Датчик тиску в шинах: принцип роботи, установка

Більшість сучасних автомобілів обладнані різними допоміжними системами, які полегшують життя автовласникові. Одна з таких – система контролю тиску в шинах. Її функцію пояснювати не потрібно. Коли тиск в покришках стає нижче норми, система повідомляє про це водієві. Від того, наскільки добре накачані шини, залежить в першу чергу безпека, керованість автомобіля, а також витрата палива. Розглянемо принцип роботи датчиків тиску в шинах.

Призначення

Вперше патент на виробництво автомобільних покришок видали в 1846 році. І з тих самих пір покришки проколюються. Будь-якому, навіть далекому від автомобілів людині зрозуміло, що нічого хорошого від спустила покришки чекати не можна. Але і понижений тиск може бути дуже небезпечно. Адже не дарма в інструкції до будь-якого автомобіля рекомендується регулярно перевіряти тиск в шинах і даний пункт є одним з перших. Коли тиск у покришці падає, значною мірою зростає опір коченню. Це призведе до підвищеного витраті палива, до надмірного зносу самої покришки, а машину може почати відводить убік. Часто невеликі відводи зводять на криве дорожнє полотно або колію. Водій може їхати так досить довго. А найнебезпечніше, що при необхідності зробити різкий і екстрений маневр або гальмування покришка, тиск у якої нижче норми, може зійти з колісного диска і навіть провернутися. Часто це призводить до серйозних наслідків. З даною проблемою потрібно обов'язково боротися. Чим раніше автовласник помітить, що тиск в шині нижче, тим краще. Найпростіший спосіб перевірити тиск – манометр. Але часто люди забувають або просто лінуються ходити з насосом або манометром біля машини. І задоволення від роботи з такими приладами в негоду дуже мало. Саме тому автовиробники і впроваджують системи, які оцінюють тиск в шинах самостійно і сигналізують про всі відхилення від норми безпосередньо водієві.

Система контролю тиску в шинах

Дана система, або TPMS, необхідна, щоб попередити водія про небезпечні зміни тиску. Дані системи є штатними тільки для дорогих моделей авто. Для всіх інших їх можна встановити в якості опції. Установка датчиків тиску в шинах, а також супутніх систем здійснюється з 2000 року. У деяких європейських країнах і в США ці комплекси є обов'язковими.


Можна виділити два типи цих систем. Перші використовують непрямий метод вимірювання тиску, другі - пряме. Що більше популярно? Найбільш простими і поширеними вважаються ті комплекси, які використовують непрямий вимір.

Системи контролю тиску в шинах непрямого типу

Це не цілісна окрема апаратна система. Це програмне додаток блоку ABS автомобіля. Тут немає датчиків тиску в шинах, принцип роботи полягає у вимірюванні частоти обертання коліс. Справа в тому, що радіус спущеного колеса нижче. А значить, за один оборот воно пройде менше відстань. Спеціальні датчики, які вимірюють частоту обертання коліс (вони входять в ABS), вимірюють той шлях, який проходить кожне колесо за один оберт. Інформація, отримана з датчиків, аналізується в блоці ABS з номінальними параметрами. Якщо значення не збігаються, то на приладовій панелі загориться відповідна лампа. Більшість подібних рішень має режим адаптації до зміни параметрів тиску при їх заміні або для сервісних робіт з ходової частини. Це калібрування. При русі з новими параметрами система перераховує і запам'ятовує нові параметри коліс.

Серед переваг цього принципу роботи датчиків тиску в шинах – відсутність додаткових елементів для вимірювання, а також низька ціна. Але дане рішення має певні обмеження в процесі експлуатації - не визначається тиск перед початком руху, низька точність, а також великий поріг відхилень тисків, яке система може визначити.

Системи прямого типу

Тут тиск вимірюється в кожному колесі. Для цього використовуються окремі датчики. Ці рішення влаштовані складніше. Тут застосовуються вимірювальні пристрої на кожному колесі, приймальна антена, блок управління, а також дисплеї. Датчик – це в більшості своїй складний пристрій, в якому об'єднані функції вимірювача температури, тиску, антени і акумулятора. Даний елемент встановлюють на кожному колесі замість стандартного вентиля. Датчик тиску в шинах «Кіа» саме такого типу. Інформація передається на блок управління один раз на хвилину. Акумулятор не вимагає зарядки протягом 7 років. Серед переваг таких комплексів – можливість вимірювань навіть незначних змін тиску. Система також оснащена режимом адаптації при заміні шин.

TPMS і «Тойота»

Принцип роботи датчиків тиску в шинах «Тойоти» – це непрямий алгоритм діє на основі системи ABS). Це рішення здатне розуміти різницю у частоті обертання колеса. Як вже було відмічено, якщо тиск в якійсь покришці впало, то радіус її менше.
Система не здатна просто порівняти швидкість окремого колеса зі швидкістю обертання інших, так як автомобіль рухається по прямій не так часто. При проходженні поворотів зовнішня пара коліс завжди пройде більше, ніж внутрішня пара. Передні – пройдуть більшу відстань, ніж задні. Ця система складає швидкості і частоту обертання двох шин, розташованих по діагоналі. Потім між ними обчислюється різниця. І нарешті, результат ділиться на середню швидкість руху всіх коліс. Далі значення порівнюється з номінальними. Як відомо, даний принцип роботи датчиків тиску в шинах має певні недоліки. І тому поряд з цим методом використовувався ще один – також на базі ABS. І покришка, і диск – це не що інше, як коливальний контур. Характеристики цього контуру залежить від пружності шини і тиску в ній. Вимірюються кругові коливання покришки. Частота цих коливань може бути виділена з сигналу від колісного датчика швидкості. По тому, як ця частота змінюється, система визначає падіння тиску. Така робота датчика тиску в шинах не дає високої точності. Тому в «Тойоті» вирішили від неї відмовитися на більшості нових моделей.

«Інфініті»

Це більш сучасні автомобілі. У них застосовано пряме вимірювання. Для цього використовується декілька типів датчиків для кожного з коліс. Виділяють внутрішній і зовнішній елементи. Тиск повітря в покришці вимірюється саме за допомогою внутрішнього датчика. Виглядає елемент, як звичайний вентиль з ковпачком. Виробник штатно встановлює датчики тиску шин на «Інфініті QX70». Принцип роботи їх полягає в твердотільному сенсорі. Останній і вимірює тиск всередині шини.

«Хендай»

Корейський автовиробник також не відстає від передових автобрендів. Багато автомобілі штатно укомплектовані системою контролю тиску в шинах. Тут також є окремі елементи для кожного з коліс. Це дуже зручно, так як вимірювання досить точні. Сенсори способи виміряти навіть незначні відхилення. Датчик тиску в шинах «Хендай» встановлений усередині покришки і вимірює тиск та температуру.

Самостійна установка

Якщо автомобіль не укомплектований системою контролю тиску в шинах штатно, то можна встановити комплекс самостійно. Робота може бути виконана і в гаражних умовах. Іноді виникають труднощі, але їх можна вирішити при допомоги шиномонтажного стенду. Є два типи датчиків – внутрішній і зовнішній. Перший встановлюється всередину покришки і являє собою повітропровід з вбудованим вимірювальним елементом. Він повністю захищений від зовнішніх впливів. Ціна його становить від п'яти тисяч рублів і вище. Зовнішній монтується замість традиційного золотника. Він замикає повітря в шину і контролює тиск. Для монтажу простих механічних зовнішніх датчиків можна обійтися простими діями. Досить встановити їх замість штатного ковпачка. Для монтажу внутрішніх знадобиться верстат. Елемент закріплюється на соску. Робота не відрізняється від заміни гуми. Але важливо домогтися максимальної герметичності.

Налаштування

Далі необхідно налаштувати пристрій. Якщо в комплекті системи є спеціальний пульт, особливих проблем немає. Якщо ж потрібно передавати дані на головний пристрій, то доведеться повозитися. Найчастіше датчики з'єднуються з блоком управління по блютуз. Далі їх треба навчити. Більшість моделей оснащені додатком для смартфона – ці елементи налаштовувати значно простіше. Після цього елемент повністю готовий до експлуатації. Служить він не менше п'яти років.