Мониторинг давления в шинах как работает

Toyota Corolla Levin XZ в Кургане › Бортжурнал › Система контроля давления в шинах и как она работает.

Наткнулся я на бескрайних просторах интернета на очень полезную статейку, о том, как всё таки работает система контроля давления в шинах. И решил поделиться со всеми.

Данная система предназначена для оповещения водителя о пониженном давлении в шинах. Если во время движения определяется падение давления в одном из колес, на комбинации приборов зажигается соответствующий индикатор, указывающий на необходимость немедленной регулировки давления.

1. Принцип действия.

Система контроля давления в шинах (TPMS — Tyre Pressure Monitoring System), применяемая на Toyot’ах, относится к схемам «непрямого» действия и функционирует в составе ABS, которая способна воспринимать постоянную разницу в частоте вращения колес (спущенное колесо имеет меньший радиус качения и поэтому вращается чуть быстрее).

Но подобная TPMS не может просто сравнивать скорость одного отдельно взятого колеса с остальными, поскольку автомобиль движется по абсолютной прямой не слишком часто, в любых же поворотах внешние колеса всегда будут проходить больший путь, чем внутренние, а передние — больший, чем задние. Поэтому традиционная система контроля суммирует скорости каждых двух расположенных по диагонали колес, вычисляет разницу между этими суммами и делит ее на среднюю скорость всех четырех колес. Если полученное соотношение отличается от установленного, то система диагностирует изменение давления, но при этом не может идентифицировать конкретную шину.

Недостатками данной схемы являются:
— невозможность определить резкое падение давления;
— невозможность определить одновременно падение давления даже в двух колесах, расположенных на одной стороне или одной оси, не говоря уже о всех четырех колесах;
— зависимость работоспособности системы от степени пробуксовки колес, состояния резины и загрузки автомобиля;
— срабатывание при падении давления не меньше, чем на 25-30%;
— необходимость длительной калибровки (предварительной настройки).
В этой связи Toyota использовала параллельно и второй способ контроля давления при помощи ABS. Дело в том, что шина и колесный диск фактически представляют собой колебательный контур, характеристики которого напрямую зависят от упругости шины, а значит и давления в ней (имеются в виду круговые колебания шины в направлении вращения). Частоту этих колебаний оказалось возможным выделять из сигнала колесного датчика скорости, а по ее изменению судить о падении давления.

Тем не менее, TPMS отличается заметной инерционностью — чтобы обнаружить подспущенное колесо, требуется проехать немалое расстояние (порой до 20-30 км), значительный путь придется пройти и после нормализации давления, чтобы индикатор погас.

2. Индикатор.
Существует как минимум два варианта индикаторов на комбинации приборов — ISO K11 и K10. Более известен из них, разумеется, первый — «подкова со стрелками». Кстати сказать, в западном мире с этими индикаторами похожая проблема — «что это за лампочка?» — согласно опросам, большинство тамошних водителей не понимают их смысла.

Исправный индикатор должен загораться при включении зажигания и гаснуть через 3 секунды. Если система зафиксировала падение давления в шине, то для того, чтобы индикатор погас, после нормализации давления необходимо проехать некоторое расстояние со скоростью не менее 30 км/ч. Запитывается индикатор напрямую от вывода блока управления ABS.

Заложенные в систему принципы допускают возможность ее неправильного срабатывания (индикатор не горит при низком давлении в шинах или, наоборот, горит при нормальном) в следующих условиях:
— используются шины не рекомендованного типоразмера,
— на разные колеса установлена резина разного размера или моделей,
— колеса имеют различное сцепление с дорогой,
— используется запасное колесо-«докатка»,
— используются колеса с цепями противоскольжения,
— давление в шинах значительно превышает номинальное,
— давление в шине резко снизилось вследствие прокола,
— не произведена предварительная настройка системы,
— автомобиль движется по неровной или по обледенелой дороге,
— автомобиль движется со скоростью ниже 30 км/ч,
— при коротких поездках (продолжительностью до 5 минут).
Если индикатор продолжает гореть при нормальном давлении и в отсутствии указанных условий, это может указывать на неисправность самой TPMS.

3. Предварительная настройка.

Настройка должна производиться после выполнения любых работ, связанных с заменой колес и шин (дисков), в противном случае система не сможет нормально функционировать. Порядок настройки приведен ниже (предварительно давление во всех четырех колесах должно быть правильно отрегулировано).
Тип 1 — модели без установочной кнопки и с разъемом DLC1 (ранний вариант)
1) Включите зажигание.
2) Перемкните выводы «TS» и «E1» диагностического разъема DLC1 под капотом.
3) Через 30 секунд нажмите педаль тормоза и удерживайте ее, пока индикатор системы не мигнет 3 раза с интервалом в 2 секунды.
Тип 2 — модели c установочной кнопкой и с разъемом DLC1 (переходный вариант)
Примечание. Установочные кнопки имеют несколько вариантов дизайна — с пиктограммой, с надписью или вообще безо всего, но отличаются характерной формой и расположением — в нижней части панели приборов со стороны водителя.
1) Включите зажигание (автомобиль должен быть неподвижен).
2) Перемкните выводы «TS» и «E1» диагностического разъема DLC1 под капотом.
3) Нажмите установочную кнопку и удерживайте ее, пока индикатор системы не мигнет 3 раза.
4) После этого, чтобы система сохранила правильные установки, необходимо проехать некоторое расстояние.

Тип 3 — модели c установочной кнопкой и без разъема DLC1 (поздний вариант)
1) Включите зажигание (автомобиль должен быть неподвижен).
2) Нажмите установочную кнопку и удерживайте ее, пока индикатор системы не мигнет 3 раза.
3) После этого, чтобы система сохранила правильные установки, необходимо проехать некоторое расстояние.

Система контроля давления, хотя и действует в составе ABS, но предусматривает и свою собственную небольшую самодиагностику. Коды на тех моделях, где еще применялся разъем DLC1, считываются стандартным для Toyot’ы способом по количеству вспышек индикатора при включенном зажигании и замкнутых выводах «TC» и «E1». Удаление кодов производится аналогично стиранию кодов системы ABS.

21 — Датчик температуры воздуха на впуске (разрыв / короткое замыкание)
31 — Датчик частоты вращения (неисправность)
42 — Выключатель стоп-сигналов (неисправность)
49 — Выключатель стоп-сигналов (разрыв в цепи или короткое замыкание)

Казалось бы, причем здесь датчик температуры и стоп-сигналы? На самом деле, блок управления ABS использует данные о температуре окружающего воздуха для расчета его влияния на давление в шинах, а что касается стоп-сигналов — при нажатии тормоза система прекращает слежение за давлением.

Источник: www.drive2.ru

Какие датчики давления в шинах лучше? Экспертиза ЗР

В Европе системы контроля давления — обязательное оснащение, мы же пока в хвосте прогресса. Поэтому сравниваем три системы, которые можно приобрести отдельно и установить самостоятельно.

Давление должно быть в норме — как в сосудах водителя, так и в шинах его автомобиля. Но если в прежнюю эпоху владельцы проверяли колеса чуть ли не каждый выходной, то сегодня на это занятие почти все махнули рукой. Мол, пока колесо не легло на обод, давление в нем нормальное.

На ходу обнаружить разнобой в давлении порой бывает непросто: переднеприводный автомобиль, к примеру, может довольно спокойно двигаться при севшем заднем колесе, пока оно не размочалится в лохмотья. Хотя бы поэтому устройства TPMS (tyre pressure monitoring system — система контроля давления в шинах) никак нельзя причислить к безделушкам.

В Европе TPMS — обязательное оснащение, без этой системы машину не сертифицируешь. Даже поставляемые на европейский рынок Весты имеют систему контроля давления в шинах. А мы вновь в хвосте прогресса: на дорогих машинах TPMS есть, а на бюджетных отродясь не было. Однако любую из «обделенных» несложно оснастить соответствующим гаджетом — их в продаже довольно много.

Автомобили среднего ценового диапазона обычно оснащают системой контроля давления в шинах, считывающей количество оборотов колес с датчиков АБС. Такая конструкция проста и надежна, но температура колеса не отслеживается. Иное дело — проверенные нами системы: они замечают перегрев шины из-за начала разрушения ее силовой структуры, а также из-за подклинивающих тормозных колодок.

Условия работы всех колес могут немного различаться, но по крайней мере в паре передних или задних давление и температура не должны сколь-нибудь заметно разниться.

В ходе испытаний мы оценивали удобство установки и пользования трех систем китайского производства, а также точность их работы.

Мерим изнутри и снаружи

Принципиальных различий между тестируемыми устройствами немного. ТР‑310 требует установить датчики внутри колес, и без шиномонтажных работ здесь не обойтись. ТР‑300 и TPMS‑8886 гораздо демократичнее: их датчики навертываются снаружи на ниппели. А информацию они передают по-разному: ТР‑300 — на монитор (входит в комплект), TPMS‑8886 — на смартфон.

Наши комментарии к каждой из проверенных систем приведены в фотогалерее. Результаты проверки точности сведены в таблицу. Обращаем внимание на то, что половина датчиков отказались работать сразу: во всех случаях виноватыми оказались негодные источники питания. Батарейки мы заменили, и датчики заработали. Показания температуры у всех систем замечаний не вызвали.

Отдельный комментарий посвящаем зимней эксплуатации. Наши испытания в морозильной камере показали, что при —25 °C все датчики дружно занизили давление примерно на 0,1 бара. Это простительно. Главное, чтобы команда работала синхронно. А вот жидкокристаллическим мониторам в морозильнике не понравилось; им потребовалось какое-то время, чтобы отогреться и прийти в «сознание». Америку мы не открыли: смартфон, хранящийся обычно в теплом месте, имеет преимущество.

Восторга не вызвала ни одна система. Встраивать датчики в колёса — занятие для фанатов, а насадки на ниппели могут стать приманкой для воров. Впрочем, если использовать их исключительно для дальних пробегов и не оставлять на ночь во дворе — тогда, наверное, идея оправданна.

Примерная цена 6300 руб.

Масса датчика 12 г

Основное преимущество этой системы перед другими — отсутствие штатного монитора: и крепить ничего не нужно, и посторонний глаз ничего «лишнего» в салоне не обнаружит. Вместо монитора используют смартфон, который есть почти у каждого. А вот датчики давления заметны сразу: их навертывают на вентили.

Датчики связываются по протоколу Bluetooth с так называемым индикатором — это штекер-передатчик, подключенный в 12‑вольтовую розетку, который транслирует информацию о давлении в колесах на экран смартфона. Программа, скачанная из Сети и установленная на смартфон на базе Android или iOS, позволяет настроить визуальное и звуковое оповещение. В случае выхода за предварительно заданные пределы по температуре и давлению система известит водителя об этом факте. Возможно раздельное программирование для каждого колеса, хотя обычно отмечается только разница между передними и задними колесами.

К точности показаний претензий нет.

Примерная цена 6800 руб.

Масса датчика 8 г

В комплект входит монитор — такой же, как в наборе ТР‑310. Внимание несознательных элементов общества привлечет не только он, но и датчики, навёртываемые на вентили. Это недостаток: любители легкой наживы могут за пару минут получить всю систему в сборе.

К техническим параметрам вопросов нет: датчики показали верное давление во всех выбранных нами контрольных точках.

Примерная цена 7900 руб.

Масса датчика 40 г

Главный недостаток системы состоит в том, что для установки датчиков требуется разобрать и собрать все колёса. Если в дальнейшем один из датчиков испортится или у него сядет батарейка, придется вновь ехать на шиномонтаж. В остальном всё выглядит очень хорошо: снаружи на вентилях будут навинчены штатные колпачки, а потому воришек ничто не спровоцирует. Правда, в автомобиле нужно поискать местечко под небольшой монитор, а он может привлечь ненужное внимание. Да и выглядит инородным телом.

К точности показаний претензий нет: датчики работают исправно, в отличие от большинства переносных манометров. Предусмотрено программирование диапазона «правильных» значений давления и температуры в шинах.

Результаты проверки систем контроля давления

Показания при давлении*, бар

*Для всех изделий приводятся показания одного из датчиков каждого комплекта, поскольку во всех случаях прочие три датчика показывали те же значения. Для контроля давления использовали образцовый манометр.

Влияние давления в шинах на поведение автомобиля

Пониженное давление усиливает деформацию шины. Во время качения она нагревается сильнее положенного. Крайние дорожки протектора подвергаются усиленному износу, а иногда нарушается и целостность каркаса. Возрастает расход топлива. Кроме того, при попадании в дорожную выбоину вероятность повреждения как диска, так и шины при пониженном давлении всегда выше, чем при номинальном.

Повышенное давление сопровождается перенапряжением нитей корда, а также повышенным износом средней части протектора. Во время езды по плохой дороге все удары, которые передаются на подвеску и кузов, становятся заметно ощутимее для седоков. А при попадании в яму увеличивается вероятность разрыва шины.

Опаснее всего — последствия неодинакового давления во всех шинах. Автомобиль при движении всё время норовит уйти в сторону колеса с самым низким давлением — провоцируется движение боком.

Правда, у многих автомобилей давление в шинах на передней и задней осях разное, но мы в данном случае говорим о разном давлении в колесах одной оси.

Что касается влияния температуры, то следует помнить: давление воздуха в замкнутом объеме шины меняется приблизительно на 0,1 бара на каждые 10 градусов изменения температуры.

Источник: www.zr.ru

Принцип работы датчика давления в шинах: обзор, особенности и устройство

Современный автомобиль представляет собой целый комплекс взаимосвязанных между собой систем. Колеса – это та часть машины, от состояния которой зависит безопасность как водителя, так и пассажиров. Поэтому специалисты рекомендуют регулярно производить проверку давления в шинах. Для упрощения данной процедуры существует система TPMS. Что собой являет данная система контроля давления в шинах и как она работает? Обо всем этом и не только – далее в нашей статье.

Что это?

Данная система выполняет функцию предотвращения езды автомобиля с низким уровнем подкачки. Предлагается она в качестве опции. На некоторых автомобилях (в частности премиум-сегмента) она идет уже в «базе».

Конструкция

Работает такое оборудование за счет датчика, который устанавливается на диск, внутрь покрышки. Система включает в себя несколько компонентов:

блок управления;
ЖК-дисплей;
приемную антенну;
датчик давления в шинах.

Принцип работы («Тусон Хендай» не исключение) состоит в восприятии блоком сигналов, исходящих от каждого датчика. Последний элемент представляет собой сложное устройство, которое включает:

датчик температуры;
датчик давления воздуха;
электронные механизмы управления и измерения;
аккумулятор;
антенну, которая передает полученный сигнал дальше на блок управления.

Как работает датчик давления в шинах? Принцип действия и место установки

Зачастую он монтируется на место штатного вентиля. Информация о давлении в колесе передается на блок каждые 60 секунд. А что касается батареек, которые там расположены, то об этом производитель давно позаботился. Аккумулятор поддерживает работоспособность колесного датчика на протяжении 7-10 лет. Однако менять его не приходится – по истечении данного срока на место устанавливается новая деталь. Поэтому если приобретать датчики, то только не б/у – даже продавец не сможет сказать, сколько они отъездили до снятия и пролежали на полке.

Дорогие системы

В более дорогих системах контроль осуществлять гораздо проще. Если в авто установлено 4 индивидуальных антенны, на отдельную панель выведется сигнал, какая именно из покрышек в данный момент спускает. Принцип работы датчика давления в шинах основывается на получении и передаче информации через антенну на блок бортового компьютера. Также водителю доступна информация об уровне накачки в каждом из колес в режиме реального времени.

Разновидности

Первый тип – наиболее примитивные. Они являют собой специальные колпачки с цветовым индикатором. Устанавливаются вместо обычных на вентиль подкачки колеса. Принцип работы датчика давления в шинах очень простой. Если давление колеса ниже 2 атмосфер, цвет колпачка меняется на желтый. Если ниже 1 атмосферы – красный. Зеленым он будет гореть тогда, когда уровень давления составит 2 и более атмосфер, то есть будет нормальным. Если сделать краткий обзор датчика давления в шинах, его неисправности рассмотреть, можно отметить несколько факторов. Среди положительных – низкая стоимость и простота установки: не нужно монтировать антенны, приобретать дополнительно блок управления. Среди минусов отметим низкую информативность. Ведь определить, спущено колесо или нет, можно только вручную, поставив автомобиль на стоянку. Во время движения эта вещь просто бесполезна. Но все же посмотреть на цвета колпачков намного проще, чем крутить их и измерять давление тестером на каждом колесе.

Радиодатчики

Это более прогрессивный вид изделий. Они устанавливаются на диски при помощи хомутов или сразу вместо штатного вентиля. Кроме этих датчиков, необходимо приобрести набор электронных элементов. Это антенна, блок управления и дисплей. Данный вариант обходится значительно дороже первого. Но и о надежности не стоит забывать. Система будет работать всегда, и даже находясь в автомобиле на скорости 100 километров в час, вы с точностью до 0.01 Атм будете знать текущее давление в том или ином колесе. Но если забудете, система вас автоматически предупредит, что колесо начало спускать. Как известно, определить пробой на ходу (особенно если это заднее, не ведущее колесо) достаточно сложно, тем более на резине с низким профилем.

Источник: fb.ru

Контроль давления в шинах: что это и как он работает?

Как давно вы проверяли давление в шинах? Скорее всего, никогда или когда-то очень давно. Классический подход – выставлять пресловутые 2,2 атмосферы раз в полгода на шиномонтаже и в лучшем случае определять «на глаз», не спустило ли колесо. Конечно, влияние на управляемость и безопасность при небольшом отклонении от нормы уловить сложно, а вот износ полуспущенных шин идет значительно быстрее, чем накачанных. Значит, измерять давление все-таки нужно? Еще как! И это проще, чем вы думаете.

Первые системы контроля давления в шинах появились в ХХ веке у военных. Колеса всевозможных тягачей и БМП были подключены к общему пневматическому контуру автомобиля. Естественно, за давлением в нем следили механические манометры. В случае чего водитель мог, не отвлекаясь от боевой задачи, подкачать колесо дистанционно, на основании показаний приборов, открыв специальный вентиль.

Позже часть из этих технологий в области контроля давления перекочевала и на гражданские автомобили, но уже в электронном виде. Произошло это после изобретения системы ABS. Еще в конце 80-х годов дистанционный мониторинг давления в шинах применили на люксовых европейских автомобилях. В США первым автомобилем с TPMS (Tires Pressure Monitoring System) стал Chevrolet Corvette 1997 года, после чего технология пошла в массовое производство. Первые системы были довольно просты.

Спущенное колесо имеет меньший диаметр и в единицу времени проходит меньшее расстояние, чем накачанное. Штатные датчики антиблокировочной системы фиксировали это и в случае чего передавали информацию на блок управления ABS. Минус конструкции в том, что погрешность в данных составляет до 30%. К тому же эти цифры были не абсолютными, а лишь вычисленными на основе первоначальной калибровки каждого колеса. В случае использования шин других моделей или типоразмеров всю систему TPMS приходилось перепрограммировать, то есть задавать новые параметры для корректной работы «Блока/системы» TPMS.

Куда точнее конструкции, использующие абсолютные значения давления воздуха. Кстати, если бы не появление в XXI веке таких беспроводных цифровых протоколов передачи данных, как Bluetooth или Wi-Fi, – ведь цифровые данные по давлению надо как-то дистанционно передавать – то о TMPS в современном виде можно было и не мечтать.

Но это лишь одна часть решения вопроса. Вторая заключалась в разработке компактных датчиков давления и обеспечении их энергией. Изначально приборы встраивали в центральную выемку на внутренней поверхности диска и закрепляли скотчем. Позже появились системы, соединенные с вентилем или монтируемые вместо него, но их первоначальный вес достигал немалых 50 г.

По современным меркам много, поэтому началась борьба за уменьшение веса и габаритов датчиков, а также элементов их питания. На сегодняшний день масса устройств для каждого колеса не превышает 20 г, а в ближайшем будущем производители обещают дальнейшее ее снижение и расширение функционала.

Дело дошло до того, что, помимо штатных датчиков, установленных производителями автомобилей, на рынок вышли комплекты, которые можно установить на любой автомобиль. Стоимость их от 25 до 150 долларов. Как с внутренними датчиками, так и с внешними, которые накручиваются вместо защитного колпачка на ниппель. Любой из вариантов можно поставить в специализированных шинных сервисах или самостоятельно – при условии уверенности в своих знаниях.

Разница между штатным и нештатным устройством небольшая. В первом случае информация выводится на дисплей бортового компьютера автомобиля. Во втором ответное устройство подключается к прикуривателю или любому другому источнику питания.

Советуем прочитать наши статьи

Как правило, на выносной нештатный блок передаются не только данные по давлению, но и по температуре. Еще один вариант – передача данных на смартфон. Существуют комплекты, которые работают как с Android, так и с iOS. Чаще всего это – нештатные комплекты китайского производства, что, правда, далеко не всегда говорит об их низком качестве.

Основная проблема заключается лишь в том, что каждый из датчиков нужно «поженить» с приемным блоком и откалибровать в соответствии с используемым типоразмером шин и дисков. Дело в том, что у каждого производителя автомобилей стоит своя система контроля давления и протоколы зачастую разные. Также у датчика TPMS есть свой уникальный ID номер, который должен соотносится с «Блоком управления системой контроля давления в шинах». Поэтому их требуется адаптировать и программировать для правильной работы. Чаще всего это делается с помощью специального программатора, в который вшиты параметры используемых колес для самых популярных моделей автомобилей. Но их можно ввести и вручную.

Срок службы комплекта составляет 5-10 лет, батареи – несколько лет, в зависимости от условий эксплуатации. Датчики можно менять по отдельности, главное – чтобы они соотносились с приемным устройством. Однако чтобы система работала, за датчиками нужно следить и правильно их обслуживать. В частности, периодически заменять вентиль. Также возможны такие проблемы, как ускоренный разряд батареи, повреждения датчика при езде на полностью спущенном колесе, нарушение герметичности и многое другое. Устранять неисправности лучше в специализированных сервисах.

Казалось бы, зачем все это нужно? В ведущей американской компании по выпуску систем контроля давления Schrader привели цифры исследования Национальной администрации безопасности дорожного движения США (NHTSA) от 2012 года: до обязательного появления в автомобилях TPMS ежегодно недокачанные шины провоцировали порядка 250 тысяч ДТП. В них погибали порядка 660 человек и еще около 33 тысяч получали травмы. С появлением датчиков давления число аварий из-за нарушения давления в шинах уменьшилось до 8 500, а число погибших – до 120 в год.

Но в NHTSA приводят и другие данные. Из-за сниженного давления в шинах ежедневно перерасходуется порядка 16 тысяч тонн топлива. Все это бьет не только по экологии, но и по кошельку владельцев автомобилей. Причем куда больше, чем установка комплекта датчиков TPMS.

В российских условиях датчики давления – совершенно необходимая вещь. С учетом расстояний и больших единовременных пробегов водитель может заметить лишь критичную потерю давления в шинах. А это чаще всего приводит к их повреждению и невозможности дальнейшей эксплуатации. В нашей компании возможна установка датчиков давления практически на любой автомобиль. Лучше, чтобы он был укомплектован легкосплавным дисками, но у нас датчики устанавливают и на штампованные модели.

На данный момент мы работаем с датчиками ведущих мировых производителей: BH Sens (Huf), Pacific, Schrader и т. д., а также OEM-датчиками TPMS. Они несколько дороже «серых» аналогов, но экономия на «оригинале» может выйти потребителю «боком».

Дешевая батарея с низким ресурсом, сомнительного качества компоненты, отсутствие официальной поддержки и обновления ПО для новых автомобилей – это лишь незначительный перечень возможных проблем с дешевыми датчиками.

Источник: xraycars.ru

На полуспущенных: зачем нужен контроль давления в шинах и как он работает

Источник: www.kolesa.ru

Press ESC to close