Принцип работы датчиков давления в шинах и их основные разновидности

На сегодняшний день существует несколько разновидностей систем с датчиками контроля давления в шинах. Соответственно, принцип их работы существенно различается между собой. Бывают штатные системы так называемого косвенного и непосредственного контроля давления. Продаются и внештатные системы, которые отличаются информативностью и, собственно, самими датчиками. Есть также просто датчики, без какой-либо системы. Предлагаем поближе познакомиться с этими технологиями, принципом работы разных датчиков давления в шинах, их разновидностями, преимуществами и недостатками.

Штатные системы контроля давления в шинах

К штатным системам контроля давления в шинах относится оборудование, которое устанавливается в современных автомобилях как в базовой комплектации, так и в виде дополнительно оплачиваемой опции. Условно все они делятся на два типа:

  1. Системы косвенного контроля давления (без датчиков непосредственно в шинах).
  2. Системы непосредственного контроля давления (соответственно, с датчиками в каждом колесе).

Рассмотрим их вкратце по-отдельности.

Система контроля давления без датчиков в шинах

Абсолютно все штатные системы контроля давления в шинах обозначаются аббревиатурой TPMS – Tires Pressure Monitoring System. Так вот, оборудование так называемого косвенного контроля давления в шинах никакого давления и близко не измеряет. Ее работа завязана на системе ABS, вернее, на датчиках, которые считывают обороты колес.

Далее эти данные поступают на блок управления, который сравнивает скорость вращения колес с фактическим расстоянием, которое проходит автомобиль за промежутки времени. Когда давление в шине снижается, то, соответственно, уменьшается физический диаметр колеса. В результате для преодоления того же расстояния ему приходится делать больше оборотов. Это несоответствие и фиксирует TPMS, сигнализируя о внештатной ситуации водителя.

Главное преимущество систем этого типа – механическая надежность. Благодаря тому, что во вращающихся, и находящихся в неблагоприятных условиях колесах, нет никаких датчиков, снижается риск появления сбоев и ошибок. Кроме того, оборудование для установки таких систем стоит немного дешевле, чем то, что с датчиками давления в шинах.

Однако такая простота имеет и некоторые недостатки. Главным образом это касается точности и информативности. Такие системы не отображают никакой информации о текущем давлении в шинах, а только сигнализируют, когда колесо спустило больше, чем на 30-40%.

Система контроля давления с датчиками в шинах

Такие системы являются гораздо более информативными и иногда даже весьма точными. Состоят они из блока управления и сигнализации, а также четырех датчиков, которые устанавливаются непосредственно в каждом колесе. Как правило, вместо обычных вставок с золотниками.

Каждый такой датчик представляет собой небольшой блок, в котором имеется передающий модуль, источник питания и считывающее устройство. Передающий модуль передает информацию на центральный блок управления при помощи коротких импульсных сигналов с частотой в среднем один раз в минуту. Это позволяет максимально экономно расходовать энергию источника питания, поскольку из-за внутреннего расположения датчика его замена вообще не предусмотрена.

Считывающее устройство – это, как правило, специальный элемент, который в зависимости от давления в шине изменяет свое электрическое сопротивление. Они бывают двух видов – более распространенные пьезоэлементы, и реже встречающиеся тензоэлементы. Принцип работы таких датчиков давления примерно один и тот же.

Преимущества такой системы – это точность и относительная надежность. Многие модели «умеют» не только сигнализировать в случае внештатных ситуаций, но и показывать вполне наглядные цифры, информирующие водителя об актуальном давлении воздуха в каждом из колес. Надежность же обеспечивается за счет того, что сами датчики располагаются внутри колеса, а там, как правило, сухо, чисто и «комфортно» для электроники.

Самое уязвимое место таких систем – это принимающие устройства, которые располагаются как можно ближе к датчикам. Это делается для того, чтобы расстояние, которое проходит сигнал с датчиков, было минимальным. Благодаря этому минимизируется расход энергии встроенных источников питания, а также снижается риск улавливания различных помех от электронных устройств, работающих на тех же частотах (от тех же TPMS в проезжающих автомобилях). Из-за этого приемные устройства располагаются где-то под колесными арками или на днище автомобиля. А для электроники это не самые «комфортные» места.

Внештатные системы контроля давления в шинах

Подобные девайсы можно купить в специализированных магазинах и адаптировать под любой автомобиль, на котором установлены классические бескамерные шины. Встречаются нескольких типов, основные из которых вкратце рассмотрены далее.

Внешние датчики с примитивной сигнализацией

В комплект входит центральный блок сигнализации и четыре датчика для установки в шины. В самом примитивном исполнении на главном устройстве имеется четыре светодиодных индикатора, которые просто загораются, когда давление в одном из колес выходит за пределы нормы. Как правило, в силу конструкции самих датчиков, такие системы работают только на уменьшение давления.

Датчики таких систем бывают двух основных типов – наружные и внутренние. Наружные устанавливаются на колеса вместо штатных колпачков. Они устроены так, что при вкручивании вжимается золотниковый клапан, и на считывающий элемент датчика постоянно воздействует фактическое давление шин. Работают датчики на аккумуляторах, которые можно при необходимости заменить. Внутренние же датчики устанавливаются на внутренней поверхности диска вместо штатного золотника, либо независимо от него. Принцип работы аналогичный – устройство реагирует на изменение давления в колесах и передает соответствующие сигналы на центральный блок.

Внешние датчики с точным измерением давления

Это более продвинутые устройства, которые комплектуются центральным блоком с жидкокристаллическим дисплеем. На нем отображается не только аварийный сигнал, но и цифровые значения давления во всех колесах. Точность отображаемых на дисплее показаний зависит от класса устройства, то есть, грубо говоря, от его стоимости.

За «измерение» давления отвечают датчики, которые наворачиваются вместо штатных колпачков.

Внутренние датчики с точным измерением давления

Абсолютно аналогичная предыдущей система, но здесь датчики необходимо монтировать внутрь колеса. Как правило, такие девайсы стоят дороже тех, что внешними датчиками. Однако они имеют сразу несколько преимуществ. Во-первых, такие датчики невозможно украсть. Во-вторых, работают они в сухости и чистоте, что по понятным причинам увеличивает срок их службы, надежность и точность считываемых показаний.

Китайские датчики давления в шинах с цветовой индикацией

По большому счету эти устройства не представляют какой-либо практической ценности, но за счет крайне привлекательной стоимости пользуются сегодня огромной популярностью. В комплект поставки входит четыре датчика без какой-либо электроники и батареек. Принцип их работы основан на механическом изменении положения цветового индикатора в зависимости от давления в шинах.

На практике пользователь, установивший такие датчики давления в шинах, имеет возможность без манометра быстро оценить, насколько примерно накачана или спущена шина. Причем настолько примерно, что не менее точную информацию можно получить и без каких-либо датчиков, просто взглянув на нижнюю часть покрышки.

Преимущества датчиков давления в шинах

Естественно, почти все описанные далее преимущества возможно получить только тогда, когда в автомобиле установлена либо штатная, либо дорогая внештатная система контроля давления. От китайских дешевых датчиков и прочего «колхоза» толку особого нет. Так только – поиграться и выбросить.

Так вот, если система TPMS нормально функционирует, то она своевременно информирует водителя о текущем давлении в колесах. Выгоды от этой информации следующие:

  1. Безопасность движения.
  2. Экономия топлива.
  3. Увеличение ресурса шин.

Безопасность обеспечивается за счет того, что система автоматически «заставляет» водителя остановиться, и не продолжать движение на колесах с неправильным давлением. При этом, опасным считается движение как на спущенных шинах, так и на перекаченных. В первом случае снижается управляемость и маневренность автомобиля, поскольку даже одно неполностью спущенное колесо превратит управление в «ватное», то есть, слабо реагирующее на повороты рулевого колеса. Когда же давление в колесах превышает норму, уменьшается пятно контакта резины с дорожным покрытием. Из-за этого существенно увеличивается тормозной путь, а также повышается риск входа автомобиля в неуправляемый занос.

Если с внезапно спустившим колесом все и так понятно, то с повышением давления у многих могут возникнуть вопрос – откуда оно там может взяться? А дело все в том, что шины необходимо подкачивать правильно, с учетом того, что в зависимости от скорости движения и температуры окружающей среды давление в них может заметно увеличиваться. Происходит это в жару и при длительном движении на скоростях свыше 100 км/ч. В таких условиях разогреваются не только шины, а и воздух в них. А при нагреве вещество, как известно, расширяется в объеме, что и приводит к росту давления.

Что касается расхода топлива, то он тем больший, чем меньшее давление в колесах. Двигатель начинает больше «кушать» потому, что ему тяжелее толкать автомобиль на приспущенных шинах, сопротивление качению у которых повышается с понижением давления в них. При этом, понижение давления в колесах всего на 0,1 атмосферу при длительных поездках может увеличить бюджет на топливо очень даже заметно.

Ресурс шин. В этом плане плохим является и повышенное давление в колесах, и пониженное. Перекачанная шина, как уже было сказано выше, имеет меньшее пятно контакта с дорожным покрытием. В результате увеличивается нагрузка на это самое пятно, и оно усиленно истирается по всей окружности шины. Первый признак того, что вы ездили на перекачанных колесах – аномально стертая резина вдоль центральной линии протектора. При недостаточном давлении нагрузка увеличивается на края протектора, износ которого можно увидеть в виде соответствующего неравномерного износа.

Стоит также отметить, что почти во всех странах Евросоюза сегодня запрещена эксплуатация автомобиля без системы контроля давления в шинах. Так что ее присутствие на вашей модели авто дает еще одно преимущество – возможность упростить регистрацию при выезде за рубеж хотя-бы по этому пункту.

Недостатки датчиков давления в шинах

Несмотря на то, что первые мало-мальски работающие системы контроля давления в шинах появились еще в конце 90-х, развитие технологий не сделало их надежными и безотказными. От многих владельцев авто со штатными системами TPMS только и слышно – то глючит, то без причины горит индикатор, то вообще прекращает работать. Причина всему этому одна и та же – тяжелые условия, в которых работает данная система.

На ряду с крайней ненадежностью датчиков давления в шинах можно отметить еще и такие недостатки:

  • Если система контроля давления в колесах косвенного типа (работает с ABS), то она может безбожно врать, например, при прохождении затяжных поворотов. Происходит это потому, что внешняя сторона (относительно апекса поворота) автомобиля при повороте двигается, как бы, быстрее внутренней, то и соответствующие колеса вращаются с большей частотой. Глупая система видит несовпадение, и тут же сигнализирует, что с шинами что-то не то.
  • Система косвенного контроля практически бесполезна, если ваш автомобиль укомплектован резиной типа Run-Flat. Кто не знает, то разновидность низкопрофильных шин с жестким каркасом внутри. Такие колеса даже при нулевом давлении уменьшаются в диаметре незначительно. Настолько незначительно, что система может ничего и не заметить в случае чего.
  • Внешние датчики давления никак не защищены от воровства и хулиганства. Согласитесь, купив систему, у которой в комплекте каждый датчик стоит порядка 40 баксов, вы не очень обрадуетесь, если их банально свинтят на стоянке.
  • Электронные датчики, работающие от встроенных источников питания, служат крайне мало в условиях холодного климата. Как правило, в них используются малюсенькие аккумуляторы Li-ion, которые априори при отрицательных температурах не способны нормально работать.
  • Средние по бюджету внештатные системы с цифровым отображением давления в каждой шине зачастую показывают далекие от реальности цифры. Проверить и убедиться в этом можно при помощи старого доброго манометра. Соответственно, от такой системы не только нет пользы – она, наоборот, снижает безопасность движения, увеличивает расход топлива и уменьшает ресурс шин, вводя автовладельца в заблуждение.

Однако далеко не всегда все эти недостатки «собираются вместе». В автомобилях, где TPMS является штатной системой, и производитель встраивает ее не в виде опции, а уже в базе, и не впервые на этой модели, то все работает сравнительно надежно и долго.

Итоги

Система контроля давления в шинах не является чем-то новым и инновационным. Первые датчики устанавливались еще в машинах двадцатилетней давности. Однако, несмотря на это, по сегодняшний день такие системы не отличаются надежностью и долговечностью. Особенно в жестких условиях эксплуатации на наших дорогах и при нашем климате. Надежность и долговечность здесь напрямую зависит от стоимости системы. Поэтому, если это действительно вам необходимо, забудьте о дешевых китайских датчиках и прочих «игрушках», стоимостью ниже 100 долларов. Они не работают так, как написано в их описании.

Схожий материал

5 возможных причин почему аккумулятор быстро разряжается на авто

Плохо крутит стартер: диагностика и устранение причин

Простые способы проверки высоковольтных проводов зажигания

Зачем нужно менять тормозную жидкость

5 способов проверить амортизаторы автомобиля

Вибрация при торможении авто: диагностика своими силами

Правила эксплуатации и мойка машины после покраски кузова

Кипит аккумулятор: причины и мифы

Просадки напряжения ВАЗ и на других автомобилях

Подготовка автомобиля к продаже

Как лучше настроить магнитолу в автомобиле

10 возможных причин почему хрипят динамики в машине

Советы как снизить расход топлива на автомобиле

Как правильно подключить любую автомагнитолу к чему угодно

Как починить магнитолу своими руками

В АКБ одна «банка» не кипит при зарядке

Неравномерный износ шин

Можно ли не снимая клеммы заряжать аккумулятор – мифы и реальность

Как в машине сделать 220 вольт

Почему глохнет машина при снятии клеммы с аккумулятора и можно ли так делать

Нужно ли отключать аккумулятор? 10 случаев, когда реально не помешает.

Подключение амперметра в автомобиле

Как правильно отключать и подключать аккумулятор на машине

Плохо ловит радио в машине: возможные причины и способы улучшить прием

Можно ли доливать воду в антифриз: мифы и реальность

7 способов как подключить телефон к штатной магнитоле автомобиля

10 причин почему могут греться колеса автомобиля

Можно ли подкрашивать номера на автомобиле

Срок службы автомобильной резины и как его продлить

Как правильно обкатать автомобиль: мифы и реальность

Разница между 92-м и 95-м бензином – какой лучше заправлять и почему

Как правильно устанавливать светодиоды на машину

Гудит ГУР: причины

Какая самая экономичная скорость на автомобиле и почему

Почему окисляются клеммы на аккумуляторе и как правильно с этим бороться

Почему плохо играет магнитола и как улучшить музыку в машине

Что выбрать – шипованную резину или липучки

Как заряжать кальциевый аккумулятор – мифы и реальность

10 причин почему машину уводит в сторону

Как и сколько можно хранить бензин в домашних условиях

Обкатка шин – мифы и реальность

Где установить видеорегистратор в машине

Какие диски лучше – литые или штампованные

Полировка кузова своими руками без машинки

Нужно ли заряжать новый автомобильный аккумулятор и как правильно это делать

Установка и подключение второго аккумулятора в машину

История шин Dunlop / Данлоп

Самые большие шины Michelin / Мишлен для карьерных самосвалов

Наверх