Директната система за контрол на налягането в гумите (TPMS) използва специализиран сензор, монтиран вътре във всяка гума — обикновено интегриран в клапанния стъбъл или закрепен към хоризонталния ръб на диска. Тези сензори използват микроелектромеханични системи (MEMS), за да измерват директно абсолютното налягане на въздуха и често — температурата от вътрешността на гумата. Данните се предават безжично чрез радиочестотен (RF) сигнал до централния приемник на превозното средство. Всеки сензор има уникален идентификатор, което осигурява точен, специфичен за ос мониторинг. Тази архитектура осигурява реалновременна точност в рамките на ±1 psi и позволява незабавно откриване на бавни течове, бързо спадане на налягането или термални промени в налягането. Поради своята надеждност и специфичност директната TPMS е стандарт за търговски автопаркове, високопроизводителни превозни средства и всички нови леки превозни средства, продавани в САЩ от 2007 г. насам, в съответствие със задължението на Националната администрация по безопасност на движението по магистралите (NHTSA).
Косвеният система за мониторинг на налягането в гумите (TPMS) не използва физически сензори за налягане, а съществуващите в автомобила сензори за скоростта на въртене на колелата от системата ABS. Тя установява недостатъчно навъздушаване чрез откриване на нюансирани разлики в ъгловата скорост: недовъздушена гума има по-малък ефективен търкалящ се радиус и следователно се върти по-бързо от правилно въздушена гума. Въпреки че този метод е икономичен и изисква минимално хардуерно оснащение, той има съществени ограничения. Той не може да идентифицира еднакво намаляване на налягането във всички четири гуми — например такова, причинено от сезонното понижаване на температурата — и не работи коректно, когато системата ABS или системата за контрол на тягата интервенират, което често се случва при мокри, заледени или чакълести повърхности. Смесени конфигурации на гуми — различни марки, дълбочина на протектора или размери — също изкривяват базовия алгоритъм, което води до увеличаване на ложните предупреждения или пропуснатите сигнали. Поради тези причини косвеният TPMS рядко се използва в тежкотоварни камиони или ЕВ (електромобили), където данните за налягането в отделните гуми са от решаващо значение за безопасността и ефективността.
Сензори за налягане на шините действат като първа линия защита за безопасността, като непрекъснато следят налягането в гумите, за да се предотврати структурно повреждане. Недоволните гуми генерират излишно топлинно напрежение по време на експлоатация — основна причина за взривяване на гуми при скорост по магистрала. Според Националната администрация за безопасност на движението по магистралите (NHTSA), повредите на гумите допринасят за над 11 000 предотвратими произшествия годишно само в САЩ; поддържането на правилното налягане значително намалява този риск. Директната система за контрол на налягането в гумите (TPMS) позволява ранно вмешателство — предупреждава шофьорите, преди загубата на налягане да компрометира цялостта на гумата — особено важно при тежки натоварвания, където повредата на една гума може да доведе до загуба на контрол. Правилното налягане също запазва оптималната геометрия на контактната повърхност, подобрява сцеплението във влажни условия и намалява риска от хидроплануване, което се явява причина за почти 10 % от произшествията, свързани с метеорологичните условия. Напредналите сензори допълнително подобряват предотвратяването на произшествия, като компенсират промяната в налягането, причинена от температурни колебания, и осигуряват последователна производителност през цялата година.
Правилното налягане в гумите е един от най-леснодостъпните и най-ефективните начини за подобряване на икономичността на горивото. Недостатъчно навътрешно налягане в гумите увеличава търкалящото съпротивление, което принуждава силовата установка да изразходва повече енергия. Точният и в реално време мониторинг чрез сензори за налягане в гумите гарантира, че налягането в тях остава в рамките, определени от производителя, като по този начин се минимизира излишното дърпане. Проучвания в отрасъла потвърждават, че автопарковете, които поддържат оптимално налягане, намаляват разхода на гориво до 1,4 % — показател, който се превръща в значителни годишни спестявания както по отношение на разходите за гориво, така и на емисиите. Последователното управление на налягането също забавя неравномерното износване и удължава експлоатационния живот на гумите, което допълнително намалява общата стойност на притежанието. За операторите на автопаркове интегрирането на надеждна система за мониторинг на налягането в гумите (TPMS) осигурява практически приложима, ниво на отделна гума видимост — предотвратявайки постепенната, незабелязана загуба на налягане, която с течение на времето намалява ефективността.
