TPMS — система контроля давления в шинах

Из нашей статьи вы узнаете, почему важно регулярно проверять давление в шинах, что такое датчик TPMS, входящий в систему контроля давления в шинах (TPMS – tyre pressure monitoring system).

Для чего нужны датчики давления в шинах?

Контролировать давление в шинах важно регулярно. Делать это нужно из трех соображений:

1. Безопасности.
2. Экономии.
3. Уровня комфорта при вождении.

При больших расстояниях, единовременных пробегах и игнорировании регулярной необходимости давления в шинах, увы, автомобилисты СТО часто замечают проблему только на этапе критичной потери давления, когда налицо – серьёзные повреждения, и об обслуживающем сервисе, восстановительных работах говорить поздно.

Совсем другое дело, если контроль за давлением в шинах осуществляется регулярно посредством датчиков давления в шинах. На многие современные транспортные средства ставятся не один, а несколько датчиков, они образуют систему TPMS (система контроля давления в шинах) (TPMS – tyre pressure monitoring system).

Системы контроля давления являются на данный момент уже обязательными в ряде стран. В частности, ещё с 1 ноября 2014 года все новые легковые автомобили, продаваемые на территории Европейского Союза, обладают системой TPMS. В России присутствие системы TPMS стало обязательным требованием при сертификации новых типов транспортных средств с 2016 года. С этого же года TPMS должно быть на всех транспортных средствах, которые ввозятся в Россию через Таможенный союз. Но транспортные средства, которые сертифицированные ранее или уже ввезенные ранее транспортные средства, могут быть без TPMS.

Что такое TPMS в машине на практике? Прежде всего, объединение датчиков контроля и приёмного модуля. А вот как работает система, на что она направлена, отличается от её типа. Об этом будет рассказано чуть ниже, а пока остановимся на вопросе, зачем вообще измерять давление, чем чреваты его неправильные параметры.

Опасность неправильного давления

Опасность неправильного давления — это следующие риски:

• изменение тормозного пути,
• увеличение расхода топлива,
• ухудшение управляемости (авто начинает «рыскать», а «гуляющая» покрышка способна вывести автомобиль из планируемого радиуса поворота),
• увеличение нагрузки на систему стабилизации, рулевую рейку и детали подвески.

На торможение, курсовую устойчивость особенно негативно влияет разница давления колес на одной оси.

Также важно помнить: давление воздуха — явление нестабильное, в известных пределах оно способно варьироваться при неодинаковых условиях эксплуатации транспортного средства. Что это значит на деле? Если есть проблемы с давлением в шинах (например, они неравномерно накачаны), то при движении по прямой транспортное средство способно будет ехать без неприятных сюрпризов, но, как только дорога станет петлять, начнутся проблемы. В этом случае «гуляющий» характер покрышки будет способен проявиться в полной мере. Контролировать радиус, угол поворота непросто будет даже на небольшой скорости, а на большой скорости при неравномерном давлении в шинах и обилии поворотов можно и вовсе потерять контроль за управлением. Именно такое сочетание факторов — нередкое условие, которое приводит к ДТП.

Существенно возрастает опасность эксплуатации транспортного средства с неправильным давлением в шинах в зимний период, когда приходят морозы. Это связано с законами физики. При охлаждении многие объекты склонны к уменьшению в объеме. У газов это свойство — одно из наиболее ярко выраженных. Чтобы быть уверенным за правильное давление в шинах в зимний период, в морозы давление нужно проверять не просто регулярно, а в “привязке” к изменениям температуры: в теории ценны измерения давления покрышки после того, как транспортное средство пробудет в морозных условиях не менее часа. Это давление (в теории) должно быть реальным, и именно его нужно сравнивать с рекомендациями производителя и на основании этих данных и (при необходимости) производить коррекцию. Но не все так просто: во время движения шины нагреваются, что искажает показатели, поэтому в большинстве рекомендаций во внимание — даже в холодное время года принято брать давление в шинах не на улице, а в условиях гаража, шиномонтажной мастерской. Но уже в момент подкачки нужно задуматься, какую разницу давлений имеет смысл компенсировать. И здесь компетентный шиномонтажник учтет и совместить четыре фактора: рекомендации производителя, показания приборов, температуру в помещении, температуру, характерную для этого времени года.

