Система контроля давления в шинах автомобиля
Такие системы могут быть с использованием датчиков и радиосигнала, по определению изменения радиуса колес и др.
Система контроля давления воздуха в шинах с использованием специального контрольного устройства (колпачков Easy Control). Наиболее простым и дешевым способом постоянного контроля давления в шинах является установка на колесе вместо штатного колпачка ниппеля специального контрольного устройства. Так, например, применение колпачков Easy Control бельгийской компании Environix позволяет быстро узнать, не упало ли давление в колесе: достаточно просто взглянуть на цвет колпачка. Если он остается зеленым — то давление в норме, станет желтым — необходима более точная проверка, а если покраснеет, то шины необходимо срочно подкачать.
Рис. Колпачки Easy Control для контроля давления воздуха в шине.
Система контроля давления воздуха в шинах с использованием радиосигнала состоит из датчиков давления воздуха навинченных на металлические корпуса вентилей, от которых передается радиосигнал на приемную систему, передатчиков, устанавливаемых обычно в арках колес, электронного блока управления.
В крыше находится приемная антенна системы контроля давления. Некоторые производители вместо передатчиков устанавливают антенны в арках колес.
Рис. Система контроля давления воздуха в шинах:
1 — датчик давления воздуха в шине; 2 – электронный блок управления давления воздуха в шинах; 3 – передатчики системы контроля давления воздуха в шинах; 4 – приемная система контроля давления воздуха в шинах
Рис. Датчик давления воздуха в шине:
1 – передающая антенна; 2 – чувствительные элементы датчиков и температуры; 3 – электронные элементы измерения и управления; 4 – элемент питания
Датчик давления измеряет текущее (абсолютное) давление в шине. Чувствительные элементы датчиков давления и температуры, а также электронные элементы измерения и управления объединены в общем корпусе.
Датчики давления могут быть многократно использованы при замене шин или дисков колес.
Внутри колеса может устанавливаться чип, в память которого закладываются все данные о шине – ее тип, размерность, допустимая нагрузка, рекомендуемое давление, максимальная скорость, дата изготовления.
Рис. Шина с установленным чипом:
1 – вентиль; 2 – обод колеса; 3 – чип; 4 – шина
Принцип действия системы контроля давления воздуха в шинах
Контроль давления в шинах осуществляется постоянно как при движении автомобиля, так и при остановке. При открывании двери водителя или включении замка зажигания начинается процесс инициализации системы. При этом блок управления с небольшой разницей по времени присваивает каждому передатчику системы контроля давления в шинах и приемной антенне специальный адрес. По окончании инициализации каждый передатчик последовательно друг за другом получает сообщение от блока управления. Затем передатчик с присвоенным ему адресом однократно посылает радиосигнал частотой 125 кГц. Этот радиосигнал из-за его малого радиуса распространения может принять только соответствующий датчик системы контроля давления в шинах. Датчик по команде сигнала передает текущие измеренные значения давления и температуры. Антенна принимает этот сигнал и по LIN-шине передает его на блок управления.
После этого связь прекращается до момента начала движения автомобиля. Температурный сигнал используется для введения поправки к величине давления, связанной с изменениями температуры воздуха в шине, а также в качестве диагностируемого параметра. Температурная поправка производится блоком управления системой контроля давления в шинах. При этом измеренные значения давления приводятся к температуре 20 °C.
Для определения движения датчики системы контроля давления в шинах снабжены центробежными датчиками для распознавания вращения колес. При начале движения привязка датчиков к положению колес проходит в течение 2 минут. При достижении скорости 20 км/ч и выше каждый датчик автоматически и без сигнала от соответствующего передатчика передает измеренные им значения. Посланный радиосигнал содержит информацию о соответствующем датчике. Благодаря этому блок управления может различать отдельные датчики и их местоположение в автомобиле. В нормальном режиме эксплуатации каждый передатчик посылает сигнал каждые 30 сек.
Если датчик распознает быстрое изменение давления (>0,2 кгс/см2), то он автоматически переключается в режим учащенного измерения и передачи данных и передает текущие измеренные значения каждую секунду.
Управление и индикация системы контроля давления воздуха в шинах
Управление системой осуществляется через мультимедийный интерфейс и отображается на специальном дисплее информационной системы водителя.
Система может распознавать следующие состояния давления воздуха в шинах: медленное падение давления, о чем этом водителю заблаговременно сообщается о необходимости подкачки шины; резкое падение давления, о чем водителю сообщается при движении автомобиля; чрезмерное падение давления при стоянке, о чем водителю сообщается сразу после включения зажигания.
Если в шинах изменялось давление, например в случае подкачки, или в случае перестановки колес, необходимо вводить параметры номинального давления.
Рис. Индикация показателей давления воздуха и температуры в шинах
Если давление в шинах снижается более чем на 0,5 кгс/см2 (бар) на дисплее загорается информация, подсвечиваемая красным светом.
При снижении давления на 0,3 кгс/см2, информация подсвечивается желтым светом.
Информация о снижении давления может оповещаться контрольной лампой в комбинации приборов и однократным акустическим сигналом при каждом включении зажигания.
Принцип работы системы контроля давления воздуха в шинах по определению изменения радиуса колес состоит в следующем.
Если из шины выходит воздух, участок пути, проходимый шиной за один оборот, становится меньше. Из-за этого для прохождения определенного расстояния шине с уменьшенным давлением придется совершить большее число оборотов по сравнению с шиной с нормальным давлением. Число оборотов регистрируется датчиком и оценивается блоком управления системы курсовой устойчивости ESP. Благодаря этому блок управления распознает уменьшение давления в шине. Недостатком такой системы является то, что при определенных режимах движения, например, при быстром прохождении поворотов, движении по плохой дороге, начале движения и торможении оценка измеряемых величин давления является неточной.
Рис. Изменения радиуса колеса при изменении давления воздуха в шине:
R1 – радиус колеса при нормальном давлении воздуха в шине; R2 – радиус колеса при пониженном давлении
Система контроля давления в шинах
Автомобиль прост в использовании, кажется, все элементарно – сел за руль, переключил рычаг передач и нажал педаль газа. Он и поехал. Но эта простота обусловлена его внутренней сложностью, согласованной работой многих узлов и механизмов, создающих удобство пользования машиной для рядового потребителя. Подобный подход касается не только основных агрегатов автомобиля, таких как ДВС или АКПП, но и наличием в нем многих вспомогательных систем, обеспечивающих безопасность движения, например, система контроля давления в шинах.
Содержание
- Контроль давления в шинах автомобиля – обязателен при любых условиях
- Прямой контроль
- Косвенный контроль
- Колпачки контроля давления в шинах
- О других средствах обеспечения безопасности
- Система автоматического торможения ACS
- Система мониторинга слепых зон
Контроль давления в шинах автомобиля – обязателен при любых условиях
Поведение автомобиля на дороге определяется множеством факторов, и одним из них является значение давления в шинах.
Чтобы понять, насколько это важно, достаточно посмотреть на приведенный рисунок
Как видно из рисунка, уровень давления влияет на пятно контакта с дорогой, а значит, на управляемость автомобиля и срок службы шин.
Зачастую складывается ситуация, когда водитель не замечает прокол сразу (особенно актуально это при проколе задних колес), проезжая на спущенном колеса несколько сотен метров, а то и больше. В этом случае покрышка получает серьезные повреждения и, как правило, уже не может использоваться больше. Приборы и индикаторы позволяют своевременно заметить критическое падение давления, давая возможность применить экстренное торможение для спасения покрышки.
Как правило, контролируется оно при помощи манометра, но в комплект поставки многих машин уже входит (порой только как опция) система контроля давления в шинах (обозначаемая аббревиатурой TPMS), сообщающая водителю о текущем его значении. Подобный контроль может быть осуществлен несколькими способами.
Прямой контроль
Такой метод контроля обозначается dTPMS и основан на прямом измерении давления в шинах автомобиля. Для этого в каждое колесо вставляется датчик давления. Он оснащен измерителями давления, температуры и передатчиком, направляющим результаты на приемное устройство, как показано на рисунке
Здесь надо сделать небольшое отступление. Датчик давления может быть двух типов – внутренним и внешним. Внутренний датчик крепится вместо вентиля на шинах и кроме выполнения своих прямых функций передает данные о величине давления в них. Внешний датчик накручивается на вентиль.
Полученный сигнал обрабатывает блок управления и выдает результаты на приборную панель. Индикатором результатов может служить как лампочка и звуковой сигнал, так и экран бортового компьютера. Прямой контроль давления в шинах, позволяет оценить величину его изменения и информирует об этом водителя. Система мониторинга может установить такие изменения давления:
- незначительное;
- сильное;
- внезапное.
Составной частью dTPMS, работающей при отказе одного из датчиков, является система DDS. Она не позволяет измерить величину давления в шинах автомобиля, а только фиксирует его изменение. Индикация результатов работы DDS осуществляется при помощи лампочки.
Надо отметить, система dTPMS достаточно сложна в обслуживании – в случае замены колеса или его балансировки необходимо проводить повторную калибровку, или как по-другому называется эта процедура – «обучение системы». Кстати, если на автомобиле работает dTPMS, пользоваться при проколе колеса гелями и другими подобными составами, заливаемыми внутрь, запрещено, датчик давления после такой процедуры может отказать, и система DDS выйдет из строя.
Косвенный контроль
Метод косвенного контроля давления в шинах, обозначаемый iTPMS, зачастую является частью ABS. По сути дела, ее функции и задачи, которые решает система DDS, совпадают. В этом случае на шинах не ставится дополнительный датчик давления, а измеряется скорость вращения колес с помощью штатных элементов ABS/ESP.
При потере давления в щинах их геометрические размеры уменьшаются, что приводит к увеличению скорости вращения колеса, и изменение определяет система.
Допустимые значения изменений хранятся в памяти контроллера, и выход измеренных результатов за определенные пределы свидетельствует о снижении давления в колесе.
Достоинством подобной системы является ее простота, а недостатком то, что она должна калиброваться, запоминать значение давления каждого колеса даже после его подкачки или балансировки, не говоря уже о замене.
Колпачки контроля давления в шинах
Подобные колпачки – простой, а самое главное, дешевый способ контроля в шинах автомобиля давления, при котором не требуется устанавливать в машине никакой дополнительный датчик, а достаточно накрутить на вентили специальные колпачки, такие как на фото
Отслеживая их цвет (колпачки имеют прозрачную верхнюю часть, которая и выступает как индикатор), можно определить текущее состояние колес.
Недостатком, которым отличаются подобные колпачки, является необходимость их периодического визуального контроля и невозможность проведения этого в процессе движения.
О других средствах обеспечения безопасности
Раз уж выше были затронуты средства автоматического обеспечения безопасности, то имеет смысл хотя бы в порядке ознакомления затронуть и некоторые другие, используемые для этих целей.
Система автоматического торможения ACS
Фактически система ACS, разработанная компанией Форд, является комбинацией лазера и блока управления, подключенного к тормозной системе автомобиля. Работает система автоматического торможения ACS на скоростях движения от пятнадцати до тридцати километров в час. Луч лазера направлен впереди машины на определенное расстояние. Датчики контроля улавливают отраженный сигнал, и после соответствующего преобразования он передается в бортовой компьютер для оценки текущей дорожной ситуации.
Система ACS анализирует данные о скорости движения и определяет необходимый тормозной путь.
Скажем так, этот прибор проводит необходимые расчеты и решает, требуется или нет включение автоматического торможения. По оценкам специалистов компании Форд, на скорости пятнадцать километров, подобная система полностью исключает возможность столкновения.Система мониторинга слепых зон
Еще одним примером, показывающим, как существенно повышается безопасность движения автомобиля, является система BLIS. Речь в данном случае идет о контроле слепых зон. Так называются непросматриваемые в зеркалах участки дороги. Порой в этом месте может находиться движущаяся попутно машина, оставаясь невидимой в зеркалах. И когда водитель начинает маневр, не проведя контроль слепых зон визуально, то высока вероятность совершения ДТП. Чтобы этого избежать, мониторинг слепых зон осуществляет система BLIS.
Выполняется он с помощью ультразвуковых излучателей, расположенных под задним бампером или зеркалом бокового обзора. При обнаружении помехи в зоне контроля, загорается индикатор, расположенный на боковом зеркале.
Дополнительную информацию и демонстрацию работы описанной системы можно получить при просмотре видео- значительно повышает уровень безопасности;
- обеспечивает дополнительный комфорт при управлении;
- упрощает контроль слепых зон;
- помогает с выбором оптимального режима торможения.
Почему в автомобилях есть системы контроля давления в шинах?
Надлежащее давление в шинах означает более безопасный и экономичный автомобиль.
Дэвид Глюкман 21 февраля 2023 г.
Capital One | Aaron Miller
Статья QuickTakes:
Системы контроля давления в шинах (TPMS), которые в настоящее время являются обязательным оборудованием на легковых автомобилях в США, предназначены для предупреждения водителей об утечках воздуха и спущенных шинах.
Несмотря на то, что правильное давление в шинах часто игнорируется, оно важно, поскольку недостаточно накачанная шина может снизить эффективность использования топлива, привести к преждевременному износу и, что более серьезно, к отделению от колеса или к разрыву шины.
Начало мониторинга давления в шинах
Система TPMS впервые появилась в Европе в середине 80-х на суперкаре Porsche 959 (который не был допущен к эксплуатации на дорогах США в США). В нем использовались датчики, встроенные в колеса.
General Motors представила в США систему контроля давления в шинах в качестве опции на Chevy Corvette 1989 года. Названная системой предупреждения о низком давлении в шинах (LTPWS), она полагалась на передатчик, прикрепленный к внутренней части колеса металлической лентой.
Что побудило к широкому внедрению TPMS?
TPMS продолжала набирать популярность в качестве опции, а иногда и в качестве стандартного оборудования на различных моделях. Растущее распространение шин Run-Flat сыграло свою роль в их внедрении; это связано с тем, что проколотая шина Run-Flat будет продолжать поддерживать транспортное средство, и водитель может не заметить потери давления — отсюда и необходимость в TPMS. Фактически, в начале 1990-х годов LTPWS от GM позволила Chevy впервые предложить шины Run-Flat для Corvette.
Однако большой толчок к переменам пришелся на конец 19 века.90-х, когда из-за поломки шины разбилось несколько автомобилей Ford Explorer с резиной Firestone. Десятки, если не сотни людей погибли, Ford и Firestone указывали друг на друга пальцем, отзывая миллионы шин, а потребители хотели получить ответы. В результате расследования Конгресс принял в 2000 году Закон об учете и документации по отзыву транспортных средств (TREAD). Среди прочего, этот закон требовал установки систем контроля давления в шинах на всех четырех шинах всех новых легковых автомобилей и легковых автомобилей. грузовики проданы с сентября 2007 года. Мысль заключалась в том, что если бы у автомобилей была система TPMS, водители узнали бы о ситуации с низким давлением в шинах и устранили бы ее до того, как это станет проблемой безопасности.
Контроль давления в шинах сегодня
Существует два основных способа контроля давления в шинах: косвенный и прямой. Косвенная TPMS проще и использует данные датчиков скорости вращения колес для определения относительного давления в шине (недокачанная шина будет иметь меньший диаметр, что могут обнаружить компьютеры автомобиля).
Этот метод не обеспечивает измерение давления на каждом колесе, а вместо этого предупреждает водителя о низком давлении в определенной шине.
Direct TPMS использует датчик, установленный на колесе или как часть штока клапана, для точного измерения давления в шине. Он периодически передает информацию по беспроводной сети на приемник на транспортном средстве. Водитель обычно может получить доступ к этим номерам через внутренний дисплей. Некоторые автомобили с прямыми датчиками будут даже обеспечивать обратную связь, когда кто-то накачивает шины. Nissan, например, будет мигать фарами, чтобы указать на начало накачивания, и подавать звуковой сигнал, чтобы сообщить вам, когда остановиться.
TAGСистема контроля давления в шинахшина
Этот сайт предназначен только для образовательных целей. Перечисленные третьи стороны не связаны с Capital One и несут единоличную ответственность за свое мнение, продукты и услуги. Capital One не предоставляет, не поддерживает и не гарантирует какие-либо сторонние продукты, услуги, информацию или рекомендации, перечисленные выше.
Информация, представленная в этой статье, считается точной на момент публикации, но может быть изменена. Показанные изображения предназначены только для иллюстрации и могут не соответствовать продукту. Материалы, представленные на этом сайте, не предназначены для предоставления юридических, инвестиционных или финансовых рекомендаций или указания на доступность или пригодность какого-либо продукта или услуги Capital One для ваших уникальных обстоятельств. Для получения конкретных советов о ваших уникальных обстоятельствах вы можете проконсультироваться с квалифицированным специалистом.
Дэвид Глюкман
Дэвид Глюкман имеет более чем десятилетний опыт работы писателем и редактором печатных и цифровых автомобильных изданий. Он может параллельно парковать школьный автобус, у него есть электронная таблица со списком всех транспортных средств, которые он когда-либо тестировал, и однажды он проехал на Lincoln Town Car со скоростью 63 мили в час задним ходом.
Когда Дэвид не ищет идеальную подержанную машину, вы можете обнаружить, что он пробует новейшие бесполезные продукты питания, которые может предложить Америка.
Как работают датчики давления в шинах?
Мы можем получать доход от продуктов, доступных на этой странице, и участвовать в партнерских программах. Узнать больше ›
Системы контроля давления в шинах (TPMS) — относительно новое дополнение к набору датчиков вашего автомобиля. По крайней мере, если вы достаточно стары, чтобы помнить, как на президентских выборах хвастались контролем за давлением в шинах.
Фактически, система TPMS предусмотрена Законом о TREAD с 2007 года (они были и раньше, но не обязательны), поэтому они есть на всех автомобилях 2008+ модельного года. Причина в том, что низкое давление в шинах снижает экономию топлива и делает шины подверженными повреждениям и поломкам. Последние два представляют собой серьезную угрозу безопасности.
Существует два типа TPMS. Один из них основан на датчиках и позволяет некоторым водителям иметь чуть более быстрый доступ к данным.
Другой более пассивный, но все же хороший дополнительный элемент безопасности. Вот как они работают.
Две системы датчиков давления в шинах
Это две системы прямого и косвенного контроля давления в шинах. Direct включает в себя датчик, который передает фактические значения давления в шинах на компьютер автомобиля через модуль. Когда они на 25% или более ниже рекомендованного производителем холодного давления, загорается сигнальная лампа TPMS на приборной панели.
В некоторых новых автомобилях, в основном ориентированных на производительность, водители часто могут перейти к экрану, который показывает им текущее давление в шинах. Это удобно не только для быстрого ознакомления, но и для того, чтобы шины сохраняли оптимальную производительность для трек-дней и автокросса.
Косвенная система TPMS менее задействована. Этот тип системы основан на датчиках скорости вращения колес автомобиля ABS, которые уже установлены.
Если колесо недостаточно накачано, оно будет катиться с другой скоростью, чем другие. Это сообщает компьютеру автомобиля, что что-то не так, а затем включает сигнальную лампу TPMS.
В случае любой системы следующим шагом будет остановка в безопасном месте и осмотр шин, а также проверка давления в них. Они могут быть низкими по множеству причин, но никогда не будет плохой идеей надуть их с помощью портативного инфлятора, а затем посмотреть, сдуется ли один или несколько снова.
Peter NelsonПреимущества и недостатки датчиков давления в шинах
TPMS — это полезная система, которая не только повышает безопасность дорожного движения, но и экономит деньги на заправке. Что, конечно же, означает меньше общих выбросов углерода. Однако у них есть свои минусы.
Прямые датчики TPMS посылают сигнал, поэтому для работы им требуется электричество. Батареи обычно служат от пяти до десяти лет, и их замена означает замену либо самих батарей, либо всего датчика.
Стоимость деталей часто немного высока, плюс работа по демонтажу и повторной установке шины, которая колеблется от 15 до 25 долларов в любом местном магазине шин, плюс любые дополнительные работы по установке новых датчиков с соответствующими прокладками и тому подобное.
Однако преимущество непрямых систем TPMS заключается в том, что в колесах нет датчиков, поскольку переменная поступает только от датчика скорости ABS.
Недостатком TPMS является то, что некоторые системы более капризны, чем другие. Небольшого падения температуры, например, резкого похолодания, может быть достаточно, чтобы давление в шинах упало и загорелась сигнальная лампа.
Еще одним недостатком датчиков TPMS является то, что если вы решите не устанавливать их на второй комплект колес, у вас всегда будет гореть сигнальная лампа TPMS. Если вы не сделаете какое-то пользовательское кодирование ECU, чтобы избавиться от него, что возможно на автомобилях некоторых марок.
Наконец, предварительно запрограммированные для вашего автомобиля датчики, такие как OEM-датчики BMW в колесах BMW, обычно работают нормально и не требуют программирования.