Електрическите превозни средства налагат специфични изисквания към системите за контрол на налягането в гумите (TPMS). Топлината от батерията и двигателя може да повлияе на електрониката на сензорите, докато всяка загубена киловатчасова енергия поради излишно търкаляне директно намалява далечината на движение. Напредналите директни TPMS-устройства, проектирани специално за електрически превозни средства, решават и двете проблема: те са оборудвани с термална компенсационна верига, която осигурява точност в широк диапазон от работни температури, и поддържат прецизен контрол върху налягането при навиване, съгласуван с препоръчителните от производителя студени стойности на налягане. Това позволява на системата за управление на енергията на превозното средство да оптимизира по-ефективно разпределението на въртящия момент и стратегиите за регенеративно спиране. Освен това по-високата собствена маса и мигновеният въртящ момент на електрическите превозни средства ускоряват неравномерното износване на гумите — което прави постоянното поддържане на правилно налягане още по-критично. При липса на надеждна система за контрол на налягането в гумите шофьорите рискуват да загубят до 7 % от потенциалната енергийна ефективност, което подкопава един от основните предимства на електрическото задвижване.
Правителствените задължения са довели до почти универсалното прилагане на системи за контрол на налягането в гумите (TPMS). В САЩ Националната администрация по безопасността на пътищата (NHTSA) е предписала всички нови леки автомобили да бъдат оборудвани с функционираща система TPMS, като това задължение влиза в сила за моделния години 2008 — правило, произтекло от Закона TREAD. Европейският съюз последва с Регламент (ЕО) № 661/2009, а подобни стандарти сега се прилагат и в Япония, Южна Корея, Индия и Китай. Тези регулации превърнаха датчиците за налягане в гумите в стандартно оборудване за целия глобален моделен ред на производителите на автомобили (OEM). Според пазарния анализ световната индустрия за TPMS ще нарасне от 9,8 милиарда щатски долара през 2025 г. до 42,3 милиарда щатски долара през 2034 г., при сложна годишна темп на растеж от 17,7 %. Растежът се стимулира не само от изискванията за съответствие, но и от интеграцията в по-широката автомобилна интелигентност: производителите все по-често вграждат директни TPMS в архитектурите на системите за напреднала помощ при шофирането (ADAS) и в информационно-развлекателните табла, за централизирана диагностика и предиктивно поддръжане. Развитието на електромобилите (EV) — където налягането в гумите пряко влияе върху далечината на изминаване, безопасността и продължителността на живота на батерията — ускори инвестициите в сензори от следващо поколение с удължен живот на батерията, подобрена термична стабилност и двойно измерване на налягането и температурата. Междувременно вторичният пазар продължава да се разширява, особено в развиващите се пазари, където по-старите автомобили се модернизират, за да отговарят на все по-строгите регулаторни изисквания.
Системите за мониторинг на налягането в гумите (TPMS) са технологии, използвани за наблюдение на нивото на налягане в гумите на превозни средства, за да се осигури безопасността, оптимизира производителността и подобри икономията на гориво.
Директната TPMS използва MEMS-сензори вътре във всяка гума за измерване на налягането и предаване на данни в реално време чрез радиочестотен (RF) сигнал. Индиректната TPMS се основава на алгоритмите за скорост на въртене на колелата от системата ABS и прави изводи за налягането въз основа на разликите в скоростта на въртене.
Директната TPMS предлага по-висока точност и надеждност, като осигурява мониторинг, специфичен за всяка ос, и предупреждения в реално време — което е от решаващо значение за безопасността и производителността в тежки и електрически превозни средства (EV).
Правилното навяване на гумите намалява търкалящото съпротивление, което позволява на превозното средство да работи по-ефективно. Сензорите за налягане в гумите помагат за поддържане на оптималното навяване и подобряват икономията на гориво до 1,4 % за автопаркове.
Електрическите превозни средства (EV) създават предизвикателства като топлинна интерференция и увеличен износ поради по-високата тара и моменталния въртящ момент. Напредналите системи за мониторинг на налягането в гумите (TPMS) решават тези проблеми чрез термична компенсация и прецизно наблюдение.
Няколко глобални задължителни изисквания, включително тези на NHTSA в САЩ и регулациите на ЕС, предписват използването на TPMS във всички нови превозни средства, което стимулира широко разпространение и иновации в сензорните технологии.
EN