Для чего нужны датчики давления в шинах
Чтобы упростить водителям задачу постоянного контроля давления, придумали удобный способ следить за этим вопросом, не выходя из машины 一 с помощью системы контроля давления в шинах, TPMS. Какие бывают системы TPMS, и как они работают, расскажем в материале.
Что значит TPMS
В странах США и Европы автомобили выпускают с установленной TPMS 一 производители обязаны это делать по закону. В российские автомобили тоже внедряют такую опцию.
Системы TPMS бывают разных видов. В целом, суть их работы 一 оповестить водителя о состоянии и изменении давления, а иногда температуры, в шинах. Разные системы по-разному информируют водителя об отклонениях от нормы.
Если водитель использует самую простую систему мониторинга 一 механическую, с наружными механическими датчиками-колпачками, 一 то он сам контролирует показатели приборов. То есть он должен обойти все четыре колеса и посмотреть, везде ли в показатели в норме. В другой системе, электронной, информация считывается с электронных, наружных или внутренних, датчиков и выводит ее на панель приборов или специальный монитор.
Как понять, какая система подойдет именно вам? Поможем разобраться далее, а также разберем плюсы и минусы каждого вида TPMS.
Косвенная и прямая TPMS: принципы работы
Как мы писали, есть разные TPMS. Они отличаются способом сбора и передачи данных о состоянии шин. Системы бывают прямого и непрямого, или косвенного, контроля.
Косвенная система контроля
Косвенная TPMS мониторит давление в колесах через ABS автомобиля. Бортовая электроника считывает информацию с датчиков вращения колеса. Если давление воздуха в шинах снижено, уменьшается их радиус, соответственно колесо крутится быстрее. ABS это определяет и сигнализирует водителю о проблеме на панели приборов. Выходит, что такая система давление не меряет, а фиксирует его снижение по косвенным признакам 一 увеличению числа оборотов колеса.
Преимущества indirect-системы: не нужно тратиться на дополнительные модули и датчики, т.к. ABS уже установлена в автомобиле, а непрямая система работает через нее. Если сделать грамотные настройки, задать нормальные для вашей машины показатели давления, система будет на них ориентироваться и указывать на отклонения.
Прямая система контроля
TPMS прямого контроля определяет уровень давления в шинах и его отклонения с помощью датчиков на колесах. По типу передачи автовладельцу информации о состоянии автомобиля и по способу крепления датчиков на колеса различают такие системы прямого контроля: механическую и электронную.
Давление в колесе может упасть в самый неподходящий момент. Если такое случится в пути, водителю придется остановиться, чтобы подкачать покрышку. Если под рукой не окажется насоса, автомобилист рискует опоздать к месту назначения. Еще одна сложность состоит в том, что проблема не всегда обнаруживается сразу. Водитель чувствует неладное только после того, как колесо почти полностью спустит. В результате резина может прийти в негодность. Чтобы избежать подобных неприятностей, некоторые автовладельцы устанавливают датчики давления в шинах. Помогают ли подобные аксессуары, и стоит ли их покупать?
Суть изобретения
Электронную систему контроля за давлением в покрышках (Tire Pressure Monitoring System или TRMS) начали разрабатывать в США в середине 90-х годов. Толчком к этому послужило исследование автоэкспертов, которые изучали влияние неисправных шин на безопасность езды. Стало понятно, что большинству водителей попросту лень то и дело измерять давление в колесах. Итогом такой легкомысленности стал постоянный рост числа аварий.
В настоящее время все автомобили американского производства комплектуются системой TRMS. Датчики являются обязательным элементом комплектации. В России эти устройства пока устанавливаются по желанию.
Помимо TRMS существует еще несколько видов устройств. Механические датчики устанавливают на место штатных колпачков. Их достаточно просто вкрутить, чтобы они начали работать. Никаких дополнительных настроек таким приспособлениям не требуется.
В каждом механическом датчике есть поршень, который сообщает водителю о состоянии покрышек. При нормальном давлении (не менее 2 бар) виден зеленый индикатор. Если значение показателя падает, поршень смещается, и автомобилист видит желтый цвет. При критическом падении давления (до 1,2 бар и ниже) появляется красный индикатор.
С внешними электронными датчиками дело обстоит сложнее. Они имеют блок управления, который потребуется присоединить к прикуривателю. После полной зарядки он способен несколько часов работать в автономном режиме. Сначала систему переводят в обучающий режим. После запуска программы каждый датчик должен отобразиться на дисплее. Рекомендуется соблюдать определенный порядок установки: начинают с левого переднего колеса и двигаются по часовой стрелке.
Для монтажа внутренних датчиков потребуется специальный станок, поэтому такая процедура возможна только на профессиональной СТО. После установки накачивают колеса и проверяют каждое устройство. В комплекте к системе обычно идет не только блок с дисплеем, но и пульт дистанционного управления. К датчикам прилагаются стикеры, которые приклеиваются на диски (для информирования работников шиномонтажа).
Стоит ли устанавливать датчики давления в шинах?
Несмотря на сложности в использовании датчики контроля давления в шинах – полезное изобретение. Если пятно контакта покрышки с дорогой оптимально, то и безопасность водителя будет находиться на высоком уровне.
Проколотая покрышка — это всегда очень неприятно. Но лучше узнать о спускаещем колесе заранее — в этом и помогут датчики давления в шинах.
Стало быть, с этим безобразием нужно бороться всеми силами. И чем раньше водитель заметит потерю давления, тем лучше. Конечно, самый простой способ — перед поездкой проверить давление, поочерёдно присоединив к каждому колесу насос или манометр. Но мы с вами народ ленивый и забывчивый. Да и удовольствие ковыряться на морозе или в дождь с приборами невелико. Тем более что есть уже целый ворох систем, умеющих проверять это самое давление.
Колпачки китайского производства сигнализируют о падении давления изменением цвета. Информативность хороша, точность под вопросом.
Ещё один недостаток — колпачки начинают информировать об изменении давления только тогда, когда оно падает ниже определённых значений, которые, кстати, для вашего автомобиля и ваших колёс могут быть вполне нормальными. Значит, подбирать их надо именно под вашу машину.
Радиодатчики многих электронных систем мониторинга устанавливаются на диск при помощи специальных хомутов.
А для того чтобы заметить неладное во время движения, неплохо бы иметь на борту электронную систему, которая автоматически оповещала бы об опасных падениях давления. И не просто оповещала, а делала бы это вовремя (чтобы было время сориентироваться) и без ложных срабатываний.
Есть, например, системы, которые передают данные о давлении и температуре в шинах на центральный блок при помощи радиосвязи. А есть и такие, которые могут передавать эти данные по на телефоны или коммуникаторы. А что, очень удобно.
Система мониторинга давления , разработанная компанией Pirelli. В самом простом варианте Optic она представляет собой четыре колпачка, которые устанавливаются на штатные вентили. А о падении давления они сигнализируют изменением цвета.
Система в исполнении Acoustic. В колпачки встроены датчики, которые регистрируют давление, и радиопередатчики, обеспечивающие связь с центральным блоком. Как только давление упало, на табло этого блока появляется соответствующая индикация и раздаётся предупреждающий звуковой сигнал. Элементов питания в колпачках хватает примерно на 5 тысяч часов работы, что соответствует пяти годам эксплуатации. Замена батареек в колпачках не предусмотрена, поэтому по истечении срока службы комплект нужно менять полностью.
Чем плох такой косвенный способ определения давления в шинах? Такие системы могут срабатывать, например, в затяжных поворотах, когда на протяжении относительно долгого времени система фиксирует большую разницу частот вращения колёс разных бортов (ведь внешние колёса крутятся с большей скоростью, нежели внутренние). И это ещё цветочки.
Один из самых навороченных вариантов — AcousticBlue умеет передавать данные о давлении через порт Bluetooth на мобильный телефон. Стоит такая штука от 160 евро.
Ещё не так давно система TPMS считалась атрибутом автомобиля очень высокого класса. Сейчас она встречается всё чаще и чаще, и, скорее всего, скоро наступит то время, когда эту систему заставят ставить на все новые автомобили наряду, например, с уже обязательной ABS. Во всяком случае в некоторых странах такое время уже наступило. Одним словом, пора уже разобраться, как эта штука работает, действительно ли её очень часто выводят из строя шиномонтажники и можно ли поставить её в автомобиль самостоятельно.
На вкус и цвет…
Все системы контроля давления в шинах можно разделить на два типа в зависимости от принципа их работы. Первый вариант – самый популярный. В таких системах используются датчики, которые стоят непосредственно в колёсах. Второй вариант встречается реже и, наверное, потихоньку уйдёт в прошлое. В нём нет отдельных датчиков, а работает он за счёт датчиков системы ABS. Разберёмся с обеими конструкциями чуть подробнее.
Во-первых, эти датчики работают как передатчики, и им жизненно необходимы батарейки. Срок службы этих батареек разный, в среднем их хватает на пять-семь лет. А менять их нельзя. Любое, даже самое незначительное повреждение датчика чревато утечкой воздуха, так что теоретически они неразборные. Поэтому как только в нём садится батарейка, его нужно менять на новый.
Во-вторых, процесс замены довольно трудоёмкий. Необходимо снимать колесо, разбирать его, менять датчик, всё собирать обратно и балансировать.
Датчики, которые установлены снаружи, таких недостатков лишены. Их ставят вместо колпачков на вентилях, так что замена такого датчика – секундное дело. Но на этом их преимущества перед внутренними датчиками заканчиваются. Во-первых, что легко поставить, то легко и снять, и этим пользуются воришки. Во-вторых, эти датчики работают в агрессивной среде и выходят из строя быстрее внутренних. В-третьих, они мало влияют на балансировку (они легче, чем внутренние), но из-за того, что стоят на месте ещё более лёгких колпачков, могут на высокой скорости изменять положение вентиля. А это грозит травлением воздуха. Ну и, наконец, последнее. Принцип работы датчика таков, что он давит на золотник и запирает воздух в шине самим собой, а не золотником. И если датчик испортится, он начнёт пропускать воздух через себя. А это уже гарантированно спущенное колесо.
Система контроля давления в шинах, работающая с помощью датчиков ABS, далеко не так совершенна. Точнее, она вообще не совершенна. Само собой, даже самый дорогой датчик ABS понятия не имеет, какое там в шине давление. Поэтому система способна только отслеживать с помощью ABS скорость вращения каждого колеса и делать далеко идущие выводы.
Если колесо сильно спустит, его диаметр станет чуть меньше, крутиться оно будет чуть быстрее. И тогда система контроля давления начнёт подозревать, что что-то пошло не так. Но не всегда. На низкопрофильных шинах она может вообще не заметить, что воздух из шины убежал, а с шинами RunFlat она вообще толком не работает. И это ещё не всё самое плохое.
У хорошей системы есть важная особенность: она может предупредить водителя о том, что колесо стало спускать на ходу. Если оно не дай бог стрельнет, водитель почувствует это и без всяких TPMS, а вот небольшой прокол он заметит не всегда. Мало того, на современных переднеприводных автомобилях можно вообще не заметить, как спустило заднее колесо, и дожевать на ходу шину диском. Вот в этих ситуациях и спасает TPMS.
А если сам?
Тяга к прекрасному у нас развита ненормально сильно, поэтому желание сделать свою машину чуть лучше есть почти у всех. Конечно, возникает вопрос и по поводу TPMS: нельзя ли вкорячить в свою машину нечто подобное? Можно. Но начнём с чего-то попроще.
Если хотите недорогого эксперимента, попробовать можно. Но всё же это даже близко не TPMS. А ведь при желании её всё-таки можно поставить. Почти что полноценную!
Почти полноценную – потому что экранчик всё равно придётся ставить отдельно. В комплектах, которые есть в продаже, всегда наличествует сам дисплей (в нём же – приёмник сигнала с датчиков) и набор датчиков. Датчики бывают разными: и внутренними – на вентилях, и внешними – на колпачках. В первом случае всё выглядит вообще по-взрослому – как штатная система TPMS, но с отдельным экраном. Судя по отзывам, некоторые такие системы работают прекрасно. Показания у них точные, надёжность вопросов не вызывает. Вот только цена кусается. Комплекты за три тысячи могут показать давление в шине, а могут – в жилом модуле МКС. Как повезёт. Более дорогие и от хорошего производителя работают намного точнее. Но и стоят они дороже – тысяч от пяти-шести и до пятнадцати.
Монтаж, как вы понимаете, несложный. Особенно с внешними датчиками-колпачками: накрутил их вместо штатных колпачков, прилепил в салоне экран и радуешься жизни. С внутренними надо повозиться: разбирать колёса и менять вентили.
С приёмниками-дисплеями есть тонкость: некоторые из них передают сигнал по радиоволнам и включаются просто в прикуриватель. Такие системы могут терять сигнал от любых помех.
Наиболее навороченные TPMS, предназначенные для самостоятельной установки, работают через блютуз и коннектятся со смартфоном. Схема рабочая и удобная, хотя и недешёвая.
Что сломалось?
Сама по себе система TPMS вполне надёжная и выходит из строя редко. Почти все причины отказа TPMS связаны с отсутствием сигнала от датчиков. В первую очередь виноваты севшие батарейки (как я говорил выше, обычно приходится менять не батарейки, а датчики целиком). Вторая причина молчания датчика – это его физическое повреждение. Есть мнение, что эти датчики очень легко уничтожить в шиномонтажной мастерской. Это одновременно и правда, и неправда. Посмотрите, как их может сломать криворукий шиномонтажник.
Ну а бояться TPMS не надо. Ломаться там толком нечему, а при желании можно поставить её и самому. Главное – не экономить и понимать, что за копейки нормальную альтернативу заводской системы получить на выйдет. Печально, но факт.
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.
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.
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.
Читайте также: