Система контроля давления в шинах TPMS, устройство, принцип работы

Возможны варианты

Наверное, имеет смысл рассмотреть различные системы контроля давления. Их можно разделить на:

механические;
электронные.

Электронные системы в свою очередь бывают:

косвенные, осуществляющие контроль давления в шинах благодаря измерению сопутствующих параметров;
прямого измерения, непосредственно контролирующего, как меняется давление при движении.

В свою очередь системы прямого измерения делятся на:

внутренние, когда датчики размещаются внутри колеса;
внешние, установить которые можно снаружи на вентиль.

Во всех перечисленных случаях, кроме механических систем, речь идет непосредственно о датчиках и связанных с ними блоках электроники и передачи данных. Более подробно этого мы коснемся немного позже, рассматривая датчики давления в шинах. Обычно система отображения информации (монитор) располагается в салоне.

Механические системы контроля давления воздуха

По сути дела, это миниатюрные манометры, рассчитанные на измерение давления в определенном диапазоне. Внешний вид подобных датчиков приведен ниже.

Устанавливая на вентиль колпачки-манометры, можно оперативно определить давление в шинах. Они прочно держатся и во время движения, а цвет индикатора свидетельствует о текущем состоянии колеса. Однако при всей дешевизне и простоте датчиков-колпачков, им присущи очень серьезные недостатки:

Подобный датчик давления в шинах позволяет узнать (оценить) их техническое состояние только во время стоянки. То есть он ничем практически не отличается от обычного манометра, даже можно сказать, что представляет собой его упрощенную версию, так как контролирует давление в достаточно узком диапазоне.
Такие колпачки рассчитаны на определенное давление, так что под ваш автомобиль придется искать необходимую модель.

Несомненным достоинством данной системы является простота ее использования, а также возможность самостоятельной установки на автомобиль без каких-либо дополнительных проблем.

Про косвенные системы контроля давления

Данных систем необходимо коснуться из соображений описания всех имеющихся вариантов измерения. Они никак не связаны с датчиками давления. По сути дела, это просто расширение функций ABS. Исходная предпосылка такова — при проколе колеса начинается утечка воздуха, его диаметр уменьшается, скорость вращения увеличивается. Это отклонение от стандартного значения фиксируется электроникой, и выдается сигнал о недостаточном давлении.

Другой подход связан с контролем температуры шины, в шине при проколе увеличивается площадь контакта с дорогой. Это вызывает ее дополнительный нагрев, отклонение значения температуры от установленного значения позволяет сделать вывод о проколе колеса и снижении давления.

Как видно, датчик контроля давления в шинах при косвенных методах измерения вообще не используется, следствием чего будет повышенная погрешность в оценке текущего состояния колеса. Тем не менее, подобные методы применяются достаточно давно и успешно справляются с задачей контроля состояния шин. Несомненным достоинством метода является его простота, а вот недостатком, как уже отмечалось, повышенная погрешность.

Что это и как работает

Дословно TPMS можно перевести как система мониторинга давления в шинах. Это полностью раскрывает суть и функции этого датчика.

Военные и грузовые системы контроля ставили перед собой задачу максимально продлить работу техники в тяжёлых условиях. К ним можно отнести резкие температурные перепады, повышенные и экстремально низкие температуры, плохие дороги и пр.

Постепенно специалисты начали думать над возможностью использования системы контроля на обычных гражданских автомобилях. Вскоре появились первые автомобили с TPMS. Изначально датчики ставили только на дорогие автомобили в качестве дополнительной комплектации, дополняя системы слежения за слепыми зонами и автоматического торможения. Сейчас же датчики встречаются и на довольно бюджетных машинах.

Многих справедливо интересует, как же работает в машине TPMS и на чём основан её принцип работы. Когда в шинах меняется количество воздуха, также может меняться длина окружности покрышки, то есть ската. От этого потенциально увеличивается скорость, с которой вращается колесо. За этим процессом следит индикатор TPMS. Если параметры превышают установленную норму, поступает сигнал, включается специальная лампа, и водитель предупреждается о возможных неисправностях.

Уже сейчас существуют аналоги этой системы, предназначенные для работы совместно с Андроид-устройствами. Вся информация с датчиков поступает на смартфон или планшет пользователя.

По факту TPMS можно назвать достаточно простой электронной системой, которая работает по беспроводной технологии. Она следит за давлением в шинах и предупреждает автомобилиста, если происходит отклонение от нормы. Это альтернатива старым дедовским методам проверки, которая отличается повышенной точностью.

Если возникают какие-то серьёзные повреждения шин, об этом легко узнать безо всяких датчиков и систем контроля. Но вот уследить за постепенным спуском и небольшим дефектом колеса крайне сложно. Ощутить физически такие изменения тяжело. А если добавить к этому качество дорожного покрытия, то длительное время и вовсе всё будет казаться нормой.

Продолжая поездку на автомобиле со спускающим колесом, есть риск столкнуться с деформацией покрышки, а также с дальнейшим срывом резины с диска. А это уже прямая угроза для дорожно-транспортного происшествия. Если заглянуть в статистику аварий, то можно увидеть, насколько большой процент ДТП случается именно по причине внезапно лопнувшего колеса или слетевшей резины.

Понимая, что такое TPMS в современном автомобиле, возникает вопрос относительно целесообразности установки этого автомобильного шинного контроллера. Кто-то считает устройство бесполезным, и предпочитает ходить вокруг машины с манометром, проверяя давление в каждом колесе своими руками. Другие же называют датчик удобной и эффективной разработкой. Тут каждый сам делает для себя выводы.

Но не просто так система TPMS стала обязательной для каждого автомобиля, который выпускается в США и Европе.

Как работает датчик давления в шинах

Принцип работы этих приборов одинаков для всех видов устройств. Рассмотрим, как данные о состоянии шин попадают на пульт управления:

На колесо закрепляется контроллер, который собирает и регистрирует данные о давлении и других параметрах.
Датчик передает полученные данные с частотой 2 – 3 секунды трансиверу. Передача показаний контроллера осуществляется через Bluetooth.
Программа обрабатывает пришедшую информацию и сравнивает полученные значения с имеющимися допусками. Если совокупность показателей превышает предельные для нормальной работы шин значения, то программа сигнализирует об этом водителю. Аналогичным образом обрабатывают данные о пониженных значениях давления.
Сигналы на разных устройствах могут быть звуковыми и/или световыми.
Предельные значения рабочих параметров можно задавать самостоятельно. Производитель, как правило, допускает регулировку устройства в пределах от 1,7 до 3,2 бара.
Некоторые системы имеют возможность информировать владельца устройства, подавая сообщения на смартфон.

Теперь разберемся, каким образом эти измерительные устройства рассчитывают давление. Как правило, датчик сравнивает угловое вращение отдельно взятых колес. По угловой скорости можно вычислить расстояния, которые колеса проходят за одно полное вращение. Не трудно определить, что при разном давлении изменяется и наружный диаметр колеса. Это изменение настолько мало, что не видно невооруженным глазом. А датчик фиксирует даже небольшую разницу. Именно это несоответствие и регистрирует система.

Датчик давления в шинах Mazda MX-5

Слишком маленькое давление в шинах.
Была произведена замена колеса на отличающиеся по форме, размеру шины, протекторы и т.д.
Аналогичным образом действует на систему и установка запасного колеса, которое чаще всего имеет отличный от основных колес диск и другие нестыковки.
Шины повреждены.
Нагрузка на автомобиль распределена неравномерно, вследствие чего он перегружен на какую-нибудь из сторон.
Колеса одной из осей перегружены. Такое бывает, при прохождении машиной спуска или подъема, буксировке прицепа.
На автомобиль установлены цепи, создающие противоскользящий эффект.

Принцип работы электронного датчик давления в шинах

Система TPMS состоит из четырех или пяти (для запасного колеса) датчиков, оснащенных радиопередающими модулями, и блоком управления, на который поступает радиосигнал с датчиков. Датчики пронумерованы:

1 — переднее левое колесо;
2 — переднее правое;
3 — заднее левое колесо;
4 — заднее правое.

Они также закручиваются на ниппеля шин. При обнаружении проблемы с блоком управления идет звуковой сигнал. Глядя на экран блока управления, где находятся информация о давлении во всех шинах автомобиля, водитель определяет источник проблемы. Блок управления осуществляет сравнение принятых от датчиков значений с установленными параметрами, которые может задать сам пользователь устройства.

Система принимает сигнал от датчиков только при включенном зажигании. Когда зажигание выключено, система переходит в спящий режим, что способствует длительной работе элементов питания. Блок управления питается от “пальчиковых” батареек, которых хватит на несколько месяцев, а сами датчики от “таблеток”, которые прослужат от года и больше.

Существуют также системы TPMS, передающие и принимающие сигнал по Bluetooth, что позволяет видеть показания датчиков на дисплее своего смартфона или планшета при помощи мобильного приложения. С одного мобильного устройства можно контролировать несколько автомобилей, оснащенных датчиками.

Преимуществами данных систем являются высокая точность измерения и удобство пользования. К недостаткам следует отнести относительную дороговизну. Стоимость самых недорогих моделей начинается от 10 тысяч рублей.

VW Tiguan: Индикатор давления в шинах — базовая установка

Указание

Система контроля давления в шинах с функцией Autolocation (прямое измерение) при нормальных условиях калибруется автоматически в соответствии с установленными водителем значениями давления
Система контроля давления в шинах не требует проведения базовой установки
Базовую установку системы контроля шин нужно проводить только „после того“ как в шинах будет установлено надлежащее давление
Если после появления предупредительного сигнала системы контроля давления в шинах на деле не обнаруживаются потери давления или какие-либо повреждения шин, то это предупреждение является ошибкой, которую можно устранить посредством базовой установки (настройки) системы.

Система контроля шин сравнивает между собой частоты вращения колес, получаемые от датчиков скорости ABS, и оценивает таким образом длину пути, проходимого каждым колесом за 1 оборот. При изменении пути, проходимого колесом за один оборот, система сообщает об этом с помощью контрольной лампы. Величина отрезка пути, проходимого шиной за один оборот, может изменяться по следующим причинам:

давление в шине слишком мало
шина повреждена
неравномерное распределение груза в автомобиле
колёса одной из осей испытывают более высокую нагрузку (например, при буксировании прицепа, при движении на подъёме или спуске)
установлены цепи противоскольжения
установлено запасное колесо
заменено одно из колес оси

До 2011 модельного года:

Контрольная лампа системы контроля шин -K220- в комбинации приборов -стрелка- имеет жёлтый цвет.

„Мигание лампы“ означает, что „начальная базовая установка “ не проведена
„ПОСТОЯННОЕ СВЕЧЕНИЕ“ контрольной лампы в сочетании с предупредительным звуковым сигналом означает „ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ“ о том, что обнаружена потеря давления в шинах. Необходимо проверить давление в шинах и провести базовую установку системы.

Проведение „начальной“ базовой установки

Установить выключатель стартера и электрооборудования в положение «ВКЛ»
Нажать одновременно и удерживать более двух секунд клавишу ESP и клавишу SET на центральной консоли

Если клавиша ESP отсутствует, использовать клавишу ASR.

Начало базовой установки подтверждается звуковым сигналом.

При следующем включении зажигания предупреждение не появится.

Выполнить базовую установку

Установить выключатель стартера и электрооборудования в положение «ВКЛ»
Нажать клавишу SET на центральной консоли в течение более двух секунд

Контрольная лампа системы -K220- на панели комбинации приборов -стрелка- светится пока клавиша нажата.

Начало базовой установки подтверждается звуковым сигналом.

При следующем включении зажигания предупреждение не появится.

С 2012 модельного года:

Выполнить базовую установку с помощью клавиш на многофункциональном рулевом колесе:

Клавиша -5- служит для подтверждения пунктов меню

Клавиши со стрелками -1—2- и -4- служат для изменения меню.

