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. 

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.

Комментарий эксперта

Александр Голубев

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. 

Как работают датчики давления в шинах?

Автоликбез3 февраля 2017

Разновидности систем контроля шин

Существует несколько видов подобных систем, отличающихся по принципу действия и способу передачи сигнала водителю:

• колпачки, накручиваемые на головки вентилей;
• электронные датчики, встраиваемые внутрь скатов;
• датчики скорости вращения колес, действующие совместно с антиблокировочной системой автомобиля (ABS).

Хотя все перечисленные устройства функционируют по-разному, выполняют они одну задачу: зафиксировать понижение давления и сообщить об этом автомобилисту.

Причем системы контроля не только избавляют хозяина машины от ежедневных проверок с помощью манометра, но и предупреждают о спущенных скатах на ранней стадии, ведь малую просадку резины визуально определить невозможно. Функция полезна при небольших проколах, когда воздух выходит из шины постепенно.

Единственная ситуация, когда подобные устройства оказываются бесполезными, — серьезный прокол либо разрыв покрышки. Тогда воздух выходит очень быстро и водитель чувствует ухудшение управляемости до того, как прибор подаст сигнал. Чтобы выбрать для автомобиля такое следящее устройство, стоит разобраться, как работает датчик давления в шинах той или иной конструкции.

Датчики в виде колпачков

Есть 2 вида приборчиков, накручивающихся на воздушные вентили:

1. Дешевые колпачки — индикаторы, изменяющие цвет в зависимости от степени наполнения скатов.
2. Колпачки с радиопередатчиками, посылающие сигналы небольшому прибору с дисплеем, установленному в салоне машины.

Принцип работы разноцветных колпачков простой: пока давление воздуха в колесе соответствует установленному значению, внутри прозрачной колбы виден элемент зеленого цвета. Когда оно снижается на 10%, зеленая вставка сменяется желтой, а при уменьшении на 25% появляется красная. Главный плюс подобных устройств – простота и дешевизна, но есть и недостатки:

• невысокая точность измерений;
• чтобы проверить состояние шин, нужно остановиться и обойти автомобиль по кругу;
• колбы из дешевой пластмассы со временем теряют прозрачность;
• колпачки не защищены от кражи и повреждений на плохих дорогах.

Приборчик настроен на определенную величину давления, изменить ее нельзя. Поэтому при покупке необходимо подбирать комплект по параметрам, указанным в инструкции по эксплуатации авто.

Вторая разновидность колпачков представляет собой герметичные датчики, совмещенные с радиомодулями (так называемая система TPMS). Они тоже накручиваются на вентили и выполняют измерение с интервалом 2-4 сек., передавая результаты контроллеру. Последний оснащен ЖК-дисплеем, где и отображаются цифровые данные о состоянии шин. Каждый модуль и электронный блок работает от собственного источника питания, чьей емкости хватает минимум на 1 год.

Прибор устанавливается перед водителем в любом удобном месте и выдает довольно точные показания. Хотя подобный комплект обойдется дороже цветных колпачков, он лишен большинства их недостатков. Остается один, но существенный: радиомодули могут банально скрутить или поломать вандалы.

Системы со встроенными измерителями

Принцип работы подобных систем мониторинга давления похож на действие радиодатчиков в виде колпачков. Разница в том, что модули спрятаны внутри скатов и надежно прикреплены к колесным дискам специальными хомутами.

Отсюда появляется множество преимуществ:

• высокая точность замеров;
• надежность в работе;
• элементы защищены от внешних воздействий;
• устройства позволяют отслеживать состояние шин в режиме реального времени;
• блок управления способен передавать данные на ваш смартфон либо компьютер после установки соответствующего приложения.

Источники питания радиодатчиков – одноразовые, что является минусом. Но их ресурс достаточно велик – порядка 5 тыс. часов непрерывной работы. Это значит, что новый комплект придется покупать через несколько лет, точный срок службы зависит от условий эксплуатации. Недостаток один – более высокая стоимость оборудования и его установки на авто.

Штатные системы слежения

Автомобили иностранного производства, продающиеся в максимальной комплектации, нередко оснащаются системами слежения за давлением, устанавливаемыми прямо на заводе. Принцип действия следующий: датчики скорости, стоящие на всех колесах, фиксируют изменение количества их оборотов и передают импульсы контроллеру ABS. Тот выполняет расчет и в случае несоответствия заложенным в программу параметрам включает предупредительную лампочку на приборной панели.

Суть способа заключается в том, что спущенный скат немного уменьшается в диаметре и в процессе движения совершает большее число оборотов, чтобы пройти определенное расстояние. Но подобная картина наблюдается и во время прохождения поворотов, поскольку внешнее колесо вращается быстрее внутреннего. Поэтому для корректной работы системы блок управления использует сложную формулу расчета и сравнения, учитывающую обороты всех шин. Позитивные стороны такого мониторинга следующие:

• схема стоит на машине изначально;
• надежность и отсутствие источников питания, которые нужно менять;
• удобство для водителя.

Наряду с очевидными достоинствами есть и недостатки, с чем автомобилисту придется мириться на протяжении всего срока эксплуатации машины. Главный минус – инертность, то есть, электронике требуется некоторое время, чтобы обработать сигналы и определить, какая шина спускает. Отсюда возникают следующие неудобства:

1. При серьезном повреждении резины система не сразу подаст сигнал о потере воздуха.
2. После устранения утечки и накачивания ската надо проехать несколько километров со скоростью 30 км/ч (не меньше), чтобы сигнальная лампочка на панели погасла. Поэтому у неопытных автомобилистов часто возникает вопрос, как отключить этот индикатор.
3. Если из шины улетучилось 5-10% воздуха, то лампа не загорится. Сигнал тревоги появится после падения давления свыше 20%.

Впрочем, датчики и контроллеры постоянно совершенствуются и работа штатных устройств контроля давления улучшается. В последних разработках контроллеры ABS учитывают не только скорость вращения колес, но и температуру окружающей среды и воздуха внутри ската, чтобы правильно рассчитать изменение давления и вовремя подать сигнал.

принципы работы, виды, отличия |

О возможности измерения давления в шине не только методом «постучать ногой» люди задумались давно. Что не удивительно: всё же именно шина первой «берёт на себя» все тяжести и испытания дороги, включая ассортимент гвоздей еще «лошадной эпохи». Кстати, если интересно, первый патент на шину датируется весьма далёким 1846 годом.

А учитывая, что от этого резинового бублика зависит не только комфорт, но и безопасность, совсем не удивительно, что именно пункт «проверьте давление в шинах» стоит одним из первых в разделе ежедневного обслуживания транспортного средства.

Однако время идет, технологии шагнули далеко вперед — и современный водитель уже не пытается брать в руки манометр хотя бы раз в неделю. Как понятно из названия статьи, причина этой «лени» — маленький, но очень полезный прибор, который в режиме реального времени отслеживает давление в каждом из колёс. Тем более, что канули в Лету и те времена, когда датчики давления в шинах шли на военной (сначала) и представительской (в дальнейшем) технике, датчики ныне доступны и во вполне бюджетных автомобилях. Еще более удобно, что современная промышленность позволяет установить подобные датчики даже в те автомобили, которые ранее об этом могли только мечтать. О особенностях выбора, отличиях конструктивных и внешних — ниже.

1. Колпачки.

Самые простые, дешевые — и в частности по первому пункту и самые ненадёжные из «датчиков». Колпачки устанавливаются вместо штатных и сигнализируют о давлении в шине тремя доступными для них способами:

• зеленая зона — всё ОК, давление в норме
• желтая (оранжевая) — падение давления, но ехать еще можно
• красная зона (в отдельных случаях — фиолетовая) — критичные значения

Всё вроде хорошо, НО: эта «система» не подразумевает вмешательства в себя и не учитывает нормальное для данного автомобиля давление. Сказано, что при (к примеру) 2 атмосферах пора показывать желтую зону — значит будет желтая.  Еще один очевидный минус — это слабая информативность «здесь и сейчас»: чтобы увидеть цвет, придется как минимум остановиться и выйти из машины. Из плюсов — надёжность во всех остальных случаях (ибо ломаться нечему) и цена. И необходимость подбора оптимальных именно для конкретных условий.

2. Датчики с «онлайн» передачей данных.

Технологии, к счастью, пошли дальше и сейчас данные давления в шинах можно оценить не только по цвету, но и куда более точно: цифрами. Для этого могут использоваться как системы внешней установки, так и внутренней. Касательно конкретного колеса, конечно.

В первом из представленных случаев перед нами может быть дальнейшая эволюция предыдущих колпачков с передачей данных наблюдений по протоколу Bluetooth на соответствующий приёмник в салоне.  Питание — от стандартной плоской батарейки CR2032 на 3В. Среди недостатков стоит отметить влияние на датчики всех погодных и механических условий. Из преимуществ — легкость установки на любой автомобиль и цена. И, конечно, куда более точные, чем «цветовые» данные о давлении в колёсах.

Внутренние датчики в свою очередь заменяют собой стандартный золотник и устанавливаются в родное посадочное вентильное гнездо диска. Достоинства их очевидны: непосредственно датчики находятся в стабильной, сухой, чистой среде, где и измеряется давление, так что погрешности сведены к минимуму. Плюс возможность установки собственных рекомендованных значений, плюс показатели в режиме реального времени на приёмнике (если это не родная система, то приёмник — это небольшое устройство с дисплеем с питанием от прикуривателя). Среди минусов — необходимость разбортирования колёс для установки, цена.

И чтобы закрыть вопрос давления, вспомним о способах измерения давление в колёсах не прямым, а косвенным методом. Они в принципе не предусматривают установку датчиков куда-либо, поскольку используют в работе показания системы ABS. Которая в свою очередь постоянно анализирует вращение каждого колеса и относительную разницу в их «работе». Ведь, как известно, с уменьшением давления в колесе становится ниже профиль шины, а как итог — увеличивается разность частот вращения колёс одной оси. Вроде всё хорошо и прекрасно, но и здесь есть подводные камни, когда технология даёт сбой. К примеру, затяжной поворот (достаточно длительная разница во вращении колёс одной оси) или установленные на автомобиль покрышки Run-Flat (которые даже с «атмосферным давлением» внутри реально проседают лишь на 30-40%).

Так что же в итоге? Как видно, у любой схемы проверки давления есть свои преимущества и недостатки. Если Ваш автомобиль изначально не предусматривает установку датчиков, этом стоит озаботиться. Как минимум на всякий случай. Если же по каким-то причинам (самая распространённая — кривые руки при замене комплекта резины зима-лето) датчики вышли из строя — то менять лучше на оригинальные. К примеру, здесь на сайте.