Tư Vấn Chia Sẻ 101 điều cần biết về hệ thống giám sát áp suất lốp (TPMS)

[Tommy2005]

Tuy tiêu chuẩn Việt Nam chưa bắt buộc các xe mới xuất xưởng phải trang bị hệ thống giám sát áp suất lốp (TPMS - Tire Pressure Monitoring System) như Mỹ đã làm từ 2007 và Châu Âu sẽ từ 2012, TPMS đang dần trở nên quen thuộc tại xứ ta.

Qua bài này, em xin chia sẻ với các bác một số hiểu biết và kinh nghiệm về TPMS, có gì chưa chuẩn thì xin các bác dạy bảo thêm ạ.

1. Sự ra đời của TPMS

Hẳn chúng ta ai cũng muốn cứ ngồi phưỡn trên xe mà biết tình trạng từng lốp xe nó cứng mềm thế nào, nóng nguội ra sao mà không phải xuống tháo van, gí đồng hồ vào đo. TPMS ra đời nhằm đáp ứng cho yêu cầu nâng cao sự an toàn và tiện lợi cho người sử dụng. Không chỉ đỡ đần cho chúng ta việc nhỏ nêu trên mà quan trọng hơn nó giúp nâng cao hệ số an toàn, hạn chế những vụ nổ lốp gây thiệt hại về người và tài sản.

Hệ thống TPMS đầu tiên trên loại xe hành khách được lắp cho chiếc Porsche 959 đời 1986 và sau đó TPMS được các hãng xe hạng sang như BMW, Audi, Mercedes trang bị cho các dòng xe của mình.

TPMS liên tục phát triển, cải tiến nhưng cột mốc cho sự phát triển của TPMS là vào những năm cuối thập niên 90. Trước thực trạng hàng trăm mạng sống mất đi hàng năm do tai nạn lật xe vì nổ lốp, chính quyền Bill Clinton đã thông qua luật kể từ 01/09/2007 trở đi, 100% xe có tải trọng từ 4,5 tấn trở xuống được bán tại Mỹ bắt buộc phải trang bị TPMS. Tiếp nối Mỹ, Châu Âu cũng đã thông qua luật bắt buộc tất cả xe chở người bán tại thị trường Châu Âu kể từ 2012 buộc phải trang bị TPMS. Và nghe đâu bác Hồ Cẩm Đào cũng tính từ 2013 TPMS cũng là tiêu chuẩn bắt buộc cho xe mới tại thì trường nước này.

2. TPMS hoạt động như thế nào

Một cách tự nhiên muốn biết áp suất lốp thế nào thì phải đo rồi báo về để hiện lên đồng hồ.
TPMS hoạt động theo lẽ tự nhiên ấy được gọi là TPMS loại trực tiếp, tức nó có cảm biến (sensor) đo đạc nhiệt độ, áp suất trong lốp rồi gửi thông tin qua sóng vô tuyến về bộ thu (ECU/Receiver) rồi được hiển thị (Display).

​

Để đo áp suất, nhiệt độ trong lốp người ta dùng một mạch điện tử gồm một bộ vi xử lý, các cảm biến đo áp suất, nhiệt độ, điện áp pin nuôi mạch và một bộ phát sóng vô tuyến. Thiết bị này được lắp đặt trong lốp xe và thường được sản xuất dưới dạng một van, có thể lắp vừa tất cả mâm tiêu chuẩn. Hình dưới là một cảm biến điển hình, vừa làm nhiệm vụ một van như bình thường, vừa đo đạc áp suất và nhiệt độ trong lốp và phát sóng thông tin này về bộ thu:

​

Một loại TPMS khác gọi là gián tiếp dùng ngay thông tin về tốc độ quay của 04 bánh xe mà bất cứ hệ thống chống bó cứng phanh ABS nào cũng có rồi so sánh để phát hiện bất thường về áp suất lốp.

