Датчики давления в шинах — какие выбрать? — журнал За рулем
Давление в шинах многие проверяют два раза в год во время сезонной смены шин. Причем многие верят на слово работнику шиномонтажа: если он сказал, что все в порядке, то владелец машины забывает о проблеме еще на полгода. Между тем неправильное давление в шинах может быть опасно.
Чем опасно неправильное давление в шинах?
Давление в шинах: ваша нормаНедостаточно накачанные шины испытывают увеличенную нагрузку на боковины. Это негативным образом влияет на целый ряд показателей автомобиля:
ухудшается управляемость;
растет тормозной путь;
увеличивается расход топлива;
повышенное внутреннее трение вызывает нагрев, что ведет к ускоренному разрушению шины (трещины, расслоение, разрыв).
В свою очередь, сильно перекачивать шины также вредно по ряду причин. Такие шины:
легче повредить как выступами, так и впадинами на дороге;
увеличивают тормозной путь из-за уменьшения площади пятна контакта с дорогой;
делают автомобиль жестким и малокомфортным при движении.
При этом и недостаточное, и избыточное давление приводит к неравномерному износу протектора, что снижает срок службы шины.
Какое давление в шинах правильное?
Указанное производителем на стойке водительской двери или на внутренней стороне лючка бензобака оптимальное давление в колесах актуально для холодных шин. Понятие «холодные» говорит о том, что проверять давление рекомендуется на постоявшем несколько часов автомобиле.
Как появились системы контроля давления в шинах?
Подобные системы появилась на военной технике вместе с возможностью подкачки шин. В кабине стоял стрелочный манометр, по которому контролировалось давление в системе, и тут же был расположен кран, позволяющий снизить давление в шинах для повышения проходимости, подкачать их на твердых покрытиях, а также обеспечить непрерывную подачу воздуха в систему при повреждении шины пулями или осколками.
Армейские грузовики первыми в истории обрели систему контроля за давлением в шинах.
Штатные системы
Избежать неприятностей, которые могут возникнуть даже от кратковременного движения на спущенном колесе, помогают системы контроля давления в шинах. В инструкциях по эксплуатации, прилагаемых к автомобилям, такое устройство называют TPMS (Tires Pressure Monitoring System). У истоков применения таких систем стояли американские фирмы. Автопроизводители начали применять TPMS на серийных автомобилях еще в конце 90-х годов прошлого века. А с 2008 года контроль давления в шинах стал обязательным для всех продаваемых на внутреннем рынке США легковушек и пикапов. Такие системы контроля за давлением (часто и температурой) получают все более широкое распространение и в нашей стране. Иногда в качестве опции.
Самой простой по конструкции является система косвенного измерения давления, вообще не требующая никаких дополнительных блоков.
Она представляет собой дополнительную программу, зашитую в блок управления ABS. Работа системы основана на том, что у спущенного колеса становится меньше радиус качения и, соответственно, такое колесо проходит за один оборот меньшее расстояние, чем исправное колесо. Датчики частоты вращения колес ABS определяют расстояние, проходимое каждой шиной за один оборот. Сигналы датчиков сравниваются в блоке ABS с контрольными параметрами. При расхождении значений загорается индикатор или появляется текстовое сообщение на панели приборов и звучит предупреждающий сигнал. В такой системе всегда предусмотрена калибровка. Вручную осуществляется адаптация к давлению воздуха в шинах в случае их замены или проведения каких-либо ремонтных работ с ходовой частью.
Нештатные устройства
Существуют и нештатные системы контроля давления в шинах. Вначале рассмотрим таковые с датчиками, непосредственно измеряющими давление внутри шины и передающие по радиоканалу сигналы на приемное устройство, обычно совмещенное с индикаторным дисплеем.
Такие датчики обязательно снабжаются источниками энергии в виде малогабаритных батарей, но могут значительно различаться по исполнению. Когда-то датчики устанавливали прямо в центральной канавке колесного диска с помощью ленты, проходящей по канавке. Подобная конструкция уже устарела, и сегодня гораздо чаще используются датчики, закрепленные на внутренней стороне колесного вентиля.
Для монтажа такого датчика на автомобиль нужно разбортировать колесо, извлечь штатный вентиль и на его место установить датчик. Затем – монтаж покрышки, балансировка и установка дисплея.
В состав системы контроля давления в шинах, предназначенной для легковых автомобилей, включены четыре датчика и приемник с дисплеем. Все датчики имеют собственные батарейки, обеспечивающие непрерывную работу в течение трех–пяти лет (информация сбрасывается на приемник короткими импульсами раз в минуту, а то и реже).
Общение с приемником осуществляется по радиоканалу, «прописка» датчика на определенном колесе — автоматически либо вручную.
Весьма важен вес самих датчиков. От этого зависит, не придется ли приклеивать с противоположной стороны «гантелю», чтобы отбалансировать колесо. Также надо учесть, что при движении покрышка нагревается, что приводит к росту давления, поэтому многие датчики определяют и температуру воздуха в шине. При расчете показываемых на экране величин приемник учитывает поправку на температуру. Еще система способна отличить очень медленное, естественное снижение давления от быстрой утечки воздуха в результате прокола.
В продаже есть и другие датчики давления воздуха в шинах, которые наворачиваются на резьбу вентилей снаружи колеса. Такая конструкция обеспечивает весьма быстрый монтаж своими силами. А принимать сигнал и показывать давление на рабочем месте водителя может специальное устройство, но порой используется и смартфон владельца, принимающий сигнал от датчиков по протоколу Bluetooth.
Главный недостаток — такие датчики не защищены от хищения, а потому менее предпочтительны.
| Набор датчиков и принимающее устройство, выдающее показания на смартфон. Набор датчиков и принимающее устройство, выдающее показания на смартфон. | А так выглядит смонтированный датчик. А так выглядит смонтированный датчик. |
Значительные размеры таких датчиков обусловлены необходимостью установки в них элемента питания.
Однако есть и более компактные варианты:
Простейшие датчики давления – механические. Но с ними предстоит каждый раз осматривать все четыре колеса.Я бы рекомендовал систему с внутренними датчиками и принимающим устройством, которое вставляется в гнездо прикуривателя.
Такой монитор можно убирать в бардачок во время длительной стоянки. Такой монитор можно убирать в бардачок во время длительной стоянки. | Модификация такого же устройства, но с наружными, а потому легкопохищаемыми датчиками Модификация такого же устройства, но с наружными, а потому легкопохищаемыми датчиками |
Предлагаю в комментариях поделиться, какие системы контроля давления в шинах используете вы (ну, помимо ручного манометра).
Датчик давления в шинах
Основным элементом системы прямого контроля давления является датчик давления в шинах. По конструкции различают внешние и внутренние датчики давления. Внешний датчик устанавливается снаружи на вентиль колеса. Внутренний датчик располагается на месте штатного вентиля колеса, при этом его сенсорная часть находится внутри шины.
Датчик давления в шинах устанавливается на каждое колесо и имеет независимый источник питания. Некоторые системы предлагают дополнительный датчик давления в запасном колесе. Наибольшее применение в системах контроля нашли внутренние датчики давления в шинах, поэтому данная статья посвящена этому типу датчика.
Датчик давления в шинах представляет собой сложное многофункциональное устройство, которое помимо контроля давления выполняет измерение температуры в шинах, напряжения аккумуляторной батареи, ускорение колеса.
Типовая конструкция датчика включает сенсорный модуль, электронные компоненты обработки и формирования сигнала, трансмиттер (транспондер), антенну и аккумуляторную батарею. Все элементы датчика помещены в корпус из высокопрочного пластика. Датчик давления в шинах рассчитан на работу при температуре от -40 до +125°С.
Основную измерительную функцию выполняет емкостной или пьезорезистивный датчик давления. В дополнение к нему используются датчик температуры, датчик ускорения (акселерометр) и датчик напряжения питания.
Датчик температуры обеспечивает температурную компенсацию измерения давления, а также контролирует перегрев шины. Датчик ускорения используется для обнаружения движения колеса, при котором датчик переводится в активный режим. Датчик напряжения питания следит за состоянием аккумуляторной батареи.
Сенсорный модуль соединен с интегральной микросхемой (ASIC), которая обеспечивает обработку сигналов датчиков и формирование выходного цифрового сигнала для трансмиттера. Общими элементами для всех конструкций датчика являются микроконтроллер, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), оперативная память (RAM), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Помимо этого в состав ASIC могут входить трансмиттер, ресивер канала опроса датчика, элементы управления питанием и др.
Трансмиттер в составе датчика давления в шинах используется для формирования радиочастотного сигнала и передачи его в ресивер. Сигнал транслируется на следующих рабочих частотах: 434 МГц для датчиков в Европе и Азии, 315 МГц для датчиков в Америке. Помимо данных о давлении в шине сигнал включает идентификационный номер датчика. В большинстве систем TPMS радиочастотный сигнал транслируется пакетами каждые 60с, при изменении давления в шине частота сигналов увеличивается (каждые 15с).
Необходимо отметить, что сигналы датчиков давления не оказывают влияния на работу других электронных устройств в автомобиле (мобильного телефона, радиоприемника, радар-детектора и др.), так как работают на разных с ними частотах.
Непосредственную передачу радиочастотного сигнала осуществляет антенна. В качестве антенны может использоваться металлический корпус вентиля колеса, соединенный с датчиком. Работу датчика обеспечивает литиевая аккумуляторная батарея, рассчитанная на 7-10 лет. Батарея незаменяемая, поэтому после разрядки батареи меняется датчик.
Для сокращения энергопотребления, повышения срока службу батареи в конструкции датчика давления в шинах реализуются различные технические решения:
- активация датчика только при движении автомобиля;
- импульсная передача пакетов сигналов;
- использование маломощных элементов и режимов минимального потребления энергии;
- повышение степени интеграции, объединение измерительных и системных функций;
- опрос датчика по специальному сигналу 125 кГц с определенным рабочим циклом;
- адаптивное управление питанием.
Ближайшей перспективой является внедрение на автомобилях т.н. безбатарейных датчиков давления в шинах, питание которых будет производиться через антенну.
Как работают датчики давления в шинах?
Мы можем получать доход от продуктов, доступных на этой странице, и участвовать в партнерских программах. Узнать больше ›
Системы контроля давления в шинах (TPMS) — относительно новое дополнение к набору датчиков вашего автомобиля. По крайней мере, если вы достаточно взрослые, чтобы помнить, как на президентских выборах хвастались контролем за давлением в шинах.
Фактически, система TPMS предусмотрена Законом о TREAD с 2007 года (они были и раньше, но не обязательны), поэтому они есть на всех автомобилях 2008+ модельного года. Причина в том, что низкое давление в шинах снижает экономию топлива и делает шины подверженными повреждениям и поломкам. Последние два представляют собой серьезную угрозу безопасности.
Существует два типа TPMS.
Один из них основан на датчиках и позволяет некоторым водителям иметь чуть более быстрый доступ к данным. Другой более пассивный, но все же хороший дополнительный элемент безопасности. Вот как они работают.
Две системы датчиков давления в шинах
Это две системы прямого и косвенного контроля давления в шинах. Direct включает в себя датчик, который передает фактические значения давления в шинах на компьютер автомобиля через модуль. Когда они на 25% или более ниже рекомендованного производителем холодного давления, загорается сигнальная лампа TPMS на приборной панели.
В некоторых новых автомобилях, в основном ориентированных на производительность, водители часто могут перейти к экрану, который показывает им текущее давление в шинах. Это удобно не только для быстрого ознакомления, но и для того, чтобы шины сохраняли оптимальную производительность для трек-дней и автокросса.
Косвенная система TPMS менее задействована. Этот тип системы основан на датчиках скорости вращения колес автомобиля ABS, которые уже установлены. Если колесо недостаточно накачано, оно будет катиться с другой скоростью, чем другие. Это сообщает компьютеру автомобиля, что что-то не так, а затем включает сигнальную лампу TPMS.
В случае любой системы следующим шагом будет остановка в безопасном месте и осмотр шин, а также проверка давления в них. Они могут быть низкими по множеству причин, но никогда не будет плохой идеей надуть их с помощью портативного инфлятора, а затем посмотреть, сдуется ли один или несколько снова.
Peter NelsonПреимущества и недостатки датчиков давления в шинах
TPMS — это полезная система, которая не только повышает безопасность дорожного движения, но и экономит деньги на заправке. Что, конечно, означает меньше общих выбросов углерода.
Однако у них есть свои минусы.
Прямые датчики TPMS посылают сигнал, поэтому для работы им требуется электричество. Батареи обычно служат от пяти до десяти лет, и их замена означает замену либо самих батарей, либо всего датчика. Стоимость деталей часто немного высока, плюс работа по демонтажу и повторной установке шины, которая колеблется от 15 до 25 долларов в любом местном магазине шин, плюс любые дополнительные работы по установке новых датчиков с соответствующими прокладками и тому подобное.
Тем не менее, преимущество непрямых систем TPMS заключается в том, что в колесах нет датчиков, поскольку переменная поступает только от датчика скорости ABS.
Недостатком TPMS является то, что некоторые системы более капризны, чем другие. Небольшого падения температуры, например, резкого похолодания, может быть достаточно, чтобы давление в шинах упало и загорелась сигнальная лампа.
Еще одним недостатком датчиков TPMS является то, что если вы решите не устанавливать их на второй комплект колес, у вас всегда будет гореть сигнальная лампа TPMS.
Если вы не сделаете какое-то пользовательское кодирование ECU, чтобы избавиться от него, что возможно на автомобилях некоторых марок.
Наконец, предварительно запрограммированные для вашего автомобиля датчики, такие как OEM-датчики BMW в колесах BMW, обычно работают нормально и не требуют программирования. Однако для правильной работы с вашим автомобилем для опций, отличных от OEM, может потребоваться программирование.
Питер НельсонНазад к основам: как продлить срок службы датчиков давления в шинах
Можно сделать две быстрые и простые вещи, чтобы продлить срок службы датчиков TPMS вашего автомобиля, а также предотвратить их срабатывание сигнальной лампы: шины должным образом накачаны и регулярно проверяйте их, и всегда держите крышки клапанов надетыми. Первое легко сделать с дешевым манометром и взглянув на наклейку на косяке двери со стороны водителя, а второе удерживает шмутц от клапана, который медленно портит его, требуя замены клапана и его датчика.
Еще из
The DriveСистема контроля давления в шинах (TPMS) Что это такое и зачем это нужно?
Если вы спросите любого технического специалиста, как продлить срок службы ваших шин, они скажут вам заменить любые ослабленные компоненты подвески и рулевого управления, заменить изношенные амортизаторы и стойки, выполнить развал-схождение, переставить шины каждые Пробегите от 3000 до 5000 миль и проверяйте и регулируйте давление в шинах каждую неделю. Теперь это может сэкономить вам деньги, проехав несколько тысяч дополнительных миль от ваших шин, но правильное давление в шинах также имеет решающее значение для безопасности дорожного движения, поэтому была разработана система контроля давления в шинах (TPMS).
Что делает система контроля давления в шинах?
Сцепление шин, долговечность и безопасность в значительной степени зависят от поддержания надлежащего давления в шинах.
Когда шины недостаточно накачаны, они изнашиваются неравномерно и плохо держат дорогу, особенно в поворотах. Кроме того, страдает топливная экономичность. Чрезвычайно недостаточно накачанные шины могут представлять наибольшую угрозу безопасности, поскольку они могут внезапно лопнуть, что приведет к потере управления и, возможно, к аварии. На самом деле давление в шинах настолько важно, что TPMS было предписано Национальным управлением безопасности дорожного движения (NHTSA) для всех автомобилей, произведенных с 2007 года9.0005
Давление в шинах колеблется в зависимости от времени и температуры, и большинство водителей не имеют привычки регулярно проверять и регулировать давление в шинах — даже «герметичные» шины обычно теряют до 2 фунтов на квадратный дюйм в месяц. Как следует из аббревиатуры, система TPMS контролирует давление в шинах и делает это автоматически. В зависимости от автомобиля вы даже можете увидеть отдельные показания давления в шинах. Если давление в шинах падает на 25 % от заданного значения, в зависимости от автомобиля загорается сигнальная лампа, предупреждающая вас.
(Посмотрите наше видео «Что такое TPMS» для получения дополнительной информации).
Есть ли в вашем автомобиле система TPMS?
НАБДД помогло сделать системы контроля давления в шинах частью Федерального стандарта безопасности транспортных средств (FMVSS) на всех серийных автомобилях. Если ваш автомобиль был произведен после 1 сентября 2007 года, то он оснащен системой TPMS. Если ваш автомобиль был произведен до 1 сентября 2007 года, то он может быть оснащен системой TPMS. На самом деле, первая система TPMS в легковом автомобиле появилась в Porsche 959 1986 года.
Самый простой способ проверить свой автомобиль — включить зажигание и посмотреть, не загорится ли контрольная лампа TPMS. Вы также можете проверить руководство пользователя, чтобы узнать, описывает ли оно систему и как она работает. Если у вас нет руководства по эксплуатации, вы можете заказать его у своего автопроизводителя или найти его в Интернете — хорошим местом для начала будет JustGiveMeTheDamnManual.
com.
Как работает система TPMS?
Существует два типа TPMS, прямые и непрямые, которые иногда называют dTPMS и iTPMS. Direct TPMS использует датчики снаружи или внутри каждой шины для непосредственного измерения давления в шинах, как если бы вы использовали манометр. Каждый датчик посылает радиосигнал на приемник внутри автомобиля, который использует эти сигналы для контроля давления в шинах и отображения показаний или сигнальной лампы, в зависимости от оснащения автомобиля. Аккумуляторы датчиков TPMS не вечны и могут даже не заменяться, поэтому обслуживание оказывается более дорогим. Тем не менее, прямая TPMS более точна и надежна, чем непрямая TPMS.
Косвенная система TPMS использует датчики скорости вращения колес, те же самые, которые используются антиблокировочной системой тормозов и электронным контролем устойчивости, для косвенного определения недостаточного давления в шине. Поскольку эффективный диаметр шины меньше, когда шина недостаточно накачана, она вращается быстрее, чем другие шины.
Система обнаруживает эту небольшую разницу в скорости и интерпретирует ее как более низкое давление. Непрямая TPMS менее дорогая, но не такая точная и надежная. Однако неравномерный износ шин, привычка водителя или даже нестандартная шина могут исказить показания. Систему необходимо сбрасывать после каждого изменения давления в шинах или перестановки шин. Для установки новых значений частоты вращения требуется еще от двадцати до шестидесяти минут езды.
Если загорается контрольная лампа TPMS
При запуске автомобиля контрольная лампа TPMS должна загореться на пару секунд, а затем погаснуть. Если сигнальная лампа TPMS продолжает гореть или загорается во время движения, не паникуйте. Осторожно остановитесь и проверьте шины. Если у вас низкая или спущенная шина, накачайте ее или двигайтесь медленно, со скоростью менее 35 миль в час, туда, где ее можно накачать. Проверьте вашу шину на наличие утечек и отремонтируйте ее как можно скорее. Вы можете найти правильное значение давления в шинах в руководстве по эксплуатации или на наклейке «Шины и нагрузка» на косяке двери водителя.