轮胎压力监测系统(TPMS)是什么及其工作原理

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它们在大多数汽车上是强制性的,并且是现代驾驶安全的主要特征之一。但TPMS到底有什么作用?

随着所有关于新车特性的讨论,如多区域空调系统、加热方向盘、智能悬挂或规避转向,很容易忘记像轮胎这样简单的东西对您汽车的性能有多么重要。作为道路与车辆之间的唯一连接点,拥有合适的轮胎并确保它们处于完美状态比您可能拥有的奢华附加功能更为重要。

保持轮胎状态良好,确保您能够安全高效地驾驶,正是轮胎压力监测传感器的作用所在。这些传感器被认为非常重要,因此自2008年起在美国和2014年起在欧盟,所有新私家车都必须配备,并且有各种各样的替代系统可以安装在旧款车辆上。尽管极其有用,但这些系统的功能可能不会立即显而易见,如果出现问题,通常意味着需要花费高昂的费用去经销商处修理。这是一份关于轮胎压力监测系统是什么、它们如何工作以及拥有它们的好处的完整指南。

什么是轮胎压力监测系统(TPMS)

低轮胎压力

轮胎压力监测系统(或TPMS)旨在主要监测汽车轮胎中的空气压力。该系统由连接到每个车轮的传感器和一个显示单元组成。如果系统是内置的,传感器将连接到您仪表盘上的指示灯,通常是一个黄色的符号,表示轮胎的横截面,中间有一个感叹号。如果系统是在生产后安装的,通常会附带一个显示单元,可以放置在您的仪表盘上,并与传感器连接。除了压力,它还可以传输轮胎温度的信息,并为您提供轮胎状态的重要更新。

轮胎压力监测系统如何工作

直接轮胎压力监测

TPMS的基本原理是收集车辆轮胎压力的信息(有不同方法实现),然后发送到您仪表盘上的控制单元。系统被编程以监测轮胎压力水平,确保它们保持在可接受的安全压力范围内,通常在大多数乘用车轮胎中为每平方英寸2835磅(psi)的空气压力。如果出现问题,指示灯或警报会通知您。

一些系统允许您随时访问轮胎的温度和压力值,从而让您管理轮胎。主要有两种类型的TPMS,直接和间接,它们都以不同方式收集这些轮胎压力数据。

直接轮胎压力监测

轮胎压力监测系统(TPMS)

在直接轮胎压力监测系统中,单个传感器直接位于轮胎上(有时在备胎中),它们将信息传输到中央控制模块。这些系统由一个安装在车辆上的传感器组成,该传感器与中央控制模块通信。这些信息最常使用微电化学系统收集。在控制模块级别,信息被分析、解释,如果轮胎压力低于应有水平,或轮胎被严重过度充气,会直接传输到您的仪表盘,指示灯亮起。

信息最常以无线电信号形式无线发送。每个传感器都有一个唯一的序列号,系统可以通过这些序列号不仅区分道路上的不同车辆,还能区分汽车的不同轮胎。虽然一些售后系统安装在轮胎外部,但大多数制造商使用安装在轮胎内部的传感器。这些内置传感器的电池寿命约为十年,但对于大多数系统,电池不可修复,必须更换整个传感器。

直接系统可以通过多种方式安装。它们可以安装在轮胎气门杆的背面,或者使用粘合剂固定,或者用一条带子牢固地缠绕在轮胎内轮辋上。

间接轮胎压力监测

间接轮胎压力监测系统不依赖轮胎压力传感器来工作和评估轮胎。这些系统收集并考虑车轮速度传感器的数据(通过ABS或类似系统轻松获得),以解释轮胎的大小和旋转速度——较小的轮胎会比大轮胎旋转得更快,而充气不足的轮胎会比有适量空气的轮胎小。系统检测到一个轮胎是否比其他轮胎移动得更快,并可以计算出它更小,因此可能漏气。如果发生这种情况,它会发出与直接轮胎压力监测系统类似的指示灯。

该系统的一大优点是它比直接传感器更少出现故障,但需要更多调节。例如,如果在长途旅行前给轮胎充气,间接系统需要重置,因为它会将新充气的轮胎视为可能的危险。系统在轮胎充气时必须始终处于静止状态。在这种情况下,如果不重置,系统会看到更大的轮胎,并可能警告驾驶员过度充气。TPMS不仅需要在轮胎恢复到正确压力时重新校准,还需要在轮胎更换或完全替换时重新校准。这通常可以通过车内中央控制台上的重置按钮完成,大约需要驾驶30分钟来重置。