На практике за собой “подтягивает” проблемы, как с давлением ниже, так и выше нормы. Изменение угла наклона, ухудшение устойчивости, повышение расхода топлива, как правило, связано с снижением давления.

А вот давление выше нормы — это прямой путь к тому, что колебания будут передаваться в салон, может ухудшиться качество сцепления с дорожным полотном (особенно опасно на скользкой дороге), может увеличиться тормозной путь.

Неравномерно при неправильном давлении будет стираться и шина. Эта проблема актуальна при превышении и при занижении давления. В первом случае наиболее уязвимой окажется центральная часть, во втором — плечевые части.

Виды сенсоров (датчики)

Для измерения давления в шинах используются специальные датчики, сенсоры. В зоне наиболее простых решений — контроль давления в шинах, но всё чаще приходится иметь дело с многофункциональными датчиками. Кроме давления шин под их контролем находится изменение температуры (выше, когда рассматривалась езда авто в условиях морозов, уже было отмечено, почему это максимально важно), ускорения колеса.

Сенсоры можно разделить на несколько видов. При этом классификация осуществляется по разным критериям:

• По месту установки: наружные и внутренние.
• По принципу действия. механические и электронные.
• По назначению и типу контроля давления в шинах. В соответствие с этим делением устройства делятся на датчики прямого и косвенного контроля.

Наружные и внешние датчики

Наружные датчики крепятся, фиксируются на колесных ниппелях. Наиболее продвинутые внешние датчики комплектуются центральным блоком с жидкокристаллическим дисплеем. Они позволяют увидеть как аварийный сигнал, так и точные цифровые значения давления во всех колесах. Но чаще всего, когда говорят о внешних датчиках, имеются в виду конструктивно простые и доступные по стоимости колпачки с цветными индикаторами. Установка таких датчиков не требует сложных навыков. Провести её автомобилисты могут без обращения в автосервис. Пользоваться такими датчиками также просто (критичность ситуации определяется по цвету индикатора), но, увы, давление есть возможность проверить только во время стоянки транспортного средства. Ещё один негативный момент, связанный с датчиками-колпачками — их легко снять и украсть.

Далеко не самый надёжный вариант у внешних датчиков — и из-за их слабой износостойкости. Из-за расположения снаружи они вынуждены испытывать серьёзные аэробные, центробежные нагрузки. Последствие — поломка датчика при попадании камня.

Внутренние же датчики крепятся непосредственно к диску (внутри). Работы по установке таких сенсоров выполняются в условиях автомастерской. Автомобилисту, который не обладает знаниями и навыками автомеханика, шиномонтажника, самостоятельно с такой работой справиться не под силу. Главная сложность состоит в том, что перед установкой датчика нужно обязательно снять шины с дисков.

Механические и электронные датчики

Механические измерители конструктивно максимально простые. Фактически это манометры в виде колпачков. Они индицируют напор в колесах определенным цветом. Например:

• 1 бар – красный;
• более 1, но менее 2 бар – желтый;
• 2 бар – зеленый.

К сожалению, чтобы выполнить проверку давления, авто нужно останавливать.

Электронные датчики

Показания таких устройств наиболее точные. Установка сенсоров производится внутрь бескамерных покрышек или снаружи колеса на золотник. Приборы оснащены малогабаритными батарейками. Связь с центральным блоком управления осуществляется по радиочастотному каналу.

Модуль управления и индикации размещают в салоне транспортного средства. Сигнализация о несоответствии показаний производится светом или звуком. Контроль можно осуществлять и при помощи смартфона. Для этого необходимо установить специальное ПО. Основное преимущество электросенсоров — это постоянное предоставление информации водителю.

Но важно понимать: в процессе эксплуатации электронных сенсоров следует своевременно менять батарейки. Несвоевременная замена батареек чревата искажениями, а затем и полной потерей контроля за давлением в шинах.

При движении на больших скоростях возможны ложные срабатывания из-за нагрева покрышек. После таких случаев потребуется произвести обнуление показаний прибора.

Типы контроля давления в шинах

Наиболее простой с точки зрения конструкции является система косвенного (непрямого) измерения давления.

Фактически она представляет собой программное расширение блока управления системы ABS (основана на работе датчиков скорости вращения колес системы ABS).

В основе принципа — измерение скорости вращения колёс, а точнее, каждого колеса.

Да, измеряется именно скорость вращения колеса, а не давление! А уже на основании его электронный блок определяет давление.

• Упрощенный процесс установки. Осуществляется программирование блока ABS, но не требуется установка дополнительных контрольных устройств и оборудования). В том числе, нет необходимости в дополнительных отдельных сенсорах для зимнего или летнего комплекта шин).
• Нет необходимости в специальном сервисе.

Недостатки

1. Нет максимальной точности, система даёт сигналы при падении давления более чем на 30%, особенно погрешность заметна на крутых подъемах и спусках.
2. Как снижение давления система может воспринять иные процессы: буксование (чаще всего так воспринимается буксование на скользких покрытиях), езда транспортного средства при неравномерном размещении груза в багажнике, прицепе или кузове, сверхактивное маневрирование.

Проблему пытаются решать запрограммированной задержкой оповещения о спущенном колесе. Если скорость вращения приходит в норму, оповещение об изменении давления в шине системой отменяется. С точки зрения безопасности, особенно при езде по местности с неровным рельефом — решение весьма сомнительное.

Прямое измерение

Датчики о давлении непосредственно пересылаются на центральный контрольный модуль в автомобиле.

При падении давления ниже установленного срабатывает индикатор.

Комбинированные датчики монтируются, как правило, на вентили всех колес (внутри или снаружи) «онлайн» сведения обо всех четырех колесах одновременно, иногда еще и температуру, что, возможно, ­избыточно.

Недостатки прямого измерения:

• стоимость,
• шиномонтаж требует навыков. И не только потому что есть внешние датчики, и нужно снимать колёса, но и потому что ряд систем не рассчитан на перемену расположения колес (а это часто делают для равномерного износа шин). Точнее, единственной возможностью при такой манипуляции остаётся новое внесение данных в память ЭБУ,
• сенсоры системы зависимы от элементов электропитания.

Как активировать датчик TPMS?

Процедура активации датчиков TPMS побуждает их начать передавать данные о давлении в шине, а также других параметрах, которые измеряет конкретная система — температура, состояние батареи датчика.

Датчики могут быть активированы разными способами:

1. Посредством приборной панели.

2. С помощью быстрой накачки или спуска шины (20 кПа в течение 10 секунд).

3. Путем поднесения магнита к ниппелю датчика. Срабатывание происходит при поднесении магнита к чувствительной области датчика. В действии — сила Лоренца, зависящая от модулей скорости частицы и индукции магнитного поля.

Как привязать новые датчики?

Для некоторых транспортных средств существует специальная процедура привязки датчика к автомобилю с использованием специального прибора для активации датчиков давления в шинах. Иногда вместо прибора можно использовать процедуру привязки изменением давления в шинах.

Привязка нового датчика осуществляется через специальный режим или вручную.

При привязке системы в автомобилях Форд это, например, делается так.

• Выключается зажигание, нажимается и сразу отпускается педаль тормоза.
• Машина переводится из режима зажигания “Выключено” в режим зажигание “Включено” 3 раза,
• Оставляется положение зажигания “Включено”.
• Снова нажимается и отпускается педаль тормоза.
• Выключается зажигание.
• Авто переводится из режима зажигание “Выключено” в режим зажигание “Включено” 3 раза, оставить в положении зажигание “Включено”.

Компетенции, которые касаются TPMS

Как вы видите особенностей касающихся системы достаточно много. Опытный шиномонтажник должен понимать:

• как устроен датчик TPMS,
• как активировать датчик TPM,
• как прописать новый датчик TPMS,
• как убрать ошибку.

У SENSYS SENSYS Engineering — большой опыт работы в данном направлении.

• Специалисты центра проводили целый семинар «Система TPMS и оборудование для работы с ней», где рассматривались законодательные меры по внедрению TPMS, устройство и особенности TPMS, функционал оборудования AUTEL TS601 для работы с TPMS, особенности работы по монтажу датчиков давления колёс, процедуры активации, репликации, прописки датчиков давления колёс, методика расчёта эффективности работы оборудованием.
• Раздел TPMS “Оборудование диагностики системы, датчики и работа с ними, неисправности” входит в учебную программу обучающего курса «Автоэлектрик». Самостоятельное обучение v1.0. Кстати, именно скриншоты экрана этого обучающего продукта использованы в качестве иллюстраций к данному материалу.

https://pro-sensys.com/info/articles/obzornye-stati/tpms-sistema-kontrolya-davleniya-v-shinakh/