Система контроля давления в шинах

Впервые система контроля давления в шинах была установлена на военные автомобили. В условиях боевой обстановки своевременное обнаружение пробитой покрышки крайне необходимо для продолжения движения в штатном режиме. Советские специалисты пошли дальше – в ГАЗ-66 они установили систему подкачки шин, выдерживающую до 6 поражений автоматными пулями. В легковые автомобили Tire Pressure Monitor System, либо сокращенно TPMS, стали устанавливать в штатной комплектации с начала 80-х. Сначала эти системы устанавливались в авто премиум-класса. Сейчас TPMSустанавливаются на многие бюджетные автомобили. В продаже появились устройства, которые можно установить в качестве дополнительного оборудования. Они имеют интерфейс связи с Android-устройствами.

Ускоряет переход внедрения систем TPMSстандарт Евросоюза, обязывающий внедрять датчики давления на автомобили с 2012 года выпуска. В США такой стандарт начал действовать с 2008 года.

Принцип работы

В зависимости от алгоритма обработки информации системы TPMSклассифицируются на прямые и косвенные. Прямые системы контроля давления в шинах измеряют непосредственно давление в шинах. Датчики могут устанавливаться внутрь покрышки и внешне, вместо колпачков.

В качестве датчиков давления наиболее часто применяют тензодатчики. Они представляют тензосопротивление, величина проводимости которого изменяется пропорционально изменению конфигурации рабочей зоны. Рабочая зона выполнена из гибкой пластины либо мембраны, на которую напылен токопроводящий слой. При изгибании пластины (мембраны) сопротивление этого слоя увеличивается. Таким образом, если поместить тензосопротивление на границу сред внутренняя полость шины — окружающее пространство, величина сопротивления будет пропорциональна давлению в шине. Ряд датчиков давления выполнен на пьезоэлементах. Пьезоэффект – появление разности потенциалов при изменении геометрических деформаций пластины или мембраны. Многие знакомы с ним по пьезозажигалкам. Сигнальное напряжение таких датчиков больше, но стабильность работы недостаточная для суровых условий эксплуатации.

Внешние датчики не требуют демонтажа шин при установке. Дополнительное оборудование TPMSможет быть установлено за полчаса. Однако есть недостатки:

Внутренние датчики устанавливаются в колесо путем его разбортирования. В закрытом пространстве датчик находится в более комфортных условиях эксплуатации. При сезонной замене колес необходимо перепрограммирование (привязка) датчиков.

Косвенные системы контроля давления измеряют не прямые параметры, а те, которые изменяются после уменьшения давления в шине. Это может быть увеличение скорости вращения колеса вследствие уменьшения его диаметра при уменьшении давления. В этом случае функции контроля передаются блоку ABS, который сравнивает показания датчиков частоты вращения колес. То есть, в блоке ABSможно таким образом запрограммировать его работу, чтобы он показывал возможную ситуацию приспущенного колеса. Одно время автомобили Toyotaоснащались такой системой, но она часто работала со сбоями, и производители от нее отказались.

Косвенный контроль давления может осуществляться по показаниям температуры шины. Приспущенная покрышка больше нагревается. Такой эффект используется во многих системах, но только совместно с прямыми датчиками, так как он имеет низкую достоверность в условиях большой влажности и низких температур.

Сигнал от датчиков давления усиливается, кодируется и передается по радиоканалу на головной блок. Дальность действия такой системы передачи невелик, чтобы не было случайных помех. Частота передачи для разных систем различная. В Европе принят стандарт радиопередачи 413 МГц, в Америке — 315 МегаГерц. В системах TPMSв качестве дополнительного оборудования часто используют Bluetoothинтерфейс передачи данных.

Внешние датчики давления в шинах

В качестве примера системы TPMSс внешними датчиками можно привести FOBO Tire. Они выполнены в виде модулей, устанавливаемых вместо колпачков колес.

С головным устройством датчики связываются по Bluetoothканалу. Внутренние 3-х вольтовые элементы питания обеспечивают работу устройства без замены до 2-х лет. Процесс замены элементов питания несложен.

Центральный блок имеет небольшие размеры.

По каналу Bluetoothцентральный блок связывается со смартфоном, на которое устанавливается специальное программное обеспечение. Также возможно самостоятельное оповещение водителя о снижении давления в конкретном колесе с помощью звуковых и световых сигналов.

Современные системы TPMSимеют жидкокристаллические дисплеи для отображения цифровых значений давления в шинах.

Дополнительное оборудование TPMSс внешними датчиками легко монтируется и настраивается. Опыт эксплуатации датчиков показал, что их приходится менять в среднем через год эксплуатации в суровых условиях.

TPMS с внутренними датчиками

Большинство TPMSимеют возможность подключения внутренних и внешних датчиков, как SteelMate TP-77I.

Головной блок подключается для электропитания в разъем прикуривателя, что иногда неудобно. Диапазон контролируемого давления большой – от 1.6 до 4,2 Bar.

Датчики давления устанавливаются в штатное место вентиля диска.

Активация происходит автоматически, программирование – отдельно по давлению и температуре. Размеры показаны на рисунке.

Неисправность TPMS, процесс активации

Причины неработоспособности систем TPMS:

• поломка главного блока;
• сбои приемопередатчика;
• разряд элементов питания;
• механическое разрушение;
• повреждение в процессе бортирования колеса (надо предупреждать на шиномонтаже).

Устранение неисправности иногда требует замены головного устройства или отдельного датчика. В некоторых случаях сложно найти аналогичный блок, поэтому требуется отключение системы оповещения TPMS, чтобы не было мешающих «писков» бортовой системы авто. В некоторых автомобилях штатные центральные блоки установлены в полостях днища, проводку к ним можно повредить при движении по пересеченной местности с мелкой растительностью.

Для проведения адаптации датчиков давления после демонтажа-монтажа колес необходимо соблюдать последовательность операций для каждого колеса. Например, последовательность действий для CadillaceEscalade:

• активировать стояночный тормоз;
• зажигание ON;
• нажать кнопки открытия и закрытия дверей одновременно на время более 5 сек;
• двойной сигнал – знак активации привязки;
• выполнить активацию, последовательно открывая немного золотники до появления звукового сигнала в порядке левой — правой передней, правой – левой задней шины;
• двойной сигнал – окончание операции;
• зажигание OFF;
• подкачать колеса до необходимого давления.

Все действие необходимо успеть выполнить в течение пяти минут.

Можно ли отключить штатную TPMS

Теоретически и практически – можно. По крайней мере, сделать так, чтобы не выскакивало постоянно сообщение об ошибке. Для этого иногда требуется перепрограммировать бортовой компьютер. Если есть возможность восстановить систему контроля давления шин, лучше это сделать из соображений безопасности.