轮胎压力监测系统的优势

  1. 延长轮胎寿命 – 定期检查轮胎压力并在必要时充气,借助TPMS,可以显著增加轮胎的寿命。如果轮胎压力不正确,无论是过低还是过高,轮胎的寿命可能减少高达45%。如果压力过低,轮胎会过热,轮胎边缘会磨损。如果压力过高,轮胎中心会凸出并磨损。所有这些意味着您将比必要时间更早更换新轮胎。
  2. 改善操控性 – 如开头所述,轮胎极其重要,是道路与汽车之间的连接。您汽车的操控性几乎完全取决于轮胎的压力。如果接触路面的橡胶量不当,可能会减少牵引力和转弯时的操控性。这可能发生在轮胎过度充气时。如果轮胎充气不足,由于瘪胎与路面之间缺乏牵引力,在雨天会增加打滑的风险。
  3. 提高燃油经济性 – TPMS系统还可以影响汽车的燃油消耗。轮胎中有适量的空气时,汽车的滚动阻力较小,因此在正常道路上行驶不需要太多动力。但如果轮胎中空气较少,轮胎表面不那么坚固,因此滚动阻力更大,因为轮胎在路面上拖拽更多。由于阻力更大,汽车需要更多能量来行驶相同距离,当然,从A点到B点需要更多燃料。
  4. 更容易发现问题 – 除了帮助解决这些更普遍的问题外,TPMS还可以帮助您发现严重问题的发生。如果系统告诉您一个轮胎的压力远低于其他轮胎,您可能有一个刺穿或缓慢漏气,仅凭感觉可能很难检测到。如果一个轮胎即将分层、分离或爆裂,所有潜在严重问题,通过指示轮胎压力低,TPMS会提前让您知道。这使其成为任何车辆的关键安全特性。

轮胎压力监测系统有哪些缺点

  1. 易碎性 – 绝大多数直接TPMS监测器是包括气门杆在内的组件的一部分。当气门杆安装时,传感器位于轮胎内部。主要问题是传感器和附着的杆相对脆弱。由于传感器放置在车轮旁边,拆卸轮胎可能是一个非常精细的过程,如果轮胎胎圈压在传感器上,可能会损坏它。它们已知容易受损,因此大多数轮胎店不承担对杆或传感器的损坏责任。尽管它们变得更坚固,但大多数OEM传感器仍然是经销商专用部件,每个成本在60120欧元之间。现在有一些售后选项可用,但更换传感器仍然是一项昂贵的任务。
  2. 缺乏标准化 – 几乎每个汽车制造商都有自己的专有TPMS系统,由于没有标准化,大多数部件是经销商专用的。除非您使用售后系统,这在2014年后生产的汽车上不太可能,更换故障系统可能很困难。这也使得汽车店和修理厂更难纠正缺陷,因为即使他们也可能发现每个制造商使用的系统令人困惑。反过来,这意味着维修或更换通常最好由制造商直接在其经销商处进行,这几乎肯定会很昂贵。
  3. 需要重置传感器 – TPMS计算机经常需要在移动车轮或更换传感器后重置,找到重置系统的方法可能令人沮丧。在最好的情况下,您的汽车可能只需要行驶一定距离或时间(如间接TPMS通常那样)。在最坏的情况下,可能有一种复杂的方法使用汽车的控制按钮重置系统,这可能令人沮丧。它们有时如此复杂,以至于有书籍和软件提供关于如何重新编程大多数系统的说明,但即使这些也可能不完整、令人困惑或直接与汽车手册中的说明冲突。
  4. 读数不准确 – 这可能因各种原因发生,对于安装更大或更小的轮胎以及间接TPMS的不均匀磨损。直接TPMS应该更好,但根据传感器安装的位置以及是否放置不当(它们非常脆弱),也可能提供不反映实际轮胎压力的读数。

轮胎压力监测系统:最后的话

因此,TPMS是一个复杂的系统,但它能为驾驶者带来的好处远远超过潜在问题。即使更换某些部件似乎昂贵,正确的轮胎压力应该能在燃油方面和安全方面为您节省更多。上述许多问题可以通过改进的间接TPMS系统解决——并且正在解决——这些系统使用ABS硬件中的传感器来实现其功能。这些类型的系统越来越普遍,可能使整个TPMS维修过程变得容易得多。

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