​

TPMS gián tiếp dựa trên nguyên tắc khi một bánh mềm hơn ->đường kính giảm đi -> quay nhanh hơn. Bằng cách so sánh tốc độ quay của các bánh xe, có thể phát hiện ra một lốp mềm hơn hoặc căng hơn các lốp còn lại. Như vậy hệ thống TPMS gián tiếp tận dụng ngay các cảm biến của hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), chỉ cần phát triển, bổ sung thêm module phần mềm trên ECU và bộ hiển thị là xong, không phát sinh thêm nhiều phần cứng như TPMS trực tiếp.

(Còn tiếp ...)

 

[Tommy2005]

3. Khác biệt giữa TPMS trực tiếp và gián tiếp

TPMS loại trực tiếp có một ưu điểm nổi bật so với TPMS loại gián tiếp là nó đo được chính xác tình trạng áp suất + nhiệt độ từng lốp trong khi TPMS gián tiếp chỉ biết một cách chung chung là một lốp nào đó đang mềm hơn hoặc cứng hơn các lốp còn lại.

Nhưng cái gì cũng có giá của nó. TPMS loại trực tiếp cần lắp đặt thêm thiết bị cảm biến vào trong lốp trong khi TPMS gián tiếp không cần, chỉ cần nâng cấp phần mềm của hệ thống ABS và thêm phần hiển thị là xong. Thống kê cho thấy, 67% xe sản xuất vào năm 2000 được trang bị ABS, với các xe đã có ABS thì chỉ cần nâng cấp thêm phần mềm và thêm bộ hiển thì là thành TPMS. So với TPMS loại gián tiếp, TPMS trực tiếp có giá thành cao hơn, phức tạp hơn cả trong lắp đặt, thay thế, sửa chữa.

Những bác chạy xe có TPMS nhưng nếu thông tin chung chung về tình trạng áp suất lốp thì gần như chắc chắn là loại TPMS gián tiếp. TPMS gián tiếp còn có một số hạn chế khác nữa là nó hoạt động kém chính xác trong một số tình huống như khi cả hai bánh hoặc cả bốn bánh mềm hoặc cứng gần như nhau. Hoặc khi xe chạy trên quãng đường cong, lúc đó bánh xe ở ngoài sẽ quay nhanh hơn bánh xe ở trong, TPMS sẽ lầm tưởng là bánh xe ngoài đang bị mềm hơn bánh trong và phát ra cảnh báo lốp mềm trong khi thực tế lốp có áp suất đúng chuẩn.

4. Lợi ích của TPMS

Nguồn http://www.sigmaautomotive.com/TPMS/portal.php

Người Mỹ nổi tiếng thực dụng. Đằng sau luật bắt buộc trang bị TPMS là những lợi ích to lớn mà TPMS đem lại. Người Mỹ ước tính mỗi năm tốn khoảng 2 tỉ gallon nhiên liệu do lốp mềm, gấp 2 lần dự trữ quốc gia. Và 32% số lốp xe đang chạy có áp suất thấp hơn 30% so với mức tiêu chuẩn. Cứ mỗi 0,2 bar áp suất thấp hơn chuẩn thì tiêu thụ nhiên liệu tăng thêm 1% và lốp sẽ mau mòn hơn 5% (một số tổ chức còn đưa ra tỉ lệ lốp mau mòn hơn là 15% cho mỗi 0,2 bar thấp hơn áp suất chuẩn). Tỉ lệ thoát khí của một lốp bình thường là khoảng 0,2 bar một tháng.

Đấy là lợi ích từ tiết kiệm nhiên liệu và đỡ mòn vỏ xe. Một ích lợi khác liên quan đến vấn đề an toàn. Thống kê cho thấy năm 2005 có khoảng 200.000 vụ nổ lốp và riêng tại Mỹ đã có hơn 100 nhân mạng mất đi do nguyên nhân trực tiếp là nổ lốp. Tại Việt Nam, theo thống kê của ban quản lý đường cao tốc Sài Gòn - Trung Lương, kể từ khi đưa vào hoạt động, trong năm qua đã có 1.400 vụ xe nổ lốp trên đoạn đường cao tốc này.

TPMS giúp người lái có thông tin chính xác về tình trạng áp suất của lốp xe để duy trì áp suất chuẩn. Lợi ích đem lại là vừa tiết kiệm nhiên liệu, vỏ xe đỡ mòn vừa giảm thiểu tình trạng nổ lốp có thể gây tai nạn thảm khốc.

 

[truong sa]

Đáng ngại thật! ko biết độ bền của thiết bị này thế nào bác chủ?

 

[Tha ta ni]

Cách đây 2 năm,em vừa gắn xong đã không xài được rồi.

 

[timetous]

Cách đây 2 năm,em vừa gắn xong đã không xài được rồi.

Ôi, chất lượng...!

 

[SUV7Seats]

Xài TPMS mỗi lần vá vỏ phải báo cho thợ biết bánh xe xài van cảm biến nếu không nó nạy trúng là tèo

 

[Mazda 323 Amateur]

Cách đây 2 năm,em vừa gắn xong đã không xài được rồi.

Bác gắn loại nào vậy?
cho em biết để mà tránh, bác ợ!

 

[Tommy2005]

5. Cấu tạo của van cảm biến áp suất lốp :





Van cảm biến áp suất lốp được thiết kế như một van thông thường nhưng có một thiết bị điện tử "đeo" vào chân van.
Thiết bị điện tử này nằm trọn trong vỏ bánh xe nên có thể đo chính xác áp suất, nhiệt độ trong bánh xế
Nó đo áp suất và nhiệt độ với tần suất trung bình vài giây một lần. Thông tin về tình trạng áp suất, nhiệt độ sẽ được truyền qua sóng vô tuyến ở tần số 433MHz hoặc 315MHz về bộ thu và sau đó được hiển thị cho người lái biết.

Nguồn điện nuôi thiết bị điện tử này là một pin cao cấp, công nghệ cao thường thấy trong ngành vũ trụ (vì phóng lên vũ trụ rồi là khỏi sửa chữa gì được và phải hoạt động hàng chục năm trên quỹ đạo). Với công nghệ cao cấp của pin và chế độ phát sóng thông minh, tiết kiệm năng lượng nên pin có thể phục vụ được 5-7 năm tùy thuộc số km xe chạy (lấy chuẩn bên Mỹ)



6. Các chế độ hoạt động của cảm biến áp suất lốp:

 

[Tommy2005]

6. Hoạt động của loại cảm biến áp suất lốp gián tiếp:






Như đã nêu ở trên loại cảm biến áp suất lốp loại gián tiếp là một phần mềm, dùng thông tin về vòng quay bánh xe của hệ thống phanh ABS để phát hiện bất thường về áp suất lốp, cụ thể:
- Nếu bánh xe nào quay nhanh hơn các bánh còn lại -> đường kính bánh xe nhỏ hơn -> lốp non
- Nếu bánh xe nào quay chậm hơn các bánh còn lại -> đường kính lớn bánh xe lớn hơn -> lốp căng
Do chỉ là phần mềm nên giá thành hệ thống cảm biến áp suất này rẻ. Tuy nhiên cái gì cũng có giá của nó. Giá phải trả là:
- Đường kính lốp xe có thể thay đổi mà không liên quan đến áp suất lốp. Ví dụ lốp cũ, mòn. Trong trường hợp này, hệ thống sẽ lầm tưởng là lốp mềm và cảnh báo sai. Ngược lại, nếu lốp mòn nhưng lại căng hơi, làm cho đường kính không đổi thì dù áp suất cao, nguy cơ nổ lốp nhưng hệ thống không phát hiện ra
- Hệ thống chỉ tác dụng khi xe chạy đủ lâu và nhanh. Do cơ chế phán đoán qua chênh lệch vòng quay, hệ thống cần xe chạy đủ lâu và đủ nhanh mới có thể phát hiện được bất thường (nếu có) về áp suất
- Không phát hiện được tình trạng 04 lốp căng đều hay xẹp đều
- Khi thay lốp và định kỳ phải tiến hành động tác reset, thực chất là re-calipbration để hệ thống ghi nhận thế nào là trạng thái bình thường

 

[Tommy2005]

Nguyên nhân nổ lốp xe:

Thường người ta hay nghĩ lốp nổ do bơm căng quá, khi bị đâm lỗ đủ lớn hoặc va đập mạnh sẽ gây nổ.
Thực tế đúng là có vụ nổ lốp do bơm căng nhưng chiếm tỉ lệ không lớn. Sau khi phân tích các vụ tai nạn nổ lốp người ta phát hiện hầu hết xe con nổ lốp do non hơi.
Nghe có vẻ nghịch lý nhưng đúng là thế, do:
- Lốp non khiến cho cấu trúc của lốp thường xuyên bị bẻ cong vượt ngưỡng đàn hồi nó
- Do non hơi, ma sát nhiều hơn, nhiệt do ma sát tăng đến ngưỡng nhất định cộng với nguyên nhân ở trên làm cao su mất liên kết với lớp lõi vải gai và thép chịu lực. Khi đó điểm yếu nhất sẽ nứt vỡ và nổ lốp xảy ra
Nguồn : http://www.tirerack.com/tires/tiretech/techpage.jsp?techid=13
Vậy bộ cảm biến áp suất (TPMS) sẽ có tác dụng phòng tránh thế nào?
Như đã mô tả, bộ cảm biến áp suất theo dõi cả áp suất và nhiệt độ. Khi lốp non, căng hay quá nhiệt đều phát cảnh báo. Khi đó người lái BIẾT TRƯỚC nguy cơ nổ lốp và có biện pháp phòng tránh trước khi sự việc không hay xảy ra.

Trên OS có bác đã chia sẻ TPMS cảnh báo do lốp quá nhiệt và bác ấy ghé uống coffee chờ nguội rồi đi tiếp. Đúng nhất là cần tìm hiểu thêm, ví dụ nếu lốp hơi non thì nên bơm đủ luôn và có thể do lốp quá mòn cộng đi nhanh.
Nếu lốp cũ, dù bơm đủ hơi nhưng vẫn dễ nổ là do lốp cũ có tiết diện ma sát lớn làm dễ phát nhiệt hơn. Cộng thêm chất lượng cao su và độ đàn hồi không tốt như lốp trong niên hạn, khi nhiệt độ tích tụ đến ngưỡng sẽ phá hủy liên kết cao su - bố - thép, gây thoát hơi đột ngột và .... BÙM. Tuy nhiên nếu trang bị TPMS, khi nhiệt độ cao, TPMS cảnh báo ngay để người lái xử lý kịp thời trước khi quá muộn:
- Làm nguội lốp, kiểm tra áp suất
- Kiểm tra nguyên nhân phát nhiệt để khắc phục

Thống kê trên thế giới:
- Cơ quan an toàn giao thông Pháp thống kê thấy 9% tai nạn đường bộ nghiêm trọng có liên quan đến lốp mềm (cơ chế nổ lốp đã nêu ở trên)
- Thống kê tại Đức cho thấy có đến 41% số tai nạn có thiệt hại về vật chất đều liên quan đến vấn đề về lốp.
- Tại Mỹ, thống kê cho thấy có đến 40.000 tai nạn mà nguyên nhân từ lốp mềm, gây thương tích cho 33.000 người và làm trên 650 người thiệt mạng mỗi năm.
http://en.wikipedia.org/wiki/Tire-pressure_monitoring_system#Benefits_of_TPMS

Improved safety: Under-inflated tires lead to tread separation and tire failure, resulting in 40,000 accidents, 33,000 injuries and over 650 deaths per year. Further, tires properly inflated add greater stability, handling and braking efficiencies and provide greater safety for the driver, the vehicle, the loads and others on the road.
Environmental efficiency: Under-inflated tires, as estimated by the Department of Transportation, release over 57.5 billion pounds of unnecessary carbon-monoxide pollutants into the atmosphere each year in the United States alone.
Further statistics include:
The French Sécurité Routière, a road safety organization, estimates that 9% of all road accidents involving fatalities are attributable to tire under-inflation, and the German DEKRA, a product safety organization, estimated that 41% of accidents with physical injuries are linked to tire problems.