Как выбрать датчик давления воздуха в шинах
Системы контроля давления автомобильных шина водителям в странах постсоветского пространства кажутся диковинкой. Действительно, зачем постоянно фиксировать давление, когда можно, опираясь на собственный опыт и ощущения, а также на показания простейшего манометра, определить, нужно ли накачать шины? Оказывается, системы контроля давления являются на данный момент являются обязательными в США, нескольких азиатских странах и страна Евросоюза. Такие системы, которые обычно называют TPMS, существуют с 2000-го года. Они не так сложны, как может показаться, но периодически выходят из строя. Далеко не все автолюбители знакомы с особенностями работы таких систем, основными их неисправностями и методиками выбора основных элементов. Эксперты Avto.pro помогут восполнить этот пробел.
Как может осуществляться контроль давления в автомобильных шинах
Самый очевидный вариант: замерить давление манометром и в случае его серьезного снижения накачать шину. Системы контроля давления созданы как раз для того, чтобы проверять это самое давление в режиме реального времени не покидая салон. Во-первых, система может предупредить водителя о том, что давление опасно меняется. Во-вторых, такая система является лишь опцией, которую можно выбрать при покупке авто. Не хотите переплачивать? Ничего, хитроумную и зачастую недешевую систему можно будет установить отдельно. Она делится на два типа:
1. Косвенная. Сегодня считается устаревшей. Система по своей сути является расширением программной части блока управления автомобильного ABS. Поскольку спущенное колесо имеет меньший, нежели накачанное, радиус, за один оборот оно будет проходить меньшее расстояние. Входящие в состав системы ABS датчики фиксирую длину проходимого колесом пути, а блок ABS сравнивает этот отрезок с контрольным значением;
2. Прямая. Самое современное решение. Система включает в себя по датчику давления на колесо, блок управления, антенну и, опционально, дисплей. Датчик, как вы уже наверняка догадались, ставится на место штатного вентиля. В состав датчика входит аккумулятор – устройство неразборное, и стоит аккумулятору разрядиться, как весь датчик можно отправить в утиль. К счастью, заряда хватает на 7-10 лет.
Система контроля давления на основе ABS отходит в прошлое по нескольким причинам. А именно:
— Она не определяет давления до того, как автомобиль пришел в движение;
— Точность измерений очень низкая;
— Порог отклонения давления составляет целых 30% – по мнению специалистов, это недопустимо много.
Впрочем, у косвенной системы есть и плюсы. Во-первых, она адаптируется к изменению параметров колес и всей ходовой части. Во-вторых, для обеспечения ее исправной работы в автомобиль не нужно вносить конструктивные измерения. Как следствие, система относительно дешевая. Система, прямо измеряющая давления в шинах, может похвастать следующим:
— Точность измерений очень высока;
— Один датчик обычно служит столько же, сколько его аккумулятор;
— Расширенные системы очень надежны за счет использования индивидуальных антенн под каждый датчик;
— Нужная водителю информация выводится на дисплей, что наглядно и очень удобно;
— Датчики реагируют как на незначительные, так и на большие изменения давления;
— Система адаптируется к автомобильным колесам почти мгновенно.
Уже упомянутая система прямого измерения давлений в шинах использует 4 датчика и дисплей, работающий в тандеме с компьютером. На дисплей будет выводиться важная информация. К примеру, датчики среагируют на изменения давления в одной из шин, и об этом сразу узнает водитель. Более простой TPMS при обнаружении серьезного снижения давления просто подаст звуковой сигнал и активирует контрольную лампу на приборной панели авто. Водителю придется остановить транспортное средство, осуществить проверку давления вручную и определить, какая же шина спущена.
Особенности датчиков давления
Главным элементом TPMS является датчик. Сегодня изготовление таких датчиков идет так активно, что некоторые крупные фирмы имеют свои собственные патентованные устройства, которые могут иметь отличную от датчиков конкурентов конструкцию. Однако даже самые экзотические устройства классифицируют. Они могут быть:
— Внешними. Датчик крепится на ниппель. Его очень легко переставить с одного колесо на другое. Самые простые механические датчики серии Easy Control вообще не используют электронику – их закрепляют на ниппеле и в случае падения давления цвет устройства меняется от зеленого к красному;
— Внутренними. Это новое поколение датчиков, которые представляют собой устройства, закрепляемые на дисках авто. Они маленькие и компактные, работают 7-10 лет и могут похвастать высокой точностью измерений. Миниатюрные высокоточные датчики, которые будут фиксироваться прямо внутри шин, намерена производить компания Continental.
Информация от электронных датчиков передается блоку управления при помощи антенн. Интересно, что для этой же работы можно приспособить антенну центрального замка. Если система TPMS расширенная, то антенн будет четыре. Сами антенны устанавливаются как можно ближе к колесам – в арках кузова транспортного средства. В работе система следит за следующим:
— Объемом шин;
— Температурой внутри камер шин;
— Давлением;
— Скоростью, с которой вращаются колеса;
— Разницу в вышеуказанных параметрах между колесами на одной стороне.
Настройка и калибровка датчиков может осуществляться несколькими способами. На некоторых автомобилях, как, например, на американских Cadillac, автолюбитель может настроить их самостоятельно. В некоторых же эта работа должна осуществляться мастером при помощи специального прибора. Также вносятся некоторые изменения в электронный блок управления. Перенастройка необходима при замене шин на новые (летних на зимние и т.п.).
Неисправности датчиков давления шин
На самом деле неисправностей ДДШ не так уж и много. Диагностировать их просто. Мы не будем затрагивать механические датчики, поскольку они не работают в тандеме с электроникой и в принципе не входят в штатную комплектацию автомобилей. А вот электроника из системы TPMS может выйти из строя по следующим причинам:
— Разрядилась батарейка. Датчик снабжен небольшой батарейкой и работает от нее. Как правило, она обеспечивает его работоспособность на протяжении не менее 7