Tpms датчики давления в шинах как работает

Устройство и принцип работы системы контроля давления в шинах TPMS

Поддержание оптимального давления в шинах отражается на сцеплении с дорожной поверхностью, расходе топлива, управляемости и безопасности движения автомобиля в целом. Большинство водителей для проверки используют обычный манометр, но прогресс не стоит на месте и в современных автомобилях активно внедряется электронная система контроля давления в шинах TPMS. Например, в европейских странах и США она обязательна для всех транспортных средств. В России наличие системы TPMS стало обязательным требованиям при сертификации новых типов ТС с 2016 года.

Что такое система TPMS

Система контроля давления в шинах TPMS (Tire Pressure Monitor System) относится к активной безопасности автомобиля. Как и многие другие инновации она пришла из военной отрасли. Главная её задача – отслеживать давление в шинах и подавать сигнал предупреждения водителю при падении ниже порогового значения. Кажется, что давление в шинах не самый важный параметр в автомобиле, но это не так. В первую очередь – это безопасность вождения. К примеру, если давление в шинах с каждой стороны осей разное, то автомобиль будет уводить в сторону. В базовых комплектациях TPMS начала появляться с 2000 года. Также есть автономные системы мониторинга, которые можно купить и установить отдельно.

Виды систем контроля давления в шинах

Принципиально системы можно разделить на два вида: с прямым (direct) и косвенным (indirect) измерением.

Система косвенного измерения

Это система считается самой простой по принципу действия и реализуется при помощи ABS. Она в движении определяет радиус колеса и расстояние, которое оно проходит за один оборот. Датчики ABS сравнивают показатели от каждого колеса. Если есть изменения, то подается сигнал на приборную панель автомобиля. Идея заключается в том, что радиус и пройденное расстояние спущенного колеса будет отличаться от эталонного.

Плюсом такого типа TPMS является отсутствие дополнительных элементов и приемлемая стоимость. Также в сервисе можно настроить начальные параметры давления, от которого будут измеряться отклонения. Минусом являются ограниченные функции. Нельзя измерить давление до начала движения, температуру. Отклонение от реальных данных может составлять около 30%.

Система прямого измерения

Данный тип TPMS наиболее актуальный и точный. Давление в каждой шине измеряется специальным датчиком.

В стандартный набор системы входят:

датчики давления в шинах;
приемник сигнала или антенна;
блок управления.

Датчики передают сигнал о температуре и состоянии давления в шинах. Приемная антенна передает сигнал в блок управления. Приемники устанавливаются в колесных арках автомобиля, на каждое колесо свой.

Работа системы TPMS с приемниками и без них

Существуют системы, в которых отсутствуют приемники сигнала и колесные датчики связываются непосредственно с блоком управления. В таких системах датчики необходимо “прописывать” в блок, чтобы он понимал в каком колесе появилась проблема.

Информация для водителя может выводиться разными способами. В более дешевых вариантах вместо дисплея загорается индикатор, сигнализирующий о неполадках. Как правило, он не указывает в каком именно колесе проблема. В случае вывода данных на дисплей можно получать информацию о температуре и давлении для каждого колеса отдельно.

Дисплей TPMS на панели приборов

Датчики давления и их разновидности

Ключевыми компонентами системы являются датчики. Это сложные устройства. В их состав входят: передающая антенна, аккумулятор, сам датчик давления и температуры. Такое устройство контролеров у более продвинутых систем, но есть и проще.

Колесный датчик давления (внутренний)

По своему устройству и способу монтажа различают датчики:

Механические датчики самые простые и стоят недорого. Они вкручиваются вместо колпачка. Давление в шинах смещает колпачок на определенный уровень. Зеленый цвет внешнего клапана показывает нормальное давление, желтый – требуется подкачка, красный – низкий уровень. Такие датчики не показывают точных цифр, также их часто просто скручивают. Давление по ним в движении определить невозможно. Сделать это можно только визуально.

Внешние электронные датчики также накручиваются на вентиль, но передают непрерывный сигнал с определенной частотой о состоянии давления на дисплей, индикатор или смартфон. Их недостатком является подверженность к механическим повреждениям во время движения и доступность для воришек.

Внутренние электронные датчики давления устанавливаются внутри диска и совмещены с колесными вентилями. Вся электронная начинка, антенна и батарея прячутся внутри колеса. С внешней стороны накручивается обычный вентиль. Минусом является сложность монтажа. Для их установки нужно бортировать каждое колесо. Ресурса аккумулятора датчика как внутреннего, так и внешнего, обычно хватает на 7-10 лет. После нужно произвести замену.

Если у вас установлены датчики давления в колесах – обязательно предупредите об этом мастера шиномонтажа. В большинстве случаев их срезают при замене резины.

Преимущества и недостатки системы

Можно выделить следующие преимущества:

Повышение уровня безопасности. Это один из главных и важных преимуществ системы. С помощью TPMS водитель может вовремя установить неисправность в давлении, тем самым предупредить возможные поломки и ДТП.

Экономия. На установку системы потребуются какие-то средства, но в перспективе они окупятся. Оптимальное давление поможет рационально расходовать топливо. Также увеличивается срок службы шин.

В зависимости от вида системы, у неё есть и определенные минусы:

Подверженность к хищению. Если внутренние датчики украсть невозможно, то внешние скручивают часто. Внимание несознательных граждан также может привлечь дополнительный дисплей в салоне.
Сбои в работе и неисправности. Автомобили, прибывшие из Европы и США, часто поставляются с демонтированными колесами для экономии пространства. При установке колес может потребоваться калибровка датчиков. Сделать это можно, но могут потребоваться определенные знания. Наружные датчики подвержены воздействию внешней среды и механическим повреждениям, что может привести к их поломке.
Лишний дисплей (при самостоятельной установке). Как правило, дорогие машины изначально оборудованы системой контроля давления. Вся информация удобно выводится на экран бортового компьютера. Установленные самостоятельно системы имеют отдельный дисплей, который смотрится чужеродно в салоне. В качестве альтернативного варианта устанавливают модуль TPMS в прикуриватель. При длительной стоянке и в любой момент его можно просто снять.

Внешний дисплей системы контроля давления

Возможные неисправности TPMS

Основными причинами неисправности датчиков TPMS может быть:

неисправность блока управления и передающего устройства;
разряд аккумулятора датчиков;
механические повреждения;
аварийная замена колеса или колес без датчиков.

Также при замене одного из встроенных датчиков на другой система может конфликтовать и выдавать сигнал об ошибке. В Европе стандартная радиочастота для датчиков 433 МГц, а в США – 315 МГц.

Если один из датчиков вышел из строя, то может помочь перепрограммирование системы. Уровень срабатывания неработающего датчика ставится на нулевой. Не во всех системах это доступно.

Индикаторы неисправности TPMS

Система TPMS может выдавать два индикатора ошибки на приборной панели: надпись “TPMS” и “шина с восклицательным знаком”. Принципиально важно понимать, что в первом случае неисправность связана с работой самой системы (блок управления, датчики), а во втором с давлением в шинах (недостаточный уровень).

В продвинутых системах каждый контроллер имеет свой уникальный идентификационный код. Как правило, они идут в заводской комплектации. При их калибровке нужно соблюдать определенную последовательность, например, передние левый и правый, затем задние правый и левый. Настроить такие датчики самому бывает трудно и лучше обратиться к специалистам.

Как проверить датчики давления в шинах

Калькулятор перевода давления в барах на МПа, кгс и psi

Онлайн конвертер чтоб перевести давление в мегапаскалях (мПа) на килограммы (кгс см2), бар, фунт силы (psi) и атмосферы

Проверить датчики давления в шинах можно не только на сервисе с помощью специальных устройств (TPMS diagnostic tool), не демонтируя их с колеса, но и самостоятельно в домашних либо гаражных условиях, только если он снят с диска. Проверка выполняется программно (с помощью специальных электронных устройств), либо механически.

Устройство датчика давления в шинах

Система контроля давления в шинах (по-английски — TPMS — Tire Pressure Monitoring System) состоит из двух основных компонент. Первые — это непосредственно датчики давления, расположенные на колесах. От них передается радиосигнал на принимающее устройство, расположенное в салоне машины. Принимающее устройство с помощью имеющегося программного обеспечения отображает на экране давление и его понижении либо несоответствии с установленным будет гореть лампа контроля давления в шинах.

Существует два типа датчиков — механические и электронные. Первые устанавливаются вместо золотника на колесо. Они стоят дешевле, однако не так надежны и быстро выходят из строя, поэтому используются редко. А вот электронные — встраиваются внутрь колеса, намного надежнее. Из-за их внутреннего расположения они лучше защищены и точны. О них и пойдет речь далее. Электронный датчик давления в шинах конструктивно состоит из следующих элементов:

измерительный элемент давления (манометр), расположенный внутри колеса (покрышки);
микрочип, задача которого состоит в преобразовании аналогового сигнала от манометра в электронный;
элемент питания датчика (батарейка);
акселерометр, в задачи которого входит измерение разницы между настоящим и гравитационным ускорением (это необходимо для корректировки показаний давления в зависимости от угловой скорости вращающегося колеса);
антенна (в большинстве датчиков антенной выступает металлический колпачок ниппеля).

Какой элемент питания в датчике системы TPMS

Датчики имеют элемент питания, способный длительное время работать в автономном режиме. Чаще всего это литиевые элементы напряжением 3 Вольта. В датчиках что находятся внутри колеса ставят элементы CR2450, а в датчиках устанавливаемых на золотник — CR2032 или CR1632. Они дешевые и надежные. Средний срок эксплуатации элемента питания составляет 5. 7 лет.

Какая частота сигнала датчиков давления в шинах

Датчики давления в шинах, предназначенные для установки на европейские и азиатские автомобили работают на радиочастоте, равной 433 МГц и 434 МГц, а датчики, предназначенные для американских машин — на 315 МГц, это установлено соответствующими стандартами. Однако при этом каждый датчик имеет свой уникальный код. Поэтому датчики одной машины не могут передавать сигнал на другую машину. Кроме этого, принимающее устройство «видит» с какого датчика, то есть, с какого конкретно колеса приходит сигнал.

Интервал передачи также зависит от конкретной системы. Как правило, этот интервал меняется в зависимости от того, с какой скоростью едет автомобиль, и какое у него давление в каждом колесе. Обычно самый длинный интервал при медленной езде будет составлять порядка 60 секунд, а по мере увеличения скорости может достигнуть 3. 5 секунд.

Принцип работы датчика давления в шинах

Системы измерения давления в шинах работают на основании прямых и косвенных признаков. Датчики измеряют определенные параметры. Так, к косвенным признакам падения давления в колесе является увеличение угловой скорости вращения подспущенного колеса. На самом деле, при падении давления в нем оно уменьшается в диаметре, поэтому крутится немного быстрее, чем другое колесо на той же оси. В данном случае частоту вращения обычно фиксируют датчики системы АБС. В этом случае системы АБС и контроля давления в шинах зачастую объединены.

Другим косвенным признаком спущенного колеса является увеличение температуры его воздуха и резины. Связано это с увеличением пятна контакта колеса с дорогой. Температура фиксируется датчиками температуры. Большинство современных датчиков одновременно измеряют и давление в колесе и температуру воздуха в нем. Датчики давления имеют широкий температурный рабочий диапазон. В среднем он составляет от -40 до +125 градусов по Цельсию.

Ну и системы прямого контроля — это непосредственное измерение давления воздуха в колесах. Обычно такие датчики основаны на работе встроенных пьезоэлементов, то есть, по сути, электронных манометров.

Инициализация датчиков зависит от параметра, который они измеряют. Датчики давления обычно прописывают с помощью дополнительных программных средств. Датчики температуры начинают работать при значительном увеличении либо уменьшении температуры, при выходе ее за допустимые нормы. А за контроль скорости вращения обычно отвечает система АБС, поэтому эти датчики инициализируются через нее.

Сигналы с датчика идут не постоянно, а через определенные промежутки времени. В большинстве систем TPMS временной интервал составляет порядка от 60, однако в некоторых системах с увеличением скорости учащается и периодичность подачи сигнала, вплоть до 2…3 секунд.

С передающей антенны каждого датчики идет радиосигнал определенной частоты на принимающее устройство. Последнее может быть установлено либо в салоне машины, либо в подкапотном пространстве. Если рабочие параметры в колесе выходят на допустимые рамки, то система подает аварийный сигнал на приборную доску либо на электронный блок управления.

Как прописать (привязать) датчики

Существует три основных метода привязки датчика к принимающему элементу системы.

Семь методов привязки датчиков давления в шинах

Автоматическим. В таких системах принимающее устройство после определенного пробега (например, 50 километров) само “видит” датчики и прописывает их в свою память.
Стационарный. Он напрямую зависит от конкретного производителя и указывается в инструкции. Для прописывания нужно нажимать последовательность кнопок или других действий.
Привязка выполняется при помощи специального оборудования.

Также многие датчики срабатывают автоматически после начала езды автомобиля. у разных производителей соответствующая скорость может отличаться, однако обычно она составляет 10. 20 километров в час.

Срок службы датчиков давления в шинах

Срок службы датчик зависит от многих параметров. В первую очередь от их качества. Оригинальные датчики “живут” около 5. 7 лет. После этого их элемент питания обычно разряжается. Однако большинство дешевых универсальных датчиков работают гораздо меньше. Обычно их срок службы составляет два года. Батарейки у них, может, и сохраняться, однако их корпуса рассыпаются и они начинают “глючить”. Естественно, что при механическом повреждении любого датчика его срок службы можно резко снизить.

Неисправности датчиков давления в шинах

Вне зависимости от производителя в большинстве случаев поломки датчика имеют типовой характер. В частности, могут произойти следующие неисправности датчика давления в шинах:

Выход из строя элемента питания. Это одна из самых распространенных причин, почему не работает датчик давления в шинах автомобиля. Батарейка может банально утратить заряд (особенно, если датчик уже старый).
Повреждение антенны. Зачастую антенной датчика давления служит металлический колпачок на ниппеле колеса. Если колпачок механически повредится, то сигнал с него может либо не поступать вовсе, либо поступать в некорректном виде.

Попадание на датчик технологических составов. Работоспособность датчика давления в шинах авто зависит от его чистоты. В частности, нельзя допускать, чтобы на корпус датчика попадали химические реагенты с дороги либо просто грязь, кондиционер для шин или другие средства предназначенные для защиты покрышек.
Повреждение датчика. Его корпус должен быть обязательно прикручен к штоку клапана ниппеля. Повредиться датчик TPMS может в результате ДТП, неудачного ремонта колеса, наезда машиной на критическое препятствие, ну или банально либо из-за неудачного монтажа/демонтажа. При разбортировке колеса на шиномонтаже всегда предупреждайте работников о наличии датчиков!
Прикипание колпачка на резьбе. Некоторые датчики предусматривают использование исключительно пластикового внешнего колпачка. Передатчики радиосигнала у них находятся внутри. Поэтому на них нельзя накручивать металлические колпачки, поскольку велика вероятность, что они попросту под воздействием влаги и химических реагентов прикипят на трубке датчика и их невозможно будет открутить. В этом случае их попросту срезают и, по сути, датчик выходит из строя.
Разгерметизация соска датчика. Такое часто происходит при установке датчиков если не была установлена уплотняющая капроновая шайба между соском и внутренней резинкой либо вместо когда вместо капроновой шайбы была установлена металлическая. В результате неправильной установки возникает постоянное травление воздуха. А в последнем случае возможно еще прикипание шайбы к соску. Тогда приходится разрезать гайку, менять штуцер.

Как проверить датчики давления в шинах

Проверка датчика давления колес начинается с проверки манометром. Если манометр показал что давление в шине отличается от номинального подкачайте его. Когда датчик и после этого ведет себя некорректно либо ошибка не уходит, то можно воспользоваться программой либо специальным устройством, а затем — демонтировать его и выполнять дальнейшую проверку.

Как определить неисправный датчик давления в шинах

В первую очередь необходимо проверить работоспособность датчиков. Для этого необходимо запустить двигатель и посмотреть, горит или нет контрольная лампа давления в шинах на приборной панели. У некоторых автомобилей за это отвечает непосредственно ЭБУ. На панели также появится предупреждение с указанием конкретного датчика который показывает неправильное давление либо полное отсутствие сигнала. Однако лампа сигнализирующая о проблемах с датчиком давления в шинах есть не на всех автомобилях. На многих соответствующая информация приводится прямо в электронный блок управления, а потом возникает ошибка. И только после этого имеет смысл заняться программной проверкой датчиков.

Для рядовых автолюбителей есть удобный способный, как проверить давление в колесах без манометра. Для этого нужно использовать сканирующий прибор ELM 327 версии от 1,5 и выше. Алгоритм проверки таков:

Скрин программы HobDrive. Как можно узнать неисправный датчик шин

Необходимо скачать и установить бесплатную версию программы HobDrive на мобильный гаджет для работы с конкретным автомобилем.
С помощью программы необходимо “связаться” с диагностическим прибором.
Перейти в настройки программы. Для этого сначала запустить функцию “Экраны”, а после этого “Настройки”.
В этом меню нужно выбрать функцию “Параметры автомобиля”. Далее — “Настройки ЭБУ”.
В строке типа ЭБУ нужно выбрать модель автомобиля и версию его программного обеспечения, после чего нажать на кнопку ОК тем самым сохранив выбранные настройки.
Далее нужно выставить параметры датчиков шин. Для этого зайти в функцию “Параметры СКДШ”.
Потом на “Тип” и “Отсутствует либо встроенная СКДШ”. Тем самым выполняется настройка программы.
Далее для проверки шин нужно опять зайти в меню “Экраны” и нажать кнопку “Давление шин”.
На экране появится информация в виде картинки о давлении в конкретной покрышке автомобиля, а также температуре в ней.
Также в функции “Экраны” можно посмотреть информацию о каждом датчике, в частности, его ID.
Если о каком-то датчике программа информации не выдает, то значит, это и есть “виновник” ошибки.

Для автомобилей, выпущенных концерном VAG для аналогичной цели можно воспользоваться программой “Вася Диагност” (VagCom). Алгоритм проверки выполняется следующим образом:

Один датчик нужно оставить в запасном колесе и расположить его в багажнике. Передние же два нужно расположить в салоне возле водительской и пассажирской двери соответственно. Задние датчики нужно расположить в разных углах багажника, справа и слева, ближе к колесам.
Для проверки состояния элементов питания необходимо запустить двигатель либо просто включить зажигание мотора. Далее нужно перейти в контроллер номер 65 с первой по 16 группы. Там по три группы на один датчик. Если все хорошо, программа покажет нулевое давление, температуру и состояние батарей датчиков.
Можно таким же образом проверить, насколько правильно реагируют датчики на температуру. Например, положив их поочередно под теплый дефлектор, либо в холодный багажник.
Для проверки состояния батарей нужно перейти в тот же контроллер номер 65, в частности, группы 002, 005, 008, 011, 014. Там информация показывает, сколько еще предположительно осталось функционировать каждой батарейке в месяцах. Сравнив эту информацию с выданной температурой можно принять оптимальное решение о замене того или иного датчика либо только батареи.

Проверка элемента питания

У снятого датчика первым делом нужно проверить его элемент питания (батарейку). По статистике именно по этой проблеме чаще всего перестает работать датчик. Обычно батарейка встроена в корпус датчика и закрыта защитной крышкой. Однако встречаются датчики с полностью запаянным корпусом, то есть, у которых замена батарейки не предусмотрена. Подразумевается, что такие датчики нужно менять полностью. Обычно европейские и американские датчики являются неразборными, а корейские и японские — разборные, то есть, у них можно поменять элемент питания.

Соответственно, если корпус разборной, то в зависимости от конструкции датчика его нужно разобрать и извлечь элемент питания. После этого заменить его на новый, и проверить работу датчика давления в шинах. Если не разборной, то придется его либо менять, либо раскурочить корпус и вытащить батарейку, а затем заново склеить корпус.

Плоские батарейки «таблетки» с номинальным напряжением 3 Вольта. Однако новые батарейки обычно выдают напряжение около 3,3 Вольта и как показывает практика датчик давления может «глючить» при разряде батарейки уже до 2,9 Вольта.

Актуально для датчиков, которые ездят на одном элементе около пяти лет и свыше, вплоть до 7…10 лет. При новой установке датчика обычно его нужно инициализировать. Делается это программными средствами в зависимости от конкретной системы.

Визуальный осмотр

При проверке обязательно нужно проверить датчик визуально. В частности, осмотреть ли не его корпусе сколов, трещин, не отломана ли какая-либо часть. Особое внимание нужно уделить целостности колпачка на ниппеле, поскольку, как указывалось выше, в большинстве конструкций он служит передающей антенной. Если поврежден колпачок — его нужно заменить на новый. При повреждениях корпуса датчика шансов восстановить работоспособность значительно меньше.

Проверка давлением

Проверку датчиков TPMS можно выполнить и с помощью специально сконструированных средств. В частности, на шиномонтажах имеются специальные металлические барокамеры, которые закрываются герметично. В них помещаются проверяемые датчики. А сбоку к ящику подходит резиновый шланг с ниппелем для накачивания в его объеме воздуха.

Аналогичную конструкцию можно соорудить самостоятельно. Например, из стеклянной либо пластиковой бутылки с герметично закрывающейся крышкой. И поместить в нее датчик, и присоединить аналогично герметичный шланг с ниппелем. Однако проблема тут заключается в том, что, во-первых, этот датчик должен передавать сигнал на монитор. Если монитора нет — такая проверка невозможна. А во-вторых, нужно знать технические параметры датчика и особенности его работы.

Проверка специализированными средствами

На специализированных сервисах зачастую имеются специальные аппаратные и программные средства для проверки датчики давления в шинах. Одними из самых популярных являются диагностические сканеры для проверки давления и датчиков давления от компании Autel. Например, одна из самых простых моделей Autel TS408 TPMS. С его помощью можно активировать и диагностировать практически любой датчик давления. В частности, его работоспособность, состояние батареи, температуру, изменять настройки и программные настройки.

Однако недостаток таких приборов очевиден — их высокая цена. Например, базовая модель указанного прибора по состоянию на весну 2020 года составляет порядка 25 тысяч российских рублей.

Ремонт датчика давления в шинах

Ремонтные меры будут зависеть от причин, по которым вышел из строя датчик. Самый распространенный тип самостоятельного ремонта — замена элементов питания. Как указывалось выше, большинство датчиков имеют неразборной корпус, поэтому подразумевается, что замена батарейки в них невозможна.

В случае, если корпус датчика неразборной, то для замены батарейки его можно вскрыть двумя путями. Первый — распилить, второй — расплавить, например, паяльником. Распилить его можно ножовкой, ручным лобзиком, мощным ножом или аналогичными предметами. Использовать паяльник для растапливания пластмассы корпуса необходимо чрезвычайно аккуратно, особенно, если корпус датчика небольшой. Лучше этого пользоваться небольшим и немощным паяльником. Сама замена батарейки не представляет сложностей. Главное, не перепутать марку батарейки и полярность. После замены батарейки не забывайте что датчик необходимо инициализировать в системе. Иногда это происходит автоматически, но в большинстве случаев происходит это по заданному, для конкретных автомобилей, алгоритму.

При демонтаже покрышки у датчиков давления часто повреждается сосок. Одним из способов решения подобной проблемы является нарезание на внутренней поверхности соска резьбы с помощью метчика. Обычно это резьба на 6 миллиметров. И соответственно, потом нужно взять сосок со старой камеры и срезать с него всю резину. Далее на нем аналогично нарезать уже внешнюю резьбу аналогичного диаметра и шага. И совместить это две полученные детали. При этом желательно конструкцию обработать герметиком.

Если на вашей машине изначально не были установлены датчики давления в колесах, то существуют универсальные системы, которые можно купить и установить дополнительно. Однако, как отмечают специалисты, обычно такие системы, и соответственно, датчики недолговечны. Кроме этого, при установке нового датчика в колесо, его нужно обязательно заново отбалансировать. Поэтому для установки и балансировки нужно обязательно обратиться за помощью в шиномонтаж, поскольку соответствующее оборудование имеется только там.

Заключение

В первую очередь, что нужно проверить у датчика давления в шинах — это элемент питания. Особенно, если датчик служит уже более пяти лет. Лучше всего проверять датчик при помощи специализированных средств. При замене датчика на новый нужно обязательно его «прописать» в системе, чтобы она «увидела» его и работала корректно. И не забывайте при замене резины предупредить работника шиномонтажа, что в колесе установлен датчик давления.

Источник