Индикатор давления в шинах

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.

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.

Давление в шинах многие проверяют два раза в год во время сезонной смены шин. Причем многие верят на слово работнику шиномонтажа: если он сказал, что все в порядке, то владелец машины забывает о проблеме еще на полгода. Между тем неправильное давление в шинах может быть опасно.

Чем опасно неправильное давление в шинах?

Недостаточно накачанные шины испытывают увеличенную нагрузку на боковины. Это негативным образом влияет на целый ряд показателей автомобиля:

растет тормозной путь;

повышенное внутреннее трение вызывает нагрев, что ведет к ускоренному разрушению шины (трещины, расслоение, разрыв).

В свою очередь, сильно перекачивать шины также вредно по ряду причин. Такие шины:

легче повредить как выступами, так и впадинами на дороге;

увеличивают тормозной путь из-за уменьшения площади пятна контакта с дорогой;

делают автомобиль жестким и малокомфортным при движении.

При этом и недостаточное, и избыточное давление приводит к неравномерному износу протектора, что снижает срок службы шины.

Какое давление в шинах правильное?

Указанное производителем на стойке водительской двери или на внутренней стороне лючка бензобака оптимальное давление в колесах актуально для холодных шин. Понятие «холодные» говорит о том, что проверять давление рекомендуется на постоявшем несколько часов автомобиле.

Как появились системы контроля давления в шинах?

Подобные системы появилась на военной технике вместе с возможностью подкачки шин. В кабине стоял стрелочный манометр, по которому контролировалось давление в системе, и тут же был расположен кран, позволяющий снизить давление в шинах для повышения проходимости, подкачать их на твердых покрытиях, а также обеспечить непрерывную подачу воздуха в систему при повреждении шины пулями или осколками.

Избежать неприятностей, которые могут возникнуть даже от кратковременного движения на спущенном колесе, помогают системы контроля давления в шинах. В инструкциях по эксплуатации, прилагаемых к автомобилям, такое устройство называют TPMS (Tires Pressure Monitoring System). У истоков применения таких систем стояли американские фирмы. Автопроизводители начали применять TPMS на серийных автомобилях еще в конце 90-х годов прошлого века. А с 2008 года контроль давления в шинах стал обязательным для всех продаваемых на внутреннем рынке США легковушек и пикапов. Такие системы контроля за давлением (часто и температурой) получают все более широкое распространение и в нашей стране. Иногда в качестве опции.

Самой простой по конструкции является система косвенного измерения давления, вообще не требующая никаких дополнительных блоков. Она представляет собой дополнительную программу, зашитую в блок управления ABS. Работа системы основана на том, что у спущенного колеса становится меньше радиус качения и, соответственно, такое колесо проходит за один оборот меньшее расстояние, чем исправное колесо. Датчики частоты вращения колес ABS определяют расстояние, проходимое каждой шиной за один оборот. Сигналы датчиков сравниваются в блоке ABS с контрольными параметрами. При расхождении значений загорается индикатор или появляется текстовое сообщение на панели приборов и звучит предупреждающий сигнал. В такой системе всегда предусмотрена калибровка. Вручную осуществляется адаптация к давлению воздуха в шинах в случае их замены или проведения каких-либо ремонтных работ с ходовой частью.

Нештатные устройства

Существуют и нештатные системы контроля давления в шинах. Вначале рассмотрим таковые с датчиками, непосредственно измеряющими давление внутри шины и передающие по радиоканалу сигналы на приемное устройство, обычно совмещенное с индикаторным дисплеем. Такие датчики обязательно снабжаются источниками энергии в виде малогабаритных батарей, но могут значительно различаться по исполнению. Когда-то датчики устанавливали прямо в центральной канавке колесного диска с помощью ленты, проходящей по канавке. Подобная конструкция уже устарела, и сегодня гораздо чаще используются датчики, закрепленные на внутренней стороне колесного вентиля.

Для монтажа такого датчика на автомобиль нужно разбортировать колесо, извлечь штатный вентиль и на его место установить датчик. Затем — монтаж покрышки, балансировка и установка дисплея.

В состав системы контроля давления в шинах, предназначенной для легковых автомобилей, включены четыре датчика и приемник с дисплеем. Все датчики имеют собственные батарейки, обеспечивающие непрерывную работу в течение трех-пяти лет (информация сбрасывается на приемник короткими импульсами раз в минуту, а то и реже). Общение с приемником осуществляется по радиоканалу, «прописка» датчика на определенном колесе — автоматически либо вручную.

Весьма важен вес самих датчиков. От этого зависит, не придется ли приклеивать с противоположной стороны «гантелю», чтобы отбалансировать колесо. Также надо учесть, что при движении покрышка нагревается, что приводит к росту давления, поэтому многие датчики определяют и температуру воздуха в шине. При расчете показываемых на экране величин приемник учитывает поправку на температуру. Еще система способна отличить очень медленное, естественное снижение давления от быстрой утечки воздуха в результате прокола.

В продаже есть и другие датчики давления воздуха в шинах, которые наворачиваются на резьбу вентилей снаружи колеса. Такая конструкция обеспечивает весьма быстрый монтаж своими силами. А принимать сигнал и показывать давление на рабочем месте водителя может специальное устройство, но порой используется и смартфон владельца, принимающий сигнал от датчиков по протоколу Bluetooth.

Главный недостаток — такие датчики не защищены от хищения, а потому менее предпочтительны.

Значительные размеры таких датчиков обусловлены необходимостью установки в них элемента питания.

Однако есть и более компактные варианты:

Я бы рекомендовал систему с внутренними датчиками и принимающим устройством, которое вставляется в гнездо прикуривателя.

Предлагаю в комментариях поделиться, какие системы контроля давления в шинах используете вы (ну, помимо ручного манометра).

Почему индикатор TPMS продолжает гореть на приборной панели?

Когда на приборной панели вашей машины загорается индикатор системы контроля давления в шинах (TPMS), это обычно означает, что давление воздуха в одном или нескольких колесах упало ниже ожидаемого уровня. Но, к сожалению, из-за особенностей работы этой системы очень часто значок низкого давления в шинах загорается на приборке ошибочно.

Во-первых, если ваша машина оснащена системой контроля давления в шинах, важно помнить, что она не освобождает вас от регулярной проверки давления в колесах, а также от осмотра состояния резины. Хотя включение индикатора TPMS может являться отличным предупреждением о проколе колеса (система контроля давления в шинах не может заменить физический осмотр колес на предмет повреждения), а также освободить вас от проверки давления в шинах с помощью манометра.

Что на самом деле означает система контроля давления в шинах?

Если у вас есть автомобиль с системой TPMS, это означает, что в каждой шине есть беспроводной датчик. Каждый датчик передает данные на компьютер, который в свою очередь анализирует данные с эталонными значениями и в случае несоответствия данных по какому-нибудь колесу включает на приборке значок, предупреждающий водителя о низком давлении в шинах. Причем индикатор может загораться как при недостаточном давлении в одном или нескольких колесах, так и при его избыточном значении.

Но зачем нужна эта система, если довольно-таки часто она вводит водителей в заблуждение? На самом деле появление на приборке значка низкого давления в шинах – это лучший повод остановить автомобиль, взять насос с манометром и проверить давление в шинах. Система контроля давления в шинах все-таки чаще всего передает важную информацию для водителя. В 75% случаев предупреждение системы контроля давления в шинах реально говорит о проблемах в колесах.

Индикатор давления в шинах загорелся во время вождения и не гаснет

• Что происходит на приборной панели: значок на приборке включается и остается гореть.
• Что это означает: давление воздуха низкое, по крайней мере, в одной шине.
• Что вы должны сделать: как можно скорее проверьте давление в шинах с помощью манометра.
• Можно ли продолжать движение с горящей лампочкой системы TPMS: несмотря на то что вы можете управлять автомобилем с включенным индикатором системы контроля давления в шинах, имейте в виду, что одна или несколько шин могут иметь низкое давление воздуха. Ваш автомобиль может работать не так, как вы ожидаете, и езда на спущенном колесе может привести не только к повреждению шины, колесного диска, но и стать причиной ДТП.

Значок низкого давления в шинах загорается и гаснет

• Что происходит на приборной панели: индикатор загорается, а затем выключается.
• Что это означает: давление в шинах, по крайней мере, в одной шине, вероятно, очень близко к минимальной или максимальной номинальной накачке. Когда воздух сжимается из-за холодной погоды или нагревается, срабатывает датчик давления в шине.
• Что вы должны сделать: проверьте давление в шинах и отрегулируйте его при необходимости.
• Можно ли продолжать движение: давление воздуха, вероятно, близко к тому, где оно может быть небезопасным. Имейте в виду, что автомобиль с низким давлением в колесах может быть менее управляемым и в целом вести себя не так, как вы ожидаете.

Индикатор низкого давления в шинах мигает перед включением двигателя

• Что происходит на приборной панели: значок низкого давления в шинах мигает на приборке в течение минуты или около того каждый раз, когда вы запускаете двигатель, а затем загорается и не гаснет.
• Что это значит: возможно, система контроля давления в шинах (TPMS) неисправна, и вы не можете самостоятельно решить эту проблему. В этом случае нужна электронная диагностика автомобиля в специализированном техническом центре.
• Что вы должны сделать: как можно быстрее показать свой автомобиль квалифицированному специалисту. Также обязательно проверьте давление в шинах с помощью манометра.
• Можно ли продолжать движение: если вы проверите давление воздуха в ваших шинах и оно в порядке, то вы в безопасности. Только в этом случае не рассчитывайте, что система TPMS предупредит вас о проблеме в колесах.

Давление в шинах и изменение температуры

В большинстве случаев шины вашего автомобиля наполнены воздухом, который идентичен воздуху в атмосфере. Но иногда шины вместо воздуха заполняются азотом. Тем не менее к азоту применимы те же правила термодинамики, которые применяются к смеси азота, углекислого газа и кислорода, а также других элементов, составляющий воздух, которым мы дышим, и чем, как правило, накачиваем шины автомобилей.

Согласно законам физики если температура газа снижается, давление также уменьшается. Поскольку шины в автомобиле являются более и менее замкнутой системой, это, по сути, означает, что когда температура воздуха в шине понижается, давление в воздуха в ней также понижается.

Также это верно и в том случае, когда давление повышается из-за повышения температуры. По мере нагревания газ расширяется, ему некуда идти, поскольку он находится в замкнутом пространстве покрышки, и давление в результате возрастает.

Точное же значение повышения или падения давления в шинах зависит от ряда факторов. Но в среднем считается, что при снижении температуры окружающего воздуха на 10 градусов Цельсия шина теряет примерно 0.07 бара и, наоборот, при превышении температуры на 10 градусов в шине вырастает давление примерно на 0.07 бара.

Холодная зимняя погода и система контроля давления в шинах

Чаще всего проблема с давлением в шинах проявляется зимой. И это логично, поскольку в зимнее время наблюдаются резкие перепады температуры. Особенно это актуально для северных регионов страны, где зима очень холодная.

Например, если вы в августе накачали шины своего автомобиля в соответствии с заводской спецификацией, когда температура окружающей среды составляла 26 градусов, то с наступлением поздней осенью холодов, когда температура на улице упала до -17 градусов, давление в колесах вашей машины упадет примерно на 0.34 бара.

Кстати, из-за резких перепадов температуры ночью и днем в зимнее время может начать капризничать система контроля давления в шинах. Например, если рано в морозное утро вы, садясь в машину, замечаете, что загорелся индикатор TPMS, но затем спустя несколько часов он гаснет, это говорит о том, что из-за изменения температуры в шинах меняется давление. В этом случае мы советовали бы не менять давление в шинах, поскольку это чревато тем, что в дневное время давление в шинах будет избыточным, что приведет к преждевременному износу протектора резины.

Также давление в шинах может меняться в процессе движения автомобиля. Дело в том, что трение шин вызывает их нагревание, что в свою очередь вызывает нагрев воздуха внутри шин. Это одна из причин, по которой автопроизводители рекомендуют накачивать шины, когда они холодные, а не горячие после движения машины.

Таким образом, есть реальная вероятность того, что система контроля давления в шинах рано утром предупредит вас о недостаточном давлении в колесах, но через некоторое время движения автомобиля индикатор погаснет на приборке.

Проверка давления в шинах летом, весной, осень и зимой

Если вы, проверив давление в шинах утром, прежде чем отправиться в путь, понимаете, что давление не низкое, но индикатор давления шин на приборке горит или мигает, вероятнее всего, в одном из колес есть неисправность датчика давления. Эта неисправность не очень распространена. Но тем не менее иногда это случается. Кстати, некоторые жидкости и грязь от тормозных колодок могут ускорить процесс износа датчиков давления в шинах.

С другой стороны, если система контроля давления в шинах предупреждает вас о низком давлении, когда шины холодные, то, накачав их, пока они холодные, вы избавите себя от ненужных предупреждений системы TPMS в холодную зимнюю погоду.

Кстати, именно поэтому рекомендовано проверять и регулировать давление в шинах по нескольку раз в течение года. Особенно при смене времени года. Например, с наступлением холодного времени года рекомендовано добавить давление в шинах и, наоборот, с наступлением весны рекомендовано немного снизить давление. Подобный учет перепадов температуры окружающей среды во время смены сезонов может избавить вас от проблем с индикатором системы контроля давления в шинах.