Включить зажигание
Нажимать соответствующие клавиши со стрелками -2- и -4- многофункционального рулевого колеса до тех пор, пока не появится меню „Настройки“

Нажимать клавишу со стрелкой -1-, пока не появится подменю „Система контроля давления в шинах“
Нажать клавишу OK -5-
Запомнить значения давления в шинах нажатием клавиши OK -5-. – Затем ещё раз подтвердить запрос на подтверждение клавишей ОК -5-

Контрольная лампа системы контроля давления в шинах на комбинации приборов -стрелка- кратковременно загорается для подтверждения выполнения базовой установки.

Выполнение базовой установки при помощи клавиши переключателя стеклоочистителей:

Клавиша -1- служит для подтверждения пунктов меню

Переключатель -2- служит для перехода между меню

Включить зажигание
Удерживать переключатель -2- нажатым, пока не появится главное меню, а затем перейти при помощи переключателя к меню „настройки“
Нажать клавишу -1-

Нажать переключатель -2- столько раз, сколько потребуется для появления подменю „Давление в шинах“
Нажать клавишу -1-
Запомнить значения давления в шинах нажатием клавиши -1-
Ещё раз подтвердить появившийся вслед за этим запрос нажатием клавиши -1-

10 место – E-ACE K07: Характеристики и цена

E-ACE K07

Тип датчиков	Внешний
Входное напряжение	2-3.6А
Срок эксплуатации	5 лет (при использовании 2 часа в день)
Давление: диапазон измерения	0 — 8.0 Bar
Параметры входа	5V/1A
Связь	Bluetooth 4.2
Частота	433 МГц
Рабочая температура	-40 °C ~ 125 °C
Цена	2999 рублей

E-ACE K07: Преимущества и недостатки

+ Питание дисплея от солнечной батареи;

+ Яркий дисплей, информация считывается без проблем;

+ Измерение давления и температуры в реальном времени;

+ Оповещение о состоянии давления в шинах;

+ Предупреждение о высокой температуре шин;

+ Своевременное оповещение о повреждении колеса;

+ Предупреждение о низком заряде батареи;

+ Автоматическое включение после начала движения авто;

+ Передача информации по Bluethooth;

+ Защита от воды по протоколу IP67;

— Крайне мало технической информации;

— Редко встречаются в продаже..

Что влияет на давление в шинах

Основные факторы, которые влияют на давление в шинах – целостность всех деталей колеса и температура воздуха.

Современные бескамерные шины и колесные диски образуют замкнутый резервуар для воздуха. Поэтому любая щель, которая возникает в месте стыка покрышки и диска приводит к утечке воздуха и падению давления.

Еще один потенциальный источник утечки воздуха – золотник. Если колесо долгое время не подкачивали и при этом ездили по мокрым и грязным дорогам, то даже под пластиковым или металлическим колпачком золотник начинает сыреть. В результате после подкачивания колеса он не может качественно перекрыть выход воздуха. Сначала утечка очень мала и колесо спускает не постоянно, а лишь при движении по неровной дороге.

Со временем его состояние ухудшается и вскоре колесо начинает спускать гораздо сильней. И водителю приходится подкачивать его сначала каждую неделю, а затем и каждый день. Если во время движения в бескамерное колесо воткнулся гвоздь, шуруп или кусок проволоки, то давление упадет не сразу, а в течение 20 минут – 3 часов. Если водитель вовремя не заметил пробоя колеса и потерю давления, то движение на спущенной шине приведет к ее серьезному повреждению. В ряде случаев после этого шину придется менять.

Как исправить ошибку

К сожалению, универсально средства для всех транспортных средств не существует. Но все же действия водителей при возникновении такой проблемы должны быть примерно одинаковыми.

1.В первую очередь необходимо убедится, что система действительно выдает ошибку.

Часто водители возмущаются горящим индикатором, думая, что все у них в норме, а датчики давления сломались, но на деле все совсем не так.

Сначала надо визуально осмотреть колеса на наличие повреждений.
Если ничего не выявлено, то стоит заехать в шиномонтаж, где проведут диагностику колес: попробуют найти место утечки воздуха, проведут балансировку и накачают шины до идеальных показателей.

После нужно продолжить движение на рекомендуемой скорости не более 80 км/ч. При этом следует наблюдать за показателями. Сказать сколько времени точно нужно проехать, чтобы убрать значок ошибки нельзя, для каждого авто оно свое. Если прислушиваться к отзывам автолюбителей, то Мерседес и Киа спортейдж требуют больший временной промежуток, чем Форд и Lexus. Но более часа в любом случае не должно пройти.

2.Когда точно установлено, что ошибка датчика давления присутствует, приходит время второго этапа – необходимо обратиться к инструкции.

К каждому автомобилю и дополнительно установленному оборудованию должны быть рекомендации по эксплуатации. В них же указаны возможные ошибки и методы устранения. В большинстве случаев вся проблема решается сбросом показателей датчика давления и перезагрузкой бортового компьютера.

3.Если предыдущий вариант не помог или инструкции по эксплуатации нет, то придется обращаться в автосервис.

Выбирая фирму, нужно обращать внимание на ее репутацию и опыт сотрудников, в данном случае интересует автоэлектрик. У специалиста должно быть все необходимое оборудование для диагностики и исправления ошибки

Чтобы ее убрать мастер прошивает (перепрограммирует) датчики. Для этого используются специальные программы. Можно попытаться сделать это самостоятельно, вооружившись планшетом с установленным приложением и специальными кодами оборудования. Но есть шанс все окончательно испортить.

4.Когда ничего не помогло, сбой не исправлен, а автоэлектрик советует купить новые датчики давления, то приходит пора решать: ездить с горящим индикатором, отключить систему совсем или приобрести новый комплект.

Система мониторинга давления в шинах помогает эксплуатировать автомобиль безопасно. Поэтому надо следить за ее исправностью. При возникновении индикации следует все проверить, а если произошел сбой в системе и это ошибка, то необходимо срочно ее убрать.

Зачем нужна система контроля давления в шинах TPMS

При езде возможно всякое. Медленные проколы, когда колесо теряет давление постепенно, быстрая, но бесшумная разгерметизация заднего колеса, которую начинающий водитель может и не заметить, да и просто отклонение от нормы.

В последнем случае ничего страшного не происходит, но расход топлива растёт, а ресурс шины уменьшается.

Заставить всех водителей следить за главным параметром шин нереально. Гораздо надёжней снабдить их индикатором с выводом показаний на приборную панель и сигнализацией об отклонениях от номинала.

Но технически задача трудновыполнима, пришлось долго ждать, пока техника смогла позволить разработать и освоить в крупной серии относительно недорогие приборы широкого применения.

Контроль давления в шинах автомобиля – обязателен при любых условиях

Поведение автомобиля на дороге определяется множеством факторов, и одним из них является значение давления в шинах

Чтобы понять, насколько это важно, достаточно посмотреть на приведенный рисунок

Как видно из рисунка, уровень давления влияет на пятно контакта с дорогой, а значит, на управляемость автомобиля и срок службы шин.

Зачастую складывается ситуация, когда водитель не замечает прокол сразу (особенно актуально это при проколе задних колес), проезжая на спущенном колеса несколько сотен метров, а то и больше. В этом случае покрышка получает серьезные повреждения и, как правило, уже не может использоваться больше. Приборы и индикаторы позволяют своевременно заметить критическое падение давления, давая возможность применить экстренное торможение для спасения покрышки.

Как правило, контролируется оно при помощи манометра, но в комплект поставки многих машин уже входит (порой только как опция) система контроля давления в шинах (обозначаемая аббревиатурой TPMS), сообщающая водителю о текущем его значении. Подобный контроль может быть осуществлен несколькими способами.

Прямой контроль

Такой метод контроля обозначается dTPMS и основан на прямом измерении давления в шинах автомобиля. Для этого в каждое колесо вставляется датчик давления. Он оснащен измерителями давления, температуры и передатчиком, направляющим результаты на приемное устройство, как показано на рисунке

Здесь надо сделать небольшое отступление. Датчик давления может быть двух типов – внутренним и внешним. Внутренний датчик крепится вместо вентиля на шинах и кроме выполнения своих прямых функций передает данные о величине давления в них. Внешний датчик накручивается на вентиль.

Полученный сигнал обрабатывает блок управления и выдает результаты на приборную панель. Индикатором результатов может служить как лампочка и звуковой сигнал, так и экран бортового компьютера. Прямой контроль давления в шинах, позволяет оценить величину его изменения и информирует об этом водителя. Система мониторинга может установить такие изменения давления:

незначительное;
сильное;
внезапное.

Составной частью dTPMS, работающей при отказе одного из датчиков, является система DDS. Она не позволяет измерить величину давления в шинах автомобиля, а только фиксирует его изменение. Индикация результатов работы DDS осуществляется при помощи лампочки.

Надо отметить, система dTPMS достаточно сложна в обслуживании – в случае замены колеса или его балансировки необходимо проводить повторную калибровку, или как по-другому называется эта процедура – «обучение системы». Кстати, если на автомобиле работает dTPMS, пользоваться при проколе колеса гелями и другими подобными составами, заливаемыми внутрь, запрещено, датчик давления после такой процедуры может отказать, и система DDS выйдет из строя.

Косвенный контроль

Метод косвенного контроля давления в шинах, обозначаемый iTPMS, зачастую является частью ABS. По сути дела, ее функции и задачи, которые решает система DDS, совпадают. В этом случае на шинах не ставится дополнительный датчик давления, а измеряется скорость вращения колес с помощью штатных элементов ABS/ESP. При потере давления в щинах их геометрические размеры уменьшаются, что приводит к увеличению скорости вращения колеса, и изменение определяет система.

Допустимые значения изменений хранятся в памяти контроллера, и выход измеренных результатов за определенные пределы свидетельствует о снижении давления в колесе.

Колпачки контроля давления в шинах

Подобные колпачки – простой, а самое главное, дешевый способ контроля в шинах автомобиля давления, при котором не требуется устанавливать в машине никакой дополнительный датчик, а достаточно накрутить на вентили специальные колпачки, такие как на фото

Отслеживая их цвет (колпачки имеют прозрачную верхнюю часть, которая и выступает как индикатор), можно определить текущее состояние колес.

Недостатком, которым отличаются подобные колпачки, является необходимость их периодического визуального контроля и невозможность проведения этого в процессе движения.

Лучший внешний датчик давления в шинах

Чтобы установить такой датчик, его нужно накрутить на ниппель вместо штатного колпачка. Он фиксирует исходящее давление, которое с помощью радиомодуля передается на блок управления, оснащенного монитором. Устанавливается датчик всего за пять минут

Крупная форма колпачков привлекает внимание посторонних, в том числе и воров. Снимается датчик тоже несложно, поэтому их лучше ставить тем людям, которые ставят автомобиль в гараже или на хорошо охраняемой стоянке

Рассмотрим наиболее удачные модели.

Zeepin TPMS

В сети можно найти свыше 500 положительных отзывов об этом датчике, поэтому в его надежности и качестве можно не сомневаться. Его часто покупают владельцы внедорожников. Блок управления потребляет всего 5 В энергии. Модель устойчива к влаге, поэтому можно спокойно проезжать глубокую лужу. Система оснащена двумя измерениями — psi и bar.

В блоке управления стоит аккумулятор мощностью 500 мА/ч, дополнительно имеется USB-разъем для подзарядки от автомобиля. На информативном дисплее отображается давление и температура в каждом колесе, поэтому можно сразу увидеть какие-то неполадки. Также на экране отображается степень зарядки аккумулятора датчика. Каждый колпачок имеет обозначение, которое облегчает монтаж. Для защиты датчика от злоумышленников, его выполнили в гладком корпусе и снабдили скрытой прижимной гайкой. Когда давление упадет ниже нормы, датчик оповестит об этом специальным сигналом. Его можно ставить на автомобили с давлением в колесах до 8 бар. В комплекте прилагается панель для заряда от солнечной энергии. Дисплей ярко подсвечивается, поэтому информацию на нем можно увидеть даже ночью. Погрешность составляет всего 1,5 psi. Колпачки функционируют в температурном режиме от -40 до +125.

К минусам устройства относят:

высокую стоимость (от 2 тысяч рублей);
малоинформативную инструкцию;
длительный первый опрос системы (почти полчаса);
отображение датчиками температуры не в колесах, а снаружи автомобиля.

Все про систему контроля давления в шинах

Возможны варианты