AUTOMATIZUOTOS PADANGŲ BŪKLĖS KONTROLĖS SISTEMOS
Liucijus Suslavičius
Teisingo, gamintojo rekomendacijas atitinkančio oro slėgio automobilio padangose palaikymo svarbą sunku pervertinti. Juk toks, koks reikalaujama, oro slėgis – tai ne tik optimalios automobilio riedėjimo savybės ir ekonomiškiausias važiavimas. Padangų gamintojai vienareikšmiškai teigia, jog dažniausia padangos pirmalaikio išėjimo iš rikiuotės priežastis – pernelyg mažas oro slėgis joje. Galima neabejoti, kad visi vairuotojai ir eksploatacininkai tikrai yra girdėję apie būtinumą reguliariai tikrinti oro slėgį padangose. Ir lygiai taip pat galima teigti, kad tuo užsiimama tik kartas nuo karto, kai nepamatyti subliuškusios padangos nebeįmanoma. Ką gi, – pasakytų psichologas, – tai žmogiška ir suprantama. Tačiau ar galima taip atsainiai žiūrėti į svarbią, tiesiogiai su eismo saugumu susijusią problemą? Aišku, ne, ir geriausias būdas – nepalikti padangų kontrolės žmogaus nuožiūrai, o pasitelkti tam šiuolaikinę techniką.
Kokią įtaką eismo saugumui ir padangų ilgaamžiškumui turi nustatyto slėgio padangose kontrolė, pasakojama jau automokykloje. Esant nustatytam slėgiui padangose, automobilis geriausiai „klauso” vairo, o padangos tarnauja ilgiausiai. Pernelyg mažas oro slėgis keičia automobilio valdomumo charakteristikas, padidėja pasipriešinimas riedėjimui, auga degalų sąnaudos. Dėl padidėjusios vidinės trinties padangos perkaista, atsisluoksniuoja jų protektorius, padanga greičiau dėvisi ir netgi gali sprogti. Tad oro slėgio kontrolės problemomis specialistai užsiima ne pirmą dešimtmetį. Aukštesnių klasių lengvuosiuose automobiliuose, kai kuriuose autobusų modeliuose jau kelinti metai montuojamos oro slėgio kontrolės sistemos, Vokietijoje žinomos abreviatūros RDKS vardu. RDKS apskaičiuota darbui temperatūrų diapazone nuo –40° iki +170°C.
Kiekviename rate prie padangos oro vožtuvo sumontuojamas nedidelis elektroninis blokas. Svarbiausiu jo elementu yra mikromechaninis silicio kristalo pagrindu pagamintas daviklis, matuojantis kaip oro slėgį padangoje, taip ir jo temperatūrą. Be jo bloko korpuse sumontuotas miniatiūrinis aukšto dažnumo siųstuvėlis, mikroschema, įvertinanti daviklio pokyčius ir suformuojanti koduotą signalą bei ličio baterija, teikianti elektros srovę. Pastarojoje sukauptos energijos užtenka septyniems metams!
Kiekvieną ratą gaubiančiame sparne sumontuojama individuali elektroninio bloko siustuvėlio signalus priimanti antena, sujungta su kontrolės sistemos centriniu valdymo bloku, o šis sujungtas su automobilio informacine sistema. Kiekvienam ratui suteikiamas savas elektroninis kodas, tad centrinis valdymo blokas „žino” kokie kiekvieno rato padangos slėgio ir temperatūros parametrai, „sugeba įvertinti” jų pokyčius ir per informacinės sistemos displėjų informuoja vairuotoją apie situaciją.
Sistema pradeda veikti jau automobiliui stovint. Užtenka įjungti degimą, RDKS iš karto įjungia ir parodo displėjuje, ar visose padangose oro slėgis normalus. Pradėjus važiuoti, ratų elektroniniai blokeliai kas keliolika sekundžių perduoda signalus centriniam sistemos valdymo blokui. Jei užfiksuojamas lėtas oro slėgio mažėjimas, nekeliantis pavojaus eismo saugumui, RDKS primena vairuotojui artimiausia patogia proga pripūsti padangą. Toks įspėjimas pasirodo displėjuje, kai slėgis padangoje sumažėja 0,4 baro lyginant su normaliu. Jei oro slėgis krinta greitai, centrinis valdymo blokas duoda pavojaus signalą, reikalauja nedelsiant sustoti ir imtis priemonių.
Dar daugiau nuostolių sukelia oro nutekėjimas iš sunkiųjų automobilių – autobusų ir krovininių – padangų. Ir ne tik todėl, kad šios padangos tiesiog brangesnės, o ir todėl, kad padangai sprogus, pasekmės gali būti (ir, deja, neretai būna) kur kas skaudesnės. Todėl sunkvežimių gamintojai taip pat jau užsiima galimų sprendimų paieška. Pavyzdžiui, „Volvo” siūlo savo FH ir FM šeimynų sunkvežimių pirkėjams labai praktišką oro slėgio kontrolės padangose sistemą TPM ( Tyre Pressure Monitoring). Sistemos paskirtis – automatiškai sekti oro slėgio padangose pokyčius ir informuoti vairuotoją apie pavojingą slėgio kritimą arba jo padidėjimą, taip pat apie nesandarų vožtuvą bei paties daviklio gedimą.
Svarbiausia TPM dalimi yra individualūs ant kiekvienos padangos oro vožtuvo sumontuoti davikliai, siunčiantys signalus į TPM sistemos valdantįjį bloką. Beje, pastarasis yra integruotas į bendrą automobilio funkcijas ir atskirų agregatų darbą kontroliuojančią elektroninę sistemą. TPM valdymo blokas gali kontroliuoti iki 12 padangų vienu metu, taigi tinkamas ne tik tradicinėms dviašėms važiuoklėms, bet net ir keturašėms. Kiekvienos padangos daviklis turi miniatiūrinį radijo siustuvėlį, maitinamą net 5 metus tarnaujančios elektros baterijos. Signalai siunčiami ne nuolatos, o kas tam tikrą laiko periodą. Valdantysis blokas gautus signalus transformuoja į prietaisų skydelyje esančiame displėjuje matomus įspėjimus. Nukrypimai nuo nustatyto slėgio gali būti dvejopi – nežymūs ir pavojingi. Pirmuoju atveju sistema tik informuoja vairuotoją, jog vienoje iš padangų slėgis pakito ir užrašu siūlo patikrinti, kas atsitiko, artimiausio sustojimo metu. Jei slėgio pokyčiai dideli, užsidega užrašas, rekomenduojantis kuo greičiau sustoti. Kai sunkvežimis sustoja, displėjuje tiksliai nurodoma, kuriame rate ir kaip pasikeitė oro slėgis. Protingas sprendimas, tiesa? Juk iš karto apkrauti vairuotoją informacija apie tai, kuriame rate ir kiek pasikeitė slėgis, reikštų atitraukti jo dėmesį nuo vairavimo. O sustojus – prašau, gaukite visą informaciją!
Be abejo, autotraukinio vairuotoją domina ne tik vilkiko, bet ir priekabos ar puspriekabės padangos. Šiam atvejui „Volvo” siūlo sumontuoti prikabintoje transporto priemonėje antrą kiek didesnes galimybes (kontroliuoja iki 16 ratų) turintį TPM valdymo bloką bei aprūpinti priekabos (puspriekabės) padangas davikliais. O tam, kad vairuotojas žinotų, ar viskas tvarkoje, antrasis TPM valdymo blokas reguliariai radijo signalais susisiekia su automobilio- vilkiko TPM sistema ir perduoda jai informaciją, kuri analogišku būdu pateikiama displėjuje.
Visa tai perskaičius, gali susidaryti įspūdis, jog „Volvo” siūloma oro slėgio padangose kontrolės sistema – tai kažkas sudėtingo, reikalaujančio specialių žinių naudojantis ja ir prižiūrint. Taip nėra, nes TPM iš tikrųjų labai paprasta, lyginant su daugeliu kitų šiuolaikiniame sunkvežimyje montuojamų elektroninių sistemų. Nereikia jai ir kokios tai ypatingos priežiūros, pakaks, jei užsidegus signalui apie pačios sistemos gedimą, patikrinsite, ar neatsijungė nuo vožtuvo daviklis, ar nenutrauktas jį su siustuvėliu jungiantis laidas.
Sunkvežimių parodoje Hanoveryje 2004 metais garsus elektroninių sistemų gamintojas iš Vokietijos „Siemens VDO” pristatė „mastančią” padangų kontrolės sistemą „Tire-IQ-System”. Jos pagrindinė funkcija – sekti oro slėgį padangose, tačiau iš tikrųjų siūlomos sistemos galimybės gerokai platesnės, nes savo konstrukcija ji gerokai skiriasi nuo to, ką jau naudojame. „Tire-IQ- System” slėgio daviklis niekaip nesusijęs su padangos oro vožtuvu, kaip kitose sistemose, jis yra plokštelės, įvulkanizuotos į padangos borto gumą, pavidalo. Plokštelėje slypinti mikroschema tikrai gali pasigirti itin aukštomis mechaninėmis savybėmis – juk vulkanizacija trunka pusvalandį, jos metu slėgis pasiekia 28 barus, o temperatūra – net 185 laipsnius karščio. Kartu į padangos bortą turi būti įvulkanizuojama prie mikroschemos prijungta plona visą padangą juosianti viela. Daviklis neturi maitinimo elemento, energiją, reikalinga signalams perduoti, gaunama elektrinės indukcijos būdu. Tam tikslui prie kiekvieno rato įrengiamas priimantis – perduodantis įrenginys su nedideliu magnetu. Ratui sukantis, šis magnetas indukuoja srovę vieloje, kuri kartu yra ir perduodanti mikroschemos signalus antena. Taip daviklis gauna darbui reikiamą srovę, įvertina slėgį padangoje ir perduoda koduotą signalą siustuvėliui. O iš čia informacija keliauja į prietaisų skydelyje esantį displėjų.
Kadangi daviklis yra „mirtinai” sujungtas su padanga, jo mikroschemoje galima užkoduoti informaciją apie padangos parametrus, be to, „Tyre-IQ-System” įsimena padangos ridą, ant kurio rato ji buvo sumontuota ir pan. Todėl vairuotojas visada laiku informuojamas apie garantuotos ridos pabaigą. Uždėjus padangą ant kitos transporto priemonės, sukaupta informacija neišsitrina, ridos atskaita tesiasi toliau.
Taigi, turime tikrai unikalią savo galimybėmis sistemą. Tačiau jos įdiegimas susijęs visų pirma su padangų gamintojų pasirengimu ją naudoti praktiškai. Jei jie nesutiks padangų gamybos procese įvulkanizuoti svarbiausio sistemos komponento – daviklio su antena – į padangos bortą, „Siemens VDO” darbas nueis perniek, nes sumontuoti sistemą papildomai neįmanoma. Bet reikia tikėtis, jog naujų brangių „super single” tipo padangų plitimas ilgainiui paskatins ir sistemos „Tyre-IQ- System” praktinį įdiegimą.
Bet ne tik vokiečiai rūpinasi oro slėgio padangose kontrole. Žinomas pasaulyje automobilių komponentų gamintojas „Dana Corporation Commercial Vehicle Systems Group” 2005 metais sukūrė „Smart Vave TPMS” pavadintą prietaisą nuolatinei oro slėgio bei temperatūros kontrolei krovininių automobilių padangose. Nuolatinė kontrolė šiuo atveju reiškia, jog prietaisas stebi minėtus parametrus tiek automobiliui važiuojant, tiek stovint.
Ratuose sumontuoti davikliai kas 12 sekundžių tikrina slėgį ir temperatūrą ir kas 4 minutės siunčia trumpus koduotus radijo signalus į centrinį valdymo bloką. Tuo atveju, jei slėgis sumažėja 3 atmosferomis, signalas siunčiamas nedelsiant, prietaiso valdymo blokas uždega prietaisų skydelyje raudoną avarinę lemputę. Vairuotojas reiso metu displėjuje mato, koks slėgis ir kokia temperatūra kiekvienoje autotraukinio padangoje. Visi reiso metu užfiksuoti duomenys įrašomi į centrinio valdymo bloko atmintį ir, jei reikia, gali būti pateikiami grafiniu pavidalu displėjuje.
Nesnaudžia ir kiti gamintojai. Štai, JAV firma „Meritor”, užsiimanti varančiųjų tiltų ir ašių sunkvežimiams ir priekaboms gamyba, 2004-siais sukūrė automatiškai be jokios elektronikos veikiančią slėgio padangose palaikymo sistemą. Dalis vilkiko variklio kompresoriaus tiekiamo stabdžių ir pneumopakabos sistemoms suspausto oro nukreipiama į atskirą resiverį, kuris per tuščiavidures ašis ir ratų stebules sujungtas su padangų oro vožtuvais. Sistema sureguliuojama taip, kad palaikytų ratų padangose reikiamą slėgį. Jei kuri nors padanga ima „leisti orą”, automatiškai suveikia šiam ratui skirtas vožtuvas, ir į padangą paduodama porcija suspausto oro. Kai slėgis pasiekia reikiamą dydį, vožtuvas užsidaro. Nesudėtingi davikliai informuoja vairuotoją, kuriame rate buvo nukritęs slėgis. Aptarnavimo ši sistema beveik nereikalauja, o padangų tarnavimo laiką prailgino maždaug 15%, padeda išvengti avarinių situacijų ir pradurtų padangų visiško sugadinimo.
Apibendrinant galime teigti, jog dėmesys normaliam padangų darbui, jų būklės kontrolei pastaruoju metu itin padidėjo. Reikia laukti, kad netrukus įstatymų leidėjai labiausiai automobilizuotose šalyse tas kol kas neprivalomas sistemas padarys būtina naujų automobilių standartinės komplektacijos dalimi, kaip tai savo laiku atsitiko su stabdžių ABS, saugos oro pagalvėmis, kitais saugumą didinančias mazgais.