Датчик давления в шинах: принцип работы, установка

Большинство современных автомобилей оборудованы различными вспомогательными системами, облегчающими жизнь автовладельцу. Одна из таких – система контроля давления в шинах. Ее функцию объяснять не нужно. Когда давление в покрышках становится ниже нормы, система сообщает об этом водителю. От того, насколько хорошо накачаны шины, зависит в первую очередь безопасность, управляемость автомобиля, а также расход топлива. Рассмотрим принцип работы датчиков давления в шинах.

Назначение

Впервые патент на производство автомобильных покрышек выдали в 1846 году. И с тех самых пор покрышки прокалываются. Любому, даже далекому от автомобилей человеку понятно, что ничего хорошего от спустившей покрышки ждать нельзя. Но и пониженное давление может быть очень опасно. Ведь не зря в инструкции к любому автомобилю рекомендуется регулярно проверять давление в шинах и данный пункт является одним из первых.

Когда давление в покрышке падает, в значительной мере растет сопротивление качению. Это приведет к повышенному расходу топлива, к чрезмерному износу самой покрышки, а машину может начать уводит в сторону. Часто небольшие отводы сводят на кривое дорожное полотно или колею. Водитель может ехать так достаточно долго. А самое опасное, что при необходимости совершить резкий и экстренный маневр или торможение покрышка, давление в которой ниже нормы, может сойти с колесного диска и даже провернуться. Часто это приводит к серьезным последствиям.С данной проблемой нужно обязательно бороться. Чем раньше автовладелец заметит, что давление в шине ниже, тем лучше. Самый простой способ проверить давление – манометр. Но зачастую люди забывают или просто ленятся ходить с насосом или манометром около машины. И удовольствия от работы с такими приборами в непогоду очень мало. Именно поэтому автопроизводители и внедряют системы, которые оценивают давление в шинах самостоятельно и сигнализируют обо всех отклонениях от нормы непосредственно водителю.

Система контроля давления в шинах

Данная система, или TPMS, необходима, чтобы предупредить водителя об опасных изменениях давления. Данные системы являются штатными только для дорогих моделей авто. Для всех других их можно установить в качестве опции. Установка датчиков давления в шинах, а также сопутствующих систем осуществляется с 2000 года. В некоторых европейских странах и в США эти комплексы являются обязательными.

Можно выделить два типа этих систем. Первые используют косвенный метод измерения давления, вторые - прямое. Что более популярно? Наиболее простыми и распространенными считаются те комплексы, которые используют косвенное измерение.

Системы контроля давления в шинах косвенного типа

Это не цельная отдельная аппаратная система. Это программное дополнение блока ABS автомобиля. Здесь нет датчиков давления в шинах, принцип работы заключается в измерении частоты вращения колес. Дело в том, что радиус спущенного колеса ниже. А значит, за один оборот оно пройдет меньшее расстояние.

Специальные датчики, измеряющие частоту вращения колес (они входят в ABS), измеряют тот путь, который проходит каждое колесо за один оборот. Информация, полученная с датчиков, анализируется в блоке ABS с номинальными параметрами. Если значения расходятся, то на приборной панели загорится соответствующая лампа.

Большинство подобных решений имеет режим адаптации к смене параметров давления при их замене или для сервисных работ по ходовой части. Это калибровка. При движении с новыми параметрами система пересчитывает и запоминает новые параметры колес.

Среди преимуществ этого принципа работы датчиков давления в шинах – отсутствие дополнительных элементов для измерения, а также низкая цена. Но данное решение имеет определенные ограничения в процессе эксплуатации - не определяется давление перед началом движения, низкая точность, а также большой порог отклонений давлений, которое система может определить.

Системы прямого типа

Здесь давление измеряется в каждом колесе. Для этого используются отдельные датчики. Эти решения устроены сложней. Здесь применяются измерительные устройства на каждом колесе, приемная антенна, блок управления, а также дисплеи.

Датчик – это в большинстве своем сложное устройство, в котором объединены функции измерителя температуры, давления, антенны и аккумулятора. Данный элемент устанавливают на каждом колесе вместо стандартного вентиля. Датчик давления в шинах «Киа» именно такого типа. Информация передается на блок управления один раз в минуту. Аккумулятор не требует зарядки в течение 7 лет. Среди преимуществ таких комплексов – возможность измерений даже незначительных изменений давления. Система также оснащена режимом адаптации при замене шин.

TPMS и «Тойота»

Принцип работы датчиков давления в шинах «Тойоты» – это непрямой алгоритм (действует на основе системы ABS). Это решение способно понимать разницу в частоте вращения колеса. Как уже было замечено, если давление в какой-то покрышке упало, то радиус ее меньше.

Система не способна просто сравнить скорость отдельного колеса со скоростью вращения остальных, так как автомобиль движется по прямой не так часто. При прохождении поворотов внешняя пара колес всегда пройдет больше, чем внутренняя пара. Передние – пройдут большее расстояние, чем задние. Эта система складывает скорости и частоту вращения двух шин, расположенных по диагонали. Затем между ними вычисляется разница. И наконец, результат делится на среднюю скорость движения всех колес. Далее значение сравнивается с номинальными.

Как известно, данный принцип работы датчиков давления в шинах имеет определенные недостатки. И поэтому наряду с этим методом использовался еще один – также на базе ABS. И покрышка, и диск – это не что иное, как колебательный контур. Характеристики этого контура зависит от упругости шины и давления в ней. Измеряются круговые колебания покрышки. Частота этих колебаний может быть выделена из сигнала от колесного датчика скорости. По тому, как эта частота меняется, система определяет падение давления. Такая работа датчика давления в шинах не дает высокой точности. Поэтому в «Тойоте» решили от нее отказаться на большинстве новых моделей.

«Инфинити»

Это более современные автомобили. В них применено прямое измерение. Для этого используется несколько типов датчиков для каждого из колес. Выделяют внутренний и внешний элементы. Давление воздуха в покрышке измеряется именно при помощи внутреннего датчика.

Выглядит элемент, как обычный вентиль с колпачком. Производитель штатно устанавливает датчики давления шин на «Инфинити QX70». Принцип работы их заключается в твердотельном сенсоре. Последний и измеряет давление внутри шины.

«Хендай»

Корейский автопроизводитель также не отстает от передовых автобрендов. Многие автомобили штатно укомплектованы системой контроля давления в шинах. Здесь также имеются отдельные элементы для каждого из колес. Это очень удобно, так как измерения достаточно точные. Сенсоры способы измерить даже незначительные отклонения. Датчик давления в шинах «Хендай» установлен внутри покрышки и измеряет давление и температуру.

Самостоятельная установка

Если автомобиль не укомплектован системой контроля давления в шинах штатно, то можно установить комплекс самостоятельно. Работа может быть выполнена и в гаражных условиях. Иногда возникают трудности, но их можно решить при помощи шиномонтажного станка.

Имеется два типа датчиков – внутренний и внешний. Первый устанавливается внутрь покрышки и представляет собой воздуховод со встроенным измерительным элементом. Он полностью защищен от внешних воздействий. Цена его составляет от пяти тысяч рублей и выше. Внешний монтируется вместо традиционного золотника. Он запирает воздух в покрышке и контролирует давление.

Для монтажа простых механических наружных датчиков можно обойтись простыми действиями. Достаточно установить их вместо штатного колпачка. Для монтажа внутренних понадобится станок. Элемент закрепляется на соске. Работа не отличается от замены резины. Но важно добиться максимальной герметичности.

Настройка

Далее необходимо настроить устройство. Если в комплекте системы имеется специальный пульт, то особых проблем нет. Если же нужно передавать данные на головное устройство, то придется повозиться. Зачастую датчики соединяются с блоком управления по блютузу. Далее их нужно обучить. Большинство моделей оснащены приложением для смартфона – эти элементы настраивать значительно проще. После этого элемент полностью готов к эксплуатации. Служит он не менее пяти лет.