен постоянному воздействию динамических знакопеременных нагрузок, которые особенно велики при движении по разбитым дорогам и бездорожью, кроме того армейский автомобиль часто движется по бездорожью, преодолевает водную преграду. Для успешного выполнения поставленной задачи в автомобилях применена система регулирования давления воздуха в шинах, а для оказания помощи в критических ситуациях – лебедка.

Знание устройства системы регулирования давления воздуха в шинах, ее технического обслуживания являются важными вопросами эксплуатации автомобиля в целом.

Вопросам устройства и действия системы регулирования давления воздуха в шинах посвящено это занятие.

Централизованная система регулирования давления воздуха в шинах предназначена для повышения проходимости автомобиля на тяжелых участках пути за счет снижения давления воздуха в шинах; в случае незначительного повреждения камер она позволит продолжать движение без замены колеса при условии восполнения утечки воздуха из поврежденной шины компрессором.

Управление системой осуществляется из кабины, что позволяет водителю постоянно контролировать давление в шинах по манометру, расположенному на щитке приборов, и поддерживать его в пределах нормы.

Рис. 1. Система регулирования давления воздуха в шинах автомобиля КАМАЗ-4310 (СЛАЙД № 4)

Система регулирования давления воздуха в шинах (РДВШ) автомобиля КАМАЗ-4310 (рис. 2) состоит из питающего контура пневмосистемы автомобиля, крана управления давлением 1 с клапаном-ограничителем, 6 шинных кранов 3, блока сальников подвода воздуха в цапфе 4, трубопроводов и воздушного баллона.


Рис. 2. Состав системы регулирования давления воздуха в шинах (СЛАЙД №5)

1 – кран управления давлением, 2 – рычаг крана управления давлением; 3 – шинный кран; 4 – головка подвода воздуха; 5 – трубка подвода воздуха; I – вывод в окружающую среду; II – подвод воздуха от тройного защитного клапана; III – вывод к манометру; IV – вывод в систему


Рис. 3. Кран управления давлением воздуха в шинах (СЛАЙД № 6)

1 – упорная шайба; 2 – пружина клапана-ограничителя; 3 – направляющий стакан; 4 – крышка клапана-ограничителя; 5 – диафрагма клапана-ограничителя; 6 – корпус крана; 7 – распорное кольцо манжеты; 8 – втулка крана; 9 – манжета крана; 10 – направляющая золотника; 11 – уплотнительное кольцо; 12 – золотник крана в сборе; 13 – регулировочный болт; I – от общей пневмосистемы; II – в шины; III – в окружающую среду

Клапан ограничителя ограничивает падение давления в пневмосистеме ниже 550 кПа (5,5 кгс/см 2 ). Если оно поднимается выше указанной величины, диафрагма клапана 5, преодолевая сопротивление пружины 2, пропускает воздух к золотнику управления давлением. По снижении давления в общей пневмосистеме до 550 кПа (5,5 кгс/см 2 ) система централизованного регулирования давления воздуха в шинах отключается.

Блоки уплотнений (рис. 4), установленные в цапфах 2, состоят из двух манжет 1 с распорной пружиной 3 и опорным кольцом 4, обеспечивают герметичность подвижного соединения.


Рис. 4. Блок уплотнений системы РДВШ (СЛАЙД № 7)

1 – манжета; 2 – цапфа; 3 – пружина распорная; 4 – кольцо опорное; 5 – кольцо цапфы

Шинный кран (рис. 5) или установлен на полуоси каждого колеса. Кран предназначен для отключения шин от системы регулировки давления воздуха при длительной стоянке автомобиля и при выходе из строя манжет головки подвода воздуха. В корпусе 7 крана перемещается по резьбе пробка 1, на наружном конце которой имеется квадратная головка под ключ. Пробка уплотнена резиновым кольцом 4 с шайбами 3 и 5 и поджата гайкой 2. В гнезде полуоси корпус крана уплотнен резиновым кольцом 6.


Рис. 5. Шинный кран (СЛАЙД № 8)

1 – пробка крана; 2 – гайка; 3, 5 – шайбы; 4, 6 – уплотнительные кольца; 7 – корпус крана

Воздух в полость между манжетами поступает через штуцер. Из полости по каналу в полуоси он проходит к крану запора воздуха и далее по соединительному шлангу в шину колеса.

Система РДВШ автомобиля УРАЛ 4320 состоит из питающего контура пневмосистемы автомобиля, крана управления давлением с клапаном-ограничителем, шинных кранов, блока сальников подвода воздуха в кожухе полуоси, трубопроводов и воздушного баллона.

По компоновке и общему устройству централизованная система регулирования давления воздуха в шинах схожа с рассмотренной выше. Отличия состоят в том, что клапан-ограничитель, служащий для отключения системы накачки при падении давления воздуха в пневмосистеме автомобиля, отрегулирован на давление 6 кгс/см2. Блоки уплотнений, установленные на полуосях, состоят из четырех сальников каждый.

Шинный кран пробкового типа установлен на ободе колеса и соединен с каналом в полуоси при помощи шланга.

Воздух в полость между манжетами поступает через штуцер. Из полости по каналу в полуоси он проходи к соединительному шлангу, далее в шинный кран и через него попадает в шину колеса.

Манометр - предназначен для контроля давления воздуха в шинах. На шкале манометра имеются разноцветные метки, обозначающие оптимальное давление воздуха в шинах для различных дорожных условий. (СЛАЙД № 9)

Во время движения шинные краны должны быть полностью открыты, а на длительных стоянках во избежание утечки воздуха через неплотности трубопроводов - закрыты. Давление воздуха в шинах определяется по манометру при нейтральном положении рычага крана управления давлением и открытых колесных кранах. Если при этом наблюдается падение давления, то, закрыв все краны, а затем открывая их поочередно, можно определить, в какой шине происходит утечка воздуха.

При температуре ниже минус 40°С шинные краны открывать через 15 мин после начала движения.

Запрещается переводить рукоятку крана управления давлением в положение, соответствующее накачке воздуха в шины, при закрытых шинных кранах запора воздуха во избежание повреждения шинного манометра.

Давление в шинах и скорость движения следует устанавливать в соответствии с характером дорожного покрытия. При движении по хорошему шоссе с асфальтобетонным покрытием с номинальной нагрузкой давление в шинах должно составлять для автомобиля Урал-4320 – 320 кПа (3,2 кгс/см 2 ), КамАЗ-4310 – 300 кПа (3,0 кгс/см 2 ).

При перевозке людей и грузов массой не более 3000 кг для автомобиля Урал-4320 – 220 кПа (2,2 кгс/см 2 ). При движении по булыжному, щебеночному, гравийному и разбитому асфальтовому шоссе, укатанным грунтовым и снежным дорогам давление в шинах следует снижать до 250 кПа (2,5 кгс/см 2 ). Скорость при этом должна быть не более 60 км/ч.

Для преодоления труднопроходимых участков следует установить давление воздуха в шинах и скорость движения в соответствии с указаниями таблице 1.

Таблица 1. Давление воздуха в шинах и скорость движения в соответствии видом дороги (СЛАЙД № 10)

Вид дороги Допустимое давление в шинах, кгс/см2 Максимальная скорость, км/ч
Урал Камаз
Переувлажненная равнина, болотистая местность 0,5-0,75 0,8
Сыпучий песок, влажная пашня, снежная целина 0,75-1,4 1,0-1,5
Размокшие грунтовые дороги, рыхлый грунт 1,4-1,5 1,4-1,5
Дороги всех типов (только на период подкачки) От 1,5-2,0 до 3,2 От 1,1 до 2,0

Наметы, короткие подъемы, небольшие сугробы следует преодолевать с разгона. При необходимости выполнения поворотов делать их плавно, на больших радиусах, не снижая скорости движения. По заболоченному участку двигаться без остановок и крутых поворотов, не допуская пробуксовки колес.

После преодоления труднопроходимого участка пути автомобиль остановить для поднятия давления воздуха в шинах до 150 кПа (1,5 кгс/см2). Дальнейшее увеличение давления допускается при движении автомобиля.

Интерес к проблеме контроля давления в шинах в последнее время значительно возрос, и произошло это благодаря тому, что в США вступает в силу требование Национальной администрации по безопасности на транспорте (NHTSA) об обязательном наличии датчиков давления на всех новых автомобилях 2006 модельного года. Отныне все выпускаемые для США автомобили должны быть оснащены такими системами (ожидается, что это повысит стоимость новых автомобилей всего на 50-70 долларов). А к 2008 году все автомобили Америки, чья масса менее 4535 килограммов, должны быть оснащены системами мониторинга давления шин.

Напомним, что это требование было сформулировано NHTSA еще в сентябре 2003 года, но позже оно несколько раз корректировалось. В результате остановились на том, чтобы устанавливать автономный контроль давления на каждом колесе и подавать тревожный сигнал в том случае, если оно окажется на 25 % ниже нормы. Однако не все производители шин согласны с таким решением и требуют ужесточить эти нормы. Примерно с 2002 года компании, выпускающие дополнительное оборудование к автомобилям, активно подключились к разработкам системы контроля давления в шинах, которая с тех пор получила название Tire Pressure Monitoring System и не менее узнаваемую аббревиатуру ТРМ (или TPMS).

Первые серьезные исследования в отношении эксплуатации автомобилей и дорожных ситуаций, связанных с недостаточным или избыточным давлением в шинах, американские специалисты проводили еще в конце 1990-х годов. В результате были опубликованы следующие цифры, отражающиеся на бюджете водителя: падение давления в шине на 20 % от нормы сокращает срок ее служ6ы на 25-30% и увеличивает расход топлива примерно на 3 %.

Но настоящий скандал, после которого приступили к подготовке этого проекта, разразился в 2000 году после крупных отзывов компании Ford — тогда из-за резкого снижения давления в шинах Firestone погибло более 270 человек и еще множество получили ранения различной степени тяжести.

Устройства, позволяющие контролировать давление в шинах, не новость в мире колесной техники, однако до последнего времени они не имели широкого распространения и устанавливались разве что на грузовики, пикапы и тяжелые внедорожники. Однако вышеупомянутое решение NHTSA распространяет данное требование на все модели транспортных средств, что, конечно, подстегнет производителей всего мира на их скорое внедрение.

Впрочем, сейчас уже многие производители автомобилей оснащают свои новые модели подобными системами или предлагают их установку за дополнительную плату в качестве опции. Речь уже не идет об автомобилях представительского класса, где такие системы давно используются, или о таких дорогих внедорожниках, как VW Touareg, Porsche Cayenne или BMW X5, где установка систем контроля давления в шинах никого не удивляет.

Сегодня дело дошло и до моделей среднего класса. Так, например, и Toyota Corolla 2005 модельного года в комплектации XRS оснащена датчиками давления в шинах, и у нового Renault Megane II система контроля давления выводит информацию на дисплей бортового компьютера. Даже такие недорогие и компактные модели, как Renault Modus, будут оснащаться системами контроля давления в шинах за дополнительную плату.

Похожие конструкции предлагают Goodyear, Bridgestone и другие крупные производители. Специалисты полагают, что к 2020 году покрышки, которым не страшны проколы, будут на всех автомобилях, ведь безопасность управления при возросших скоростях передвижения приобретает особое значение.

Однако нужное давление в шинах — это не только хорошая управляемость и безопасность, но еще и экономия топлива, а также увеличение срока службы самих покрышек. Причем оптимальное давление не только позволяет избежать преждевременного износа шин, но и дольше сохраняет элементы подвески в исправном состоянии, Ведь в конструкции любого автомобиля заложены определенные пятна контакта шин с дорогой, способность шины к деформации и прочие параметры, на которые влияет давление. В свою очередь, все эти параметры определяют, насколько точно поведение автомобиля будет отвечать спроектированному, а значит, от них зависят и все расчетные характеристики — начиная от надежности и износоустойчивости узлов и агрегатов и заканчивая безопасностью водителя и пассажиров.

Особенно эффективным является применение систем контроля давления в шинах для тяжелых внедорожников, а также при эксплуатации автомобилей в нестандартных условиях (при полной загрузке, движении с очень высокой скоростью и т. д.).

Системы визуального контроля: от простого к сложному

Наиболее простым и дешевым способом постоянного контроля давления в шинах является, например, установка на колесе вместо штатного колпачка ниппеля специального контрольного устройства. Такие изделия выпускают многие компании, существуют и отечественные разработки. Так, например, применение колпачков Easy Control от бельгийской компании Environix позволяет быстро узнать, не упало ли давление в колесе: достаточно просто взглянуть на цвет колпачка. Если он остается зеленым — то давление в норме, станет желтым — необходима более точная проверка, а если покраснеет, то шины необходимо срочно подкачать. Такие колпачки обычно продаются комплектами под разное штатное давление в шинах. Если давление передних и задних колес должно быть разным, то нужны две пары из разных комплектов. Напомним, что в случае полной загрузки автомобиля задние колеса, как правило, следует подкачать, так что колпачки контроля давления в этом случае придется сменить.

Эти и более сложные системы контроля и мониторинга давления продаются у нас обычно в фирмах, которые занимаются установкой сигнализаций, парковочных радаров и другой автомобильной электроники. В основу большинства таких систем положен один и тот же принцип — датчики, способные отслеживать давление в шинах, устанавливаются внутри автомобильных колес и с помощью радиосигнала передают информацию на приемное устройство водителя. Приемное устройство может иметь простую световую или звуковую индикацию, а более совершенные системы могут иметь даже дисплей для отображения цифровой информации.

Однако, несмотря на относительно недолгий период развития, системы контроля давления в шинах за прошедшие несколько лет довольно сильно эволюционировали. Например, появились датчики, способные отслеживать не только давление внутри шины, но и температуру. Сегодня такие системы выполняют уже не просто функции контроля давления в шипах, по и осуществляют постоянный мониторинг этого и других параметров шин в режиме реального времени. При возникновении внештатных ситуаций такие системы немедленно информируют водителя о серьезных изменениях давления или температуры.

Увеличился средний срок службы батарей в датчиках, повысилась точность отображения, улучшились настройки и упростилась эксплуатация таких систем. Помимо импортных разработок, предлагаемых сегодня на рынке, таких как ParkMaster, Precise Meters, Smartire и других, сегодня появились уже и отечественные разработки.

Системы контроля от производителей шин

Отдельно стоит остановиться на системах контроля и мониторинга давления в шинах, которые выпускаются самими производителями или их дочерними подразделениями.

Небольшое приемное устройство питается от батареек, весит всего 40 граммов и постоянно находится в режиме ожидания. После начала движения приемное устройство ловит сигнал от какого-нибудь датчика и переходит в рабочий режим. После потери сигнала от всех датчиков (после остановки автомобиля) устройство переходит в ждущий режим. В инструкции рекомендуется устанавливать его, например, на солнцезащитный козырек.

Планируются также начать выпуск варианта устройства, питающегося от бортовой сети автомобиля, с более мощной приемной антенной. Дополнительным его преимуществом является то, что датчики устанавливаются скрытно, не привлекают к себе внимания и не требуют вмешательства при последующем монтаже резины (т. е. менять поврежденные шины можно будет в любом шиномонтаже, не опасаясь повреждения датчиков). Из возможных проблем можно отметить только необходимость предупреждения специалистов при замене резины — иначе датчики по неосторожности могут повредить.

Pirelli предлагает свой взгляд на контроль давления в колесах. Целая серия устройств вышла на рынок под общим названием X-Pressure и представляет собой датчики определенного типа, закрепляемые на колесных дисках и в колпачках вентилей. Датчики в режиме реального времени реагируют на падение давления.

Существуют четыре модификации системы, обеспечивающие передачу информации разными способами:

X-Pressure Optic — цветной сигнализатор на колпачке вентиля (белый — норма, красный — опасность);

X-Pressure Acoustic — сигнал передается через установленную на автомобиле электронyю систему управления;

X-Pressure AcousticBlue — сигнал передается через порт Bluetooth мобильного телефона;

x-Pressurc Monitor — сигнал подастся через установленную на автомобиле систему InfoMobility.

Устройство новинки легко разбивается на три составляющие: датчики давления, управляющий модуль и панель индикаторов. Датчики закрепляются на поверхности колесных дисков во внутренней полости шины посредством хомутов, длина которых рассчитана на диски диаметром 13-21 дюйм. Разумеется, после такой процедуры требуется балансировка колес, так как масса датчика — 40 граммов (отметим, что обычно такие датчики имеют меньшую массу). Конечно, датчик находится на относительно небольшом расстоянии от оси вращения колеса, что делает его влияние на баланс незначительным, но все же для минимизации усилий при балансировке Pirelli рекомендует заранее определить самую легкую зону колеса и совместить ее с положением датчика при установке.

В случае электронной системы управления каждый датчик имеет свой уникальный код, что позволяет предотвратить перекрестное считывание сигналов при нахождении в непосредственной близости нескольких автомобилей, оборудованных подобными системами. Управляющий модуль обрабатывает полученную информацию в соответствии с заложенной в него программой и в случае необходимости информирует владельца посредством индикационной панели (или подачей сигнала на мобильный телефон).

За исключением цветного сигнализатора, которым оснащена первая из перечисленных систем, все остальные генерируют световые и звуковые сигналы, позволяющие определить колесо, шина которого не в порядке. Причем характер сигнала зависит от того, насколько сильно изменилось давление в одной из шин.

Таким образом, X-Pressure позволяет без особого труда постоянно контролировать давление в шинах. Интервал между считываниями показаний с датчиков составляет несколько секунд, а это значит, что неожиданный прокол это устройство обнаружит быстрее, чем даже вы успеете его почувствовать.

Pirelli обещает очень длительный срок службы батарей датчиков (не менее пяти лет при годовом пробеге не более 50 000 километров), что, естественно, значительно меньше, чем срок службы шин (а для многих и самого автомобиля). Кстати, возможно, именно из-за такого длительного срока автономной работы датчики X-Pressure имеют относительно большую массу.

Помимо системы мониторинга давления в шине X-Pressure, Pirelli предлагает также более сложную комплексную систему безопасности колес SWS. Эта система в случае прокола включается устройство подкачки шин и позволяет дольше двигаться на проколотой шине, не опасаясь за безопасность. Система SWS работает и в том случае, если давление уменьшается естественным путем, что позволяет поддерживать его оптимальным на протяжении 9-12 месяцев.

Система также монтируется на ободе колеса и реагирует на прокол следующим образом: потерянное давление возмещается за счет воздуха, содержащегося во вмонтированном в обод баллоне (механизм подкачки активируется датчиком, аналогичным применяемому в системе X-Pressure). Предполагаегся, что данной системой будут оснащаться новые внедорожники, хотя возможно, что подобные системы появятся и в розничной продаже.

Интересной разработкой концерна Pirelli является система Cyber Wheel — колесные диски, оснащенные контрольно-измерительными приборами. Cyber Wheel — это самая сложная система контроля за состоянием колес, которая позволяет в режиме реального времени через антенну, установленную под колесной аркой, регистрировать различные данные о состоянии колес во время движения и передавать информацию на системы динамического контроля автомобиля.

основные характеристики шины;

рабочая температура и давление;

время и расстояние, которое может пройти машина после прокола;

тип дорожного покрытия;

вертикальная нагрузка на шину;

размеры пятна контакта.

Последние три параметра в сочетании с возможностью задать тип установленных шин могут представлять интерес с точки зрения оптимизации работы бортовых электронных систем, таких как ESP, ABS, а также всех прочих систем динамического контроля автомобиля.

Вместо заключения

Отметим, что описанные системы контроля давления в шинах являются вспомогательными и не освобождают водителя от необходимости оставаться бдительным и ответственно относиться к автомобилю. Несмотря на наличие в комплектации автомобиля бортовой системы контроля давления в шинах или при установке подобных систем отдельно, следует регулярно проверять давление в колесах (в том числе и в запасном) с тем, чтобы убедиться, что поведение автомобиля на дороге останется оптимальным и никаких неприятностей в пути не случится. Ведь в работе любой системы могут происходить сбои, вызванные, например, источниками радиоволн с аналогичными частотными параметрами или какими-либо другими причинами.

Там, где система контроля давления в шинах является штатным оборудованием, все виды ее ремонта, а также замена колес, оборудованных датчиками контроля давления, должны осуществляться только специалистами на фирменных сервисных станциях.

Анализ существующих систем и устройств контроля давления в шинах, их принцип действия. Характеристика и принцип действия электронных систем индикации давления и температуры в шинах (TPMS) с внешними и внутренними датчиками, их преимущества и недостатки.

Рубрика Транспорт
Вид доклад
Язык русский
Дата добавления 16.01.2014
Размер файла 28,9 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки РФ

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Система контроля давления в шинах

Выполнил студент гр. СТМз-09

Проверил ст. пр. Беляев Д.С.

Содержание

1. Система контроля давления в шинах

2. Устройства для контроля давления в шинах

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.

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.

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:

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

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.

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

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

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

Заключение

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

Подобные документы

Работа датчика давления топлива. Отклонение давления топлива от заданной величины. Срабатывание регулирующего клапана в топливной рампе. Датчик давления в шинах. Основной элемент системы прямого контроля давления. Основные виды датчиков давления масла.

презентация [943,9 K], добавлен 29.11.2016

Электроника и электрооборудование транспортных, транспортно-технологических машин. Датчики электронных информационных систем. Магнитоэлектрические указатели на автомобилях. Датчик сигнализатора аварийного давления. Отличие датчиков давления друг от друга.

реферат [682,0 K], добавлен 07.06.2011

Максимальная мощность двигателя легкового переднеприводного автомобиля ВАЗ-1118 "Калина", его силовой и мощностной балансы, динамический паспорт. Топливно-экономическая характеристика автомобиля. Расчет давления воздуха в шинах. Время и путь разгона.

дипломная работа [623,7 K], добавлен 15.09.2012

Ознакомление с конструкцией и принципом действия регулятора давления АК-11Б в отечественных электровозах и мотор-вагонных подвижных составах. Основное назначение устройства - автоматическое поддержание давления сжатого воздуха в установленном диапазоне.

лабораторная работа [4,3 M], добавлен 01.12.2010

Основные элементы гидравлических систем управления АКПП. Типы насосов. Принцип работы клапанов. Принцип действия регулятора давления. Электрогидравлические системы управления. Трансмиссионный блок управления. Задача блока управления. Обработка сигналов.

Интерес к проблеме контроля давления в шинах в последнее время значительно возрос, и произошло это благодаря тому, что в США вступает в силу требование Национальной администрации по безопасности на транспорте (NHTSA) об обязательном наличии датчиков давления на всех новых автомобилях 2006 модельного года. Отныне все выпускаемые для США автомобили должны быть оснащены такими системами (ожидается, что это повысит стоимость новых автомобилей всего на 50-70 долларов).

А к 2008 году все автомобили Америки, чья масса менее 4535 килограммов, должны быть оснащены системами мониторинга давления шин.

Напомним, что это требование было сформулировано NHTSA еще в сентябре 2003 года, но позже оно несколько раз корректировалось. В результате остановились на том, чтобы устанавливать автономный контроль давления на каждом колесе и подавать тревожный сигнал в том случае, если оно окажется на 25 % ниже нормы. Однако не все производители шин согласны с таким решением и требуют ужесточить эти нормы. Примерно с 2002 года компании, выпускающие дополнительное оборудование к автомобилям, активно подключились к разработкам системы контроля давления в шинах, которая с тех пор получила название Tire Pressure Monitoring System и не менее узнаваемую аббревиатуру ТРМ (или TPMS).

Первые серьезные исследования в отношении эксплуатации автомобилей и дорожных ситуаций, связанных с недостаточным или избыточным давлением в шинах, американские специалисты проводили еще в конце 1990-х годов. В результате были опубликованы следующие цифры, отражающиеся на бюджете водителя: падение давления в шине на 20 % от нормы сокращает срок ее служ6ы на 25-30% и увеличивает расход топлива примерно на 3 %.

Но настоящий скандал, после которого приступили к подготовке этого проекта, разразился в 2000 году после крупных отзывов компании Ford — тогда из-за резкого снижения давления в шинах Firestone погибло более 270 человек и еще множество получили ранения различной степени тяжести.

Устройства, позволяющие контролировать давление в шинах, не новость в мире колесной техники, однако до последнего времени они не имели широкого распространения и устанавливались разве что на грузовики, пикапы и тяжелые внедорожники. Однако вышеупомянутое решение NHTSA распространяет данное требование на все модели транспортных средств, что, конечно, подстегнет производителей всего мира на их скорое внедрение.

Впрочем, сейчас уже многие производители автомобилей оснащают свои новые модели подобными системами или предлагают их установку за дополнительную плату в качестве опции. Речь уже не идет об автомобилях представительского класса, где такие системы давно используются, или о таких дорогих внедорожниках, как VW Touareg, Porsche Cayenne или BMW X5, где установка систем контроля давления в шинах никого не удивляет.

Сегодня дело дошло и до моделей среднего класса. Так, например, и Toyota Corolla 2005 модельного года в комплектации XRS оснащена датчиками давления в шинах, и у нового Renault Megane II система контроля давления выводит информацию на дисплей бортового компьютера. Даже такие недорогие и компактные модели, как Renault Modus, будут оснащаться системами контроля давления в шинах за дополнительную плату.

Похожие конструкции предлагают Goodyear, Bridgestone и другие крупные производители. Специалисты полагают, что к 2020 году покрышки, которым не страшны проколы, будут на всех автомобилях, ведь безопасность управления при возросших скоростях передвижения приобретает особое значение.

Однако нужное давление в шинах — это не только хорошая управляемость и безопасность, но еще и экономия топлива, а также увеличение срока службы самих покрышек. Причем оптимальное давление не только позволяет избежать преждевременного износа шин, но и дольше сохраняет элементы подвески в исправном состоянии, Ведь в конструкции любого автомобиля заложены определенные пятна контакта шин с дорогой, способность шины к деформации и прочие параметры, на которые влияет давление. В свою очередь, все эти параметры определяют, насколько точно поведение автомобиля будет отвечать спроектированному, а значит, от них зависят и все расчетные характеристики — начиная от надежности и износоустойчивости узлов и агрегатов и заканчивая безопасностью водителя и пассажиров.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Особенно эффективным является применение систем контроля давления в шинах для тяжелых внедорожников, а также при эксплуатации автомобилей в нестандартных условиях (при полной загрузке, движении с очень высокой скоростью и т. д.).

Системы визуального контроля: от простого к сложному

Наиболее простым и дешевым способом постоянного контроля давления в шинах является, например, установка на колесе вместо штатного колпачка ниппеля специального контрольного устройства. Такие изделия выпускают многие компании, существуют и отечественные разработки. Так, например, применение колпачков Easy Control от бельгийской компании Environix позволяет быстро узнать, не упало ли давление в колесе: достаточно просто взглянуть на цвет колпачка. Если он остается зеленым — то давление в норме, станет желтым — необходима более точная проверка, а если покраснеет, то шины необходимо срочно подкачать. Такие колпачки обычно продаются комплектами под разное штатное давление в шинах. Если давление передних и задних колес должно быть разным, то нужны две пары из разных комплектов. Напомним, что в случае полной загрузки автомобиля задние колеса, как правило, следует подкачать, так что колпачки контроля давления в этом случае придется сменить.

Эти и более сложные системы контроля и мониторинга давления продаются у нас обычно в фирмах, которые занимаются установкой сигнализаций, парковочных радаров и другой автомобильной электроники. В основу большинства таких систем положен один и тот же принцип — датчики, способные отслеживать давление в шинах, устанавливаются внутри автомобильных колес и с помощью радиосигнала передают информацию на приемное устройство водителя. Приемное устройство может иметь простую световую или звуковую индикацию, а более совершенные системы могут иметь даже дисплей для отображения цифровой информации.

Однако, несмотря на относительно недолгий период развития, системы контроля давления в шинах за прошедшие несколько лет довольно сильно эволюционировали. Например, появились датчики, способные отслеживать не только давление внутри шины, но и температуру. Сегодня такие системы выполняют уже не просто функции контроля давления в шипах, по и осуществляют постоянный мониторинг этого и других параметров шин в режиме реального времени. При возникновении внештатных ситуаций такие системы немедленно информируют водителя о серьезных изменениях давления или температуры.

Увеличился средний срок службы батарей в датчиках, повысилась точность отображения, улучшились настройки и упростилась эксплуатация таких систем. Помимо импортных разработок, предлагаемых сегодня на рынке, таких как ParkMaster, Precise Meters, Smartire и других, сегодня появились уже и отечественные разработки.

Системы контроля от производителей шин

Отдельно стоит остановиться на системах контроля и мониторинга давления в шинах, которые выпускаются самими производителями или их дочерними подразделениями.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Небольшое приемное устройство питается от батареек, весит всего 40 граммов и постоянно находится в режиме ожидания. После начала движения приемное устройство ловит сигнал от какого-нибудь датчика и переходит в рабочий режим. После потери сигнала от всех датчиков (после остановки автомобиля) устройство переходит в ждущий режим. В инструкции рекомендуется устанавливать его, например, на солнцезащитный козырек.

Планируются также начать выпуск варианта устройства, питающегося от бортовой сети автомобиля, с более мощной приемной антенной. Дополнительным его преимуществом является то, что датчики устанавливаются скрытно, не привлекают к себе внимания и не требуют вмешательства при последующем монтаже резины (т. е. менять поврежденные шины можно будет в любом шиномонтаже, не опасаясь повреждения датчиков). Из возможных проблем можно отметить только необходимость предупреждения специалистов при замене резины — иначе датчики по неосторожности могут повредить.

Pirelli предлагает свой взгляд на контроль давления в колесах. Целая серия устройств вышла на рынок под общим названием X-Pressure и представляет собой датчики определенного типа, закрепляемые на колесных дисках и в колпачках вентилей. Датчики в режиме реального времени реагируют на падение давления.

Существуют четыре модификации системы, обеспечивающие передачу информации разными способами:

X-Pressure Optic — цветной сигнализатор на колпачке вентиля (белый — норма, красный — опасность);

X-Pressure Acoustic — сигнал передается через установленную на автомобиле электронyю систему управления;

X-Pressure AcousticBlue — сигнал передается через порт Bluetooth мобильного телефона;

x-Pressurc Monitor — сигнал подастся через установленную на автомобиле систему InfoMobility.

Устройство новинки легко разбивается на три составляющие: датчики давления, управляющий модуль и панель индикаторов. Датчики закрепляются на поверхности колесных дисков во внутренней полости шины посредством хомутов, длина которых рассчитана на диски диаметром 13-21 дюйм. Разумеется, после такой процедуры требуется балансировка колес, так как масса датчика — 40 граммов (отметим, что обычно такие датчики имеют меньшую массу). Конечно, датчик находится на относительно небольшом расстоянии от оси вращения колеса, что делает его влияние на баланс незначительным, но все же для минимизации усилий при балансировке Pirelli рекомендует заранее определить самую легкую зону колеса и совместить ее с положением датчика при установке.

В случае электронной системы управления каждый датчик имеет свой уникальный код, что позволяет предотвратить перекрестное считывание сигналов при нахождении в непосредственной близости нескольких автомобилей, оборудованных подобными системами. Управляющий модуль обрабатывает полученную информацию в соответствии с заложенной в него программой и в случае необходимости информирует владельца посредством индикационной панели (или подачей сигнала на мобильный телефон).

За исключением цветного сигнализатора, которым оснащена первая из перечисленных систем, все остальные генерируют световые и звуковые сигналы, позволяющие определить колесо, шина которого не в порядке. Причем характер сигнала зависит от того, насколько сильно изменилось давление в одной из шин.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Таким образом, X-Pressure позволяет без особого труда постоянно контролировать давление в шинах. Интервал между считываниями показаний с датчиков составляет несколько секунд, а это значит, что неожиданный прокол это устройство обнаружит быстрее, чем даже вы успеете его почувствовать.

Pirelli обещает очень длительный срок службы батарей датчиков (не менее пяти лет при годовом пробеге не более 50 000 километров), что, естественно, значительно меньше, чем срок службы шин (а для многих и самого автомобиля). Кстати, возможно, именно из-за такого длительного срока автономной работы датчики X-Pressure имеют относительно большую массу.

Помимо системы мониторинга давления в шине X-Pressure, Pirelli предлагает также более сложную комплексную систему безопасности колес SWS. Эта система в случае прокола включается устройство подкачки шин и позволяет дольше двигаться на проколотой шине, не опасаясь за безопасность. Система SWS работает и в том случае, если давление уменьшается естественным путем, что позволяет поддерживать его оптимальным на протяжении 9-12 месяцев.

Система также монтируется на ободе колеса и реагирует на прокол следующим образом: потерянное давление возмещается за счет воздуха, содержащегося во вмонтированном в обод баллоне (механизм подкачки активируется датчиком, аналогичным применяемому в системе X-Pressure). Предполагаегся, что данной системой будут оснащаться новые внедорожники, хотя возможно, что подобные системы появятся и в розничной продаже.

Интересной разработкой концерна Pirelli является система Cyber Wheel — колесные диски, оснащенные контрольно-измерительными приборами. Cyber Wheel — это самая сложная система контроля за состоянием колес, которая позволяет в режиме реального времени через антенну, установленную под колесной аркой, регистрировать различные данные о состоянии колес во время движения и передавать информацию на системы динамического контроля автомобиля.

Система контроля давления в шинах (TPMS, Tires Pressure Monitoring System) предназначена для предупреждения об опасном изменении давления в шинах. Данная система предлагается в качестве опции при покупке автомобиля. Систему также можно приобрести и установить отдельно. Система TPMS устанавливается на автомобили с 2000 года. В настоящее время наличие системы контроля давления в шинах является обязательным в ряде европейских и азиатских стран, а также в США.

Различают два вида систем контроля давления в шинах: косвенного и прямого измерения давления. Наиболее простой с точки зрения конструкции является система косвенного измерения давления, представляющая собой программное расширение блока управления системы ABS. Принцип работы данной системы основан на том, что спущенное колесо имеет меньший радиус и соответственно проходит за один оборот меньшее расстояние, чем исправное колесо.

Датчики частоты вращения колес системы ABS определяют отрезок пути, проходимый каждой шиной за один оборот. Сигналы датчиков сравниваются в блоке ABS с контрольными параметрами. При расхождении значений, загорается индикатор (контрольная лампа) на панели приборов и подается звуковой сигнал.

В системе предусмотрена адаптация к изменению параметров давления воздуха в шинах в случае их замены или проведения сервисных работ на ходовой части – т.н. калибровка системы. При движении в новом качестве система оценивает и запоминает параметры шин. Процесс калибровки постепенно переходит в контроль новых параметров давления в шинах.

Преимуществами системы косвенного измерения давления в шинах является отсутствие дополнительных конструктивных элементов и связанная с этим низкая цена. Вместе с тем система имеет существенные ограничения в эксплуатации, в том числе не определяет давление перед началом движения, имеет низкую точность и высокий порог (30%) определяемого отклонения давления.

Система прямого измерения давления предполагает измерение давления в каждом колесе с помощью соответствующего датчика. Система включает датчики давления в шинах, приемную антенну (антенны), блок управления и дисплей.

Система контроля давления в шинах

Датчик давления в шинах 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 7-10 лет. После разрядки аккумулятора старый датчик заменяется на новый.

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 некоторых автомобилях устанавливается расширенная версия системы контроля давления, в которой для каждого датчика применяется индивидуальная антенна. Это позволяет контролировать давление в конкретном колесе и выводить его значение на информационный дисплей. 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. Данные сигналы указывают, что в какой-то шине давление снизилось ниже допустимого уровня. При этом водитель должен остановить транспортное средство, проверить давление в каждой шине и определить спущенную шину.

В расширенной версии системы контроля давления в шинах помимо сигналов выводится текстовая и графическая информация на дисплей. При наличии бортового компьютера для отображения информации о давлении в шинах используется дисплей компьютера. Представляемая информация позволяет выявить шину, в которой снизилось давление, а также оценить фактическое давление в ней.

Система контроля давления в шинах прямого измерения позволяет оценивать незначительное, сильное, а также внезапное изменение давления. В системе предусмотрена адаптация к изменению параметров в случае их замены шины или датчика давления. В большинстве современных систем адаптация производится автоматически при движении автомобиля с определенной скоростью в течение определенного времени. Ряд конструкций систем TPMS после замены шин (датчиков) предполагают перепрограммирование с помощью специального сканера.

Читайте также: