Меню

Tpms система контроля давления в шинах принцип работы

IceSam › Блог › TPMS: датчики давления в колесах – битва систем

Как-то на клубной встрече владельцев американских внедорожников разгорелся нешуточный спор о датчиках давления в шинах. Нет, не о полезности или бесполезности – с этим-то как раз все просто и споров уже не вызывает: данная опция давно перестала быть экзотикой, и специально обученные “белки”, работающие в отечественных шиномонтажных мастерских, выучили что неаккуратная разборка колеса с датчиком ведет к его, датчика, поломке и к финансовым потерям виновного в порче имущества. И это прекрасно!

В Америке и в Европе, действующие в настоящий момент законы обязывают автопроизводителей устанавливать TPMS в каждый продаваемый автомобиль. А значит, и в Россию их приезжает с каждым годом все больше, и, возможно, в недалеком будущем, новые автомобили Российской сборки также будут комплектоваться такими системами. С каждым годом набирают популярность системы, устанавливаемые опционально, а их ассортимент и предложение на отечественном рынке растет. Как раз о них и разгорелся спор уважаемых одноклубников. Главной обсуждаемой темой стал классический вопрос: «Что такое хорошо и что такое плохо?». Было решено докопаться до истины и расставить все точки над i путем проведения полноценных ходовых испытаний и «лабораторных тестов». Удовольствие конечно не из дешевых, но тут уже было дело принципа, и каждый хотел доказать свою правоту.

Системы TPMS были приобретены и испытаны. Полученные результаты проанализированы, определены лидеры и попросту опасные для использования модели, но сначала немного базовой информации.

Определимся с классификацией и критериями сравнения
TPMS бывают двух типов – DIRECT (прямые, оснащенные датчиками давления в каждом колесе) и INDIRECT (опосредованные, работающие путем вычисления показателей давления колес, исходя из данных модуля АБС). Кроме этого, существуют еще колпачки с цветовой дифференциацией штанов давления, но в дороге они абсолютно бессмысленны для любого, кто не обладает длинной, как у жирафа шеей, чтобы посмотреть на них высунувшись из окна. Жирафы пока у нас машин не водят, поэтому оставим это изобретение китайцам, а поговорим о действительно работающих моделях. Системы DIRECT в разы надежнее и информативнее, и именно о них наш разговор. DIRECT-системы отличаются между собой по форм-фактору и способу крепежа датчиков: внутренние датчики на вентиль, внешние датчики на вентиль и внутренние на хомут. Наиболее надежными являются датчики, крепящиеся внутри колеса на вентиль, именно их обычно ставят автопроизводители на заводах. Батареи в таких датчиках несменные, рассчитанные на работу 5 – 7 лет, в зависимости от условий эксплуатации. Вес датчика влияет на баланс колеса, но балансировка это легко устраняет.

Для установки датчиков используются специальные вентили (обычно входящие в комплект поставки). Вентили могут быть латунными с резиновым покрытием или алюминиевыми с резиновыми уплотнителями. Второй вариант предпочтительней, так как исключает возможность поломки вентиля в процессе монтажа, что нередко случается с латунно–резиновыми. Также, в процессе эксплуатации «обрезиненный» латунный вентиль чаще выходит из строя и может подтравливать воздух из-за дефектов резинового покрытия, в отличии от алюминиевого с отдельным резиновым уплотнителем. Вентиль датчика служит антенной передачи данных. К недостаткам внутренних датчиков с креплением на клапан можно отнести необходимость шиномонтажа при установке, а так же запрет использования пенных заполнителей для экстренного ремонта колеса (датчик после этого придется менять).

Внешние датчики накручиваются на вентиль вместо защитного колпачка и фиксируются различными контргайками. Они проще в установке (не требуют шиномонтажа) и могут быстро переставляться с одной машины на другую. Питаются от сменной батареи и обычно не требуют балансировки за счет своего малого веса. По надежности и безопасности они имеют ряд недостатков. В случае неисправности такой датчик сам может создать угрозу безопасности, стравив воздух из колеса во время движения. Если датчик имеет избыточный вес, то на больших скоростях он под действием центробежной силы может (в зависимости от угла установки и длины вентиля) отгибать вентиль от нормального положения и вызывать этим подтравливание воздуха через клапанное отверстие диска.
Будучи установленным на вентиль, датчик нажимает на золотник и выравнивает давление между колесом и своим корпусом. Если в датчике использованы материалы, непредназначенные для работы в жестких условиях (низкая ударная прочность, несоответствующие коэффициенты температурного расширения и т.п.), это может привести к потере герметичности, и есть шанс остаться с пустыми колесами.

Читайте также:  Как поднять давление при учащенном сердцебиении

Особое внимание стоит уделить металлам резьбового соединения датчика с вентилем и самого вентиля. Если эти металлы разные и могут активно вступать в электрохимическую реакцию в солевом растворе (образуют электрохимическую пару) – будьте готовы к тому, что датчики, при необходимости подкачать колесо, придется срезать, а не скручивать. Поэтому, лучше избегать таких сочетаний, как алюминий – латунь.

Легкость установки внешних датчиков имеет и другую сторону – легкость хищения.

Все внешние датчики, а также некоторые внутренние оснащаются G-сенсором, для сохранения энергии во время длительных стоянок.

Все DIRECT-системы различаются по способу и полноте вывода информации. Вывод данных может быть как простейшим аналоговым (загорится иконка колеса в случае неисправности), так и различным цифровым — будут отображаться показатели давления только в одном колесе, с переходом от колеса к колесу по дополнительному нажатию кнопки, или во всех колесах одновременно. Помимо давления, некоторые системы могут отображать и температуру в колесах. В штатных системах вывод информации обычно осуществляется на приборную панель в самом простом виде – иконкой неисправности, говорящей о наличии проблемы, но не информирующей, в каком именно колесе давление вышло из допустимых пределов. Реже, и в основном в премиум сегменте, на приборной панели отображаются показатели всех четырех колес. Во всех случаях подается звуковой сигнал при выходе параметров из разрешенных пределов. Системы, доступные для нештатной установки выводят показатели на собственный монитор, который можно крепить в любом удобном водителю месте. Такой монитор может питаться от пальчиковых батареек, быть подключенным к разъему прикуривателя или стационарно к бортовой сети. В некоторых системах пользователь может сам настраивать допустимые пределы давления и температуры, иногда даже раздельно по осям, а могут иметь запрограммированные и не настраиваемые значения этих пределов.
Также мы будем оценивать дизайн устройств – насколько органично они могут выглядеть в современном интерьере салона, по удобству чтения данных и пользовательского интерфейса.

Все участвующие в обзоре устройства мы установили на автомобили добровольцев и нещадно эксплуатировали весь январь (2014 год) по дорогам общего пользования.
Еще несколько тестов мы провели, уже сняв системы с автомобилей.

Надежность связи датчиков с монитором

Тест на дальность связи. Все датчики поместили в герметичную колбу с манометром и подключенным компрессором. Постоянно меняя давление в колбе мы удаляли мониторы все дальше от датчиков, до тех пор, пока изменения не переставали отображаться на экранах. Так мы получили дальность в метрах при прямой видимости. В автомобиле расстояние будет меньше полученных значений, есть преграды и помехи от двигателя и другого оборудования.

Емкость элементов питания.

Для проверки емкости элементов питания мы извлекли их, разрезав корпуса внутренних датчиков, из внешних просто вынули батареи. На момент испытаний все элементы питания уже отработали месяц в условиях зимы и нас интересовали не абсолютные показатели, а относительные: на сколько времени хватит каждой из батарей, если к ним подключить одинаковые потребители. В качестве потребителей собрали простые диодные фонарики, мощностью 20 Вт. В качестве эталона в испытании приняла участие батарея из нового штатного датчика FORD, специально приобретенного для этой цели. Результаты в часах или Ваттах не позволяют узнать срок службы батареи в датчике, в силу нелинейности потребления датчиком в реальных условиях, но позволяют сравнить элементы питания относительно друг друга.

Читайте также:  Лекарственные препараты при внутриглазном давлении

Источник

Toyota Corolla Levin XZ в Кургане › Бортжурнал › Система контроля давления в шинах и как она работает.

Наткнулся я на бескрайних просторах интернета на очень полезную статейку, о том, как всё таки работает система контроля давления в шинах. И решил поделиться со всеми.

Данная система предназначена для оповещения водителя о пониженном давлении в шинах. Если во время движения определяется падение давления в одном из колес, на комбинации приборов зажигается соответствующий индикатор, указывающий на необходимость немедленной регулировки давления.

1. Принцип действия.

Система контроля давления в шинах (TPMS — Tyre Pressure Monitoring System), применяемая на Toyot’ах, относится к схемам «непрямого» действия и функционирует в составе ABS, которая способна воспринимать постоянную разницу в частоте вращения колес (спущенное колесо имеет меньший радиус качения и поэтому вращается чуть быстрее).

Но подобная TPMS не может просто сравнивать скорость одного отдельно взятого колеса с остальными, поскольку автомобиль движется по абсолютной прямой не слишком часто, в любых же поворотах внешние колеса всегда будут проходить больший путь, чем внутренние, а передние — больший, чем задние. Поэтому традиционная система контроля суммирует скорости каждых двух расположенных по диагонали колес, вычисляет разницу между этими суммами и делит ее на среднюю скорость всех четырех колес. Если полученное соотношение отличается от установленного, то система диагностирует изменение давления, но при этом не может идентифицировать конкретную шину.

Недостатками данной схемы являются:
— невозможность определить резкое падение давления;
— невозможность определить одновременно падение давления даже в двух колесах, расположенных на одной стороне или одной оси, не говоря уже о всех четырех колесах;
— зависимость работоспособности системы от степени пробуксовки колес, состояния резины и загрузки автомобиля;
— срабатывание при падении давления не меньше, чем на 25-30%;
— необходимость длительной калибровки (предварительной настройки).
В этой связи Toyota использовала параллельно и второй способ контроля давления при помощи ABS. Дело в том, что шина и колесный диск фактически представляют собой колебательный контур, характеристики которого напрямую зависят от упругости шины, а значит и давления в ней (имеются в виду круговые колебания шины в направлении вращения). Частоту этих колебаний оказалось возможным выделять из сигнала колесного датчика скорости, а по ее изменению судить о падении давления.

Тем не менее, TPMS отличается заметной инерционностью — чтобы обнаружить подспущенное колесо, требуется проехать немалое расстояние (порой до 20-30 км), значительный путь придется пройти и после нормализации давления, чтобы индикатор погас.

2. Индикатор.
Существует как минимум два варианта индикаторов на комбинации приборов — ISO K11 и K10. Более известен из них, разумеется, первый — «подкова со стрелками». Кстати сказать, в западном мире с этими индикаторами похожая проблема — «что это за лампочка?» — согласно опросам, большинство тамошних водителей не понимают их смысла.

Читайте также:  Артериальное давление медицинская литература

Исправный индикатор должен загораться при включении зажигания и гаснуть через 3 секунды. Если система зафиксировала падение давления в шине, то для того, чтобы индикатор погас, после нормализации давления необходимо проехать некоторое расстояние со скоростью не менее 30 км/ч. Запитывается индикатор напрямую от вывода блока управления ABS.

Заложенные в систему принципы допускают возможность ее неправильного срабатывания (индикатор не горит при низком давлении в шинах или, наоборот, горит при нормальном) в следующих условиях:
— используются шины не рекомендованного типоразмера,
— на разные колеса установлена резина разного размера или моделей,
— колеса имеют различное сцепление с дорогой,
— используется запасное колесо-«докатка»,
— используются колеса с цепями противоскольжения,
— давление в шинах значительно превышает номинальное,
— давление в шине резко снизилось вследствие прокола,
— не произведена предварительная настройка системы,
— автомобиль движется по неровной или по обледенелой дороге,
— автомобиль движется со скоростью ниже 30 км/ч,
— при коротких поездках (продолжительностью до 5 минут).
Если индикатор продолжает гореть при нормальном давлении и в отсутствии указанных условий, это может указывать на неисправность самой TPMS.

3. Предварительная настройка.

Настройка должна производиться после выполнения любых работ, связанных с заменой колес и шин (дисков), в противном случае система не сможет нормально функционировать. Порядок настройки приведен ниже (предварительно давление во всех четырех колесах должно быть правильно отрегулировано).
Тип 1 — модели без установочной кнопки и с разъемом DLC1 (ранний вариант)
1) Включите зажигание.
2) Перемкните выводы «TS» и «E1» диагностического разъема DLC1 под капотом.
3) Через 30 секунд нажмите педаль тормоза и удерживайте ее, пока индикатор системы не мигнет 3 раза с интервалом в 2 секунды.
Тип 2 — модели c установочной кнопкой и с разъемом DLC1 (переходный вариант)
Примечание. Установочные кнопки имеют несколько вариантов дизайна — с пиктограммой, с надписью или вообще безо всего, но отличаются характерной формой и расположением — в нижней части панели приборов со стороны водителя.
1) Включите зажигание (автомобиль должен быть неподвижен).
2) Перемкните выводы «TS» и «E1» диагностического разъема DLC1 под капотом.
3) Нажмите установочную кнопку и удерживайте ее, пока индикатор системы не мигнет 3 раза.
4) После этого, чтобы система сохранила правильные установки, необходимо проехать некоторое расстояние.

Тип 3 — модели c установочной кнопкой и без разъема DLC1 (поздний вариант)
1) Включите зажигание (автомобиль должен быть неподвижен).
2) Нажмите установочную кнопку и удерживайте ее, пока индикатор системы не мигнет 3 раза.
3) После этого, чтобы система сохранила правильные установки, необходимо проехать некоторое расстояние.

Система контроля давления, хотя и действует в составе ABS, но предусматривает и свою собственную небольшую самодиагностику. Коды на тех моделях, где еще применялся разъем DLC1, считываются стандартным для Toyot’ы способом по количеству вспышек индикатора при включенном зажигании и замкнутых выводах «TC» и «E1». Удаление кодов производится аналогично стиранию кодов системы ABS.

21 — Датчик температуры воздуха на впуске (разрыв / короткое замыкание)
31 — Датчик частоты вращения (неисправность)
42 — Выключатель стоп-сигналов (неисправность)
49 — Выключатель стоп-сигналов (разрыв в цепи или короткое замыкание)

Казалось бы, причем здесь датчик температуры и стоп-сигналы? На самом деле, блок управления ABS использует данные о температуре окружающего воздуха для расчета его влияния на давление в шинах, а что касается стоп-сигналов — при нажатии тормоза система прекращает слежение за давлением.

Источник

Adblock
detector