Как автомобиль определяет давление в шинах без датчиков

Как автомобиль определяет давление в шинах без датчиков

Принцип работы датчика давления в шинах

Контроль давления в автомобильных шинах реализуют с помощью нескольких вариантов систем с разным принципом действия. Производители монтируют штатное оборудование с непосредственным или косвенным контролем. Также известны внештатные версии с разными датчиками и степенью информативности. Разберемся в основных способах контроля давления и рассмотрим принципы работы систем.

Измерение давления в шинах

Штатные системы

Оборудование для контроля давления в шинах, которое предусмотрено базовой комплектацией, относится к штатному. Также оно может выпускаться в качестве платной опции. Но в любом случае такие системы подразделены на 2 вида.

Косвенный контроль без датчиков в шинах

Штатное оснащение обозначается аббревиатурой TPMS, которая расшифровывается, как Tires Pressure Monitoring System. В буквальном переводе это “Система контроля давления в шинах”.

Особенность модели с косвенным контролем состоит в том, что она не измеряет давление. Её работа основана на системе ABS, которая считывает обороты колес при движении.

Данные от ABS передаются к блоку управления, который сравнивает показатели с фактически пройденным расстоянием за определенные промежутки времени. Если давление в шине упало, уменьшается и ее реальный размер. В итоге такому колесу приходится делать больше оборотов для прохождения того же расстояния. Система TPMS фиксирует эту разницу и подает сигнал водителю.

Такое оборудование стоит недорого и, с механической точки зрения, надежно, потому что нет лишних датчиков, которые могли бы выйти из строя или дать сбой. Но информативность и точность не на высоте: система не отображает величину давления в шине и подает сигнал при его падении минимум на 30 — 40%.

Непосредственный контроль с датчиками в колесах

Этот вариант информативнее и состоит из:

• блока управления с источником питания, передающим модулем и считывающим устройством;
• сигнализации;
• 4-х датчиков, установленных по одному в каждом колесе вместо стандартных золотников.

Считывающее устройство на пьезоэлементах или тензоэлементах меняет электрическое сопротивление в зависимости от давления в шинах. В итоге блок управления обрабатывает и передает водителю сигнал об изменившемся давлении.

Штатная система контроля давления в шинах

Система надежна, но иногда возникают проблемы с принимающими устройствами. Их ставят как можно ближе к датчикам – в колесных арках, здесь электроника рискует выйти из строя из-за влаги или грязи.

Внештатные системы

Эти устройства продаются отдельно и адаптируются под любой автомобиль. Делятся на 3 категории.

• С простой сигнализацией – состоят из блока и 4-х датчиков. Включают 4 светодиода, которые загораются при падении давления, а на его увеличение не реагируют. Наружные версии устанавливаются на колеса вместо стандартных колпачков, внутренние – на внутреннюю поверхность диска.
• Внешние с точным измерением. Надежнее вышеописанных, комплектуются датчиками для установки на места штатных колпачков, ЖК-дисплеем и центральным блоком. На экране показываются цифровые значения давления в колесах, а также аварийные сигналы. При выборе проще всего ориентироваться на цену – чем дороже оборудование, тем точнее результаты измерений.
• Внутренние с точным измерением. Система такая же, как и предыдущая, но с отличием – датчики ставятся внутрь колес. Эти модификации стоят дороже, но и обладают рядом преимуществ – точнее, надежно защищены от кражи, не подвергаются воздействию влаги.

Внештатная система контроля давления в шинах

Это основные системы контроля давления в шинах, которые устанавливаются на большинство современных автомобилей. Выбор устройств зависит от ожиданий к точности и надежности, а также от ваших финансовых возможностей.

Источник

TMPS: стоит ли ставить систему контроля давления в шинах и как её ломают в шиномонтаже

Ещё не так давно система TPMS считалась атрибутом автомобиля очень высокого класса. Сейчас она встречается всё чаще и чаще, и, скорее всего, скоро наступит то время, когда эту систему заставят ставить на все новые автомобили наряду, например, с уже обязательной ABS. Во всяком случае в некоторых странах такое время уже наступило. Одним словом, пора уже разобраться, как эта штука работает, действительно ли её очень часто выводят из строя шиномонтажники и можно ли поставить её в автомобиль самостоятельно.

На вкус и цвет…

Все системы контроля давления в шинах можно разделить на два типа в зависимости от принципа их работы. Первый вариант – самый популярный. В таких системах используются датчики, которые стоят непосредственно в колёсах. Второй вариант встречается реже и, наверное, потихоньку уйдёт в прошлое. В нём нет отдельных датчиков, а работает он за счёт датчиков системы ABS. Разберёмся с обеими конструкциями чуть подробнее.

Как я уже сказал, в первом случае в каждом колесе стоит датчик, который может считывать давление внутри шины, а иногда и температуру. Эти датчики тоже бывают двух видов: первые стоят внутри колеса, вторые – снаружи. Обычно всё же встречаются внутренние, которые крепятся к вентилю. На сегодня это самая популярная система. Преимуществ у неё много: датчики внутри колеса работают надёжно, а сам вентиль служит антенной, которая передаёт сигнал с каждого колеса на свой блок. Сигнал от этих датчиков вполне уверенный, так что «глючит» такая система редко. Но есть у неё и недостатки.

Во-первых, эти датчики работают как передатчики, и им жизненно необходимы батарейки. Срок службы этих батареек разный, в среднем их хватает на пять-семь лет. А менять их нельзя. Любое, даже самое незначительное повреждение датчика чревато утечкой воздуха, так что теоретически они неразборные. Поэтому как только в нём садится батарейка, его нужно менять на новый.

Во-вторых, процесс замены довольно трудоёмкий. Необходимо снимать колесо, разбирать его, менять датчик, всё собирать обратно и балансировать.

Датчики, которые установлены снаружи, таких недостатков лишены. Их ставят вместо колпачков на вентилях, так что замена такого датчика – секундное дело. Но на этом их преимущества перед внутренними датчиками заканчиваются. Во-первых, что легко поставить, то легко и снять, и этим пользуются воришки. Во-вторых, эти датчики работают в агрессивной среде и выходят из строя быстрее внутренних. В-третьих, они мало влияют на балансировку (они легче, чем внутренние), но из-за того, что стоят на месте ещё более лёгких колпачков, могут на высокой скорости изменять положение вентиля. А это грозит травлением воздуха. Ну и, наконец, последнее. Принцип работы датчика таков, что он давит на золотник и запирает воздух в шине самим собой, а не золотником. И если датчик испортится, он начнёт пропускать воздух через себя. А это уже гарантированно спущенное колесо.

Система контроля давления в шинах, работающая с помощью датчиков ABS, далеко не так совершенна. Точнее, она вообще не совершенна. Само собой, даже самый дорогой датчик ABS понятия не имеет, какое там в шине давление. Поэтому система способна только отслеживать с помощью ABS скорость вращения каждого колеса и делать далеко идущие выводы.

Если колесо сильно спустит, его диаметр станет чуть меньше, крутиться оно будет чуть быстрее. И тогда система контроля давления начнёт подозревать, что что-то пошло не так. Но не всегда. На низкопрофильных шинах она может вообще не заметить, что воздух из шины убежал, а с шинами RunFlat она вообще толком не работает. И это ещё не всё самое плохое.

Хуже, что такая система считает проколом вообще любое затяжное изменение скорости вращения какого-то колеса. А такое происходит с машиной и в нормальной жизни. Например, при затяжном повороте, когда внешнее колесо проходит более длинную дугу и вращается быстрее внутреннего. В этом случае система контроля давления может подумать, что шина испустила дух и выдать на панели «ахтунг». Кстати, так как эта система давления физически не видит, то и показать она его не может и в случае чего только предупреждает, что давление упало. А вот предыдущая, с отдельными датчиками, способна показывать давление в каждом отдельном колесе.

У хорошей системы есть важная особенность: она может предупредить водителя о том, что колесо стало спускать на ходу. Если оно не дай бог стрельнет, водитель почувствует это и без всяких TPMS, а вот небольшой прокол он заметит не всегда. Мало того, на современных переднеприводных автомобилях можно вообще не заметить, как спустило заднее колесо, и дожевать на ходу шину диском. Вот в этих ситуациях и спасает TPMS.

А если сам?

Тяга к прекрасному у нас развита ненормально сильно, поэтому желание сделать свою машину чуть лучше есть почти у всех. Конечно, возникает вопрос и по поводу TPMS: нельзя ли вкорячить в свою машину нечто подобное? Можно. Но начнём с чего-то попроще.

В продаже встречается самый примитивный аналог такой системы – колпачки на вентили, которые меняют цвет в зависимости от давления в шине. Стоят они вообще копейки – в Интернете я нашёл их по 340 рублей за комплект из четырёх штук. Такую, с вашего позволения, «TPMS» ставить просто: открутил с ниппелей колпачки, накрутил эти чудо-устройства, и всё – счастье. Но не абсолютное.

Главный недостаток – это необходимость ходить вокруг машины и смотреть на цвет этих колпачков. Сидя внутри, да ещё и на ходу, ничего, конечно, понять невозможно. Так что, как ни крути, а это самый настоящий эрзац, и полноценную систему TPMS эти штуковины заменить не могут. К тому же они работают по принципу «нормально или нет» и показать значения давления не могут. Правда, есть особо продвинутые колпачки – трёхцветные. В них зелёный цвет обозначает норму, жёлтый – тревогу, красный – всё, приехали. Но в любом случае точность этих приспособлений очень низкая, и ориентироваться на них не стоит. Не знаю насчёт всех производителей, но пока идеальных изделий в природе не встречал. Может, конечно, они и существуют, но это не точно.

Другой недостаток «умных колпачков» – это их вес. На скорости они дают слишком большую нагрузку на вентиль, что чревато теми же самыми утечками воздуха из шины. И, наконец, они почти всегда намертво прикипают. Обычные пластиковые колпачки открутить намного проще, чем эти чудеса техники из алюминия или латуни. Кстати, эти два металла сами по себе образуют электрохимическую пару, поэтому при необходимости просто подкачать колесо такие датчики часто приходится просто срезать и выкидывать. Ладно, они хотя бы стоят копейки – не жалко.

Если хотите недорогого эксперимента, попробовать можно. Но всё же это даже близко не TPMS. А ведь при желании её всё-таки можно поставить. Почти что полноценную!

Почти полноценную – потому что экранчик всё равно придётся ставить отдельно. В комплектах, которые есть в продаже, всегда наличествует сам дисплей (в нём же – приёмник сигнала с датчиков) и набор датчиков. Датчики бывают разными: и внутренними – на вентилях, и внешними – на колпачках. В первом случае всё выглядит вообще по-взрослому – как штатная система TPMS, но с отдельным экраном. Судя по отзывам, некоторые такие системы работают прекрасно. Показания у них точные, надёжность вопросов не вызывает. Вот только цена кусается. Комплекты за три тысячи могут показать давление в шине, а могут – в жилом модуле МКС. Как повезёт. Более дорогие и от хорошего производителя работают намного точнее. Но и стоят они дороже – тысяч от пяти-шести и до пятнадцати.

Монтаж, как вы понимаете, несложный. Особенно с внешними датчиками-колпачками: накрутил их вместо штатных колпачков, прилепил в салоне экран и радуешься жизни. С внутренними надо повозиться: разбирать колёса и менять вентили.

С приёмниками-дисплеями есть тонкость: некоторые из них передают сигнал по радиоволнам и включаются просто в прикуриватель. Такие системы могут терять сигнал от любых помех.

Наиболее навороченные TPMS, предназначенные для самостоятельной установки, работают через блютуз и коннектятся со смартфоном. Схема рабочая и удобная, хотя и недешёвая.

Что сломалось?

Сама по себе система TPMS вполне надёжная и выходит из строя редко. Почти все причины отказа TPMS связаны с отсутствием сигнала от датчиков. В первую очередь виноваты севшие батарейки (как я говорил выше, обычно приходится менять не батарейки, а датчики целиком). Вторая причина молчания датчика – это его физическое повреждение. Есть мнение, что эти датчики очень легко уничтожить в шиномонтажной мастерской. Это одновременно и правда, и неправда. Посмотрите, как их может сломать криворукий шиномонтажник.

Источник

Системы контроля за давлением в шинах — как они устроены

Польза от подобных систем очевидна. Пониженное давление даже в одном из колес ухудшает управляемость (фактор безопасности, ради чего все и затеяно), повышает расход топлива и, само собой, ускоряет износ протектора. Ранние системы умели предупреждать водителя о том, что с давлением что-то не так. Современные могут указать, в каком колесе снижено давление и насколько оно отличается от нормы.

Системы контроля давления обычно именуют аббревиатурами TPMS (англ. tire pressure monitoring system), RDKS или RDK (нем. Reifendruckkontrollsystem, смысл идентичный). У некоторых фирм есть собственные обозначения для таких систем.

В массовом производстве развиваются два направления. Первое обозначают как direct (прямое), второе — indirect (косвенное).

Устройство прямой системы

В системах с прямым измерением показания снимают комбинированные датчики, установленные на вентили всех колес (внутри или снаружи). Они фиксируют давление и передают данные по радиосвязи в управляющий блок. В Европе для колесных датчиков выделен частотный диапазон 433 МГц.

Это наиболее точный вариант TPMS, реагирующий на разницу в 0,1 бар и даже меньше. В серийном исполнении может отображать «онлайн» сведения обо всех четырех колесах одновременно, иногда еще и температуру, что, возможно, ­избыточно.

Недостатки «прямой» системы: она дороже, чем «косвенная», и немного усложняет шиномонтаж — особенно когда датчики стоят внутри колеса. Некоторые системы после перемены расположения колес (например, при перекидке колес спереди назад для равномерного износа шин) требуют заново прописать их в память управляющего блока. Иногда эту операцию можно произвести только у официального дилера. А сами датчики зависимы от индивидуальных элементов электропитания (срок службы ­батареек обычно 5–7 лет).

Устройство косвенной системы

По сути, это программное расширение АБС в сочетании с базовыми «умениями» ESP/ESC и прочей бортовой электроникой. Задействованы штатные датчики вращения колеса. Электроника отслеживает изменения (у спущенного колеса частота вращения растет) и по ним диагностирует отклонения от нормативного давления.

Высокой точности этим способом не добиться, но ее и не требуется. Система сигнализирует о потере давления в одном из колес с индикацией его позиции. Либо в нескольких, но без подробных уточнений. Значимым отклонением считается 0,3 бар, опасным — 0,5 бар.

В некоторых ситуациях «косвенные» системы трактуют как снижение давления иные процессы: при буксовании на скользких покрытиях, неравномерном размещении груза, активном маневрировании, на крутых подъемах и спусках.

Проблема отчасти решается запрограммированной задержкой оповещения о спущенном колесе (обычно около минуты). Если за это время скорость вращения колеса придет в норму, оповещение отменяется.

Чтобы система не сигналила попусту, например при сильно изменившейся загрузке автомобиля, водитель может перезапустить систему, задав электронике новые «нормы» давления (адаптация). То же — при сезонной замене шин и работах с ходовой частью.

Цена вопроса

«Прямые» устройства для самостоятельной установки (комплект из датчиков, управляющего блока, монитора, проводов) продают за 3500–5000 рублей. При заводском монтаже стоимость TPMS такого типа намного ниже, а «косвенные» системы отличаются от штатного варианта только программным обеспечением. То есть переход России на обязательное оснащение всех новых машин сильно по кошельку не ударит. Выгода, помимо умозрительного повышения безопасности: перед дальними поездками не надо бегать по периметру с манометром. Да и жизнь дороже.

Нештатные варианты

Многие фирмы выпускают «прямые» комплекты для самостоятельной установки — четыре датчика плюс компактный управляющий блок с монитором. Можно подобрать к любой модели. Некоторые системы умеют выводить данные на экран смартфона — через Bluetooth.

Существует забавный вариант, при котором об отклонении давления изменением цвета индикатора оповещает датчик-колпачок, установленный на ниппель снаружи. Понятно, что на ходу водитель увидеть его сигнал не сможет. Однако это удобнее, чем регулярно проверять давление вручную. Правда, надежность и точность измерения у таких безделушек часто хромают.

• Как совместить шиномонтаж с диагностикой, узнайте тут.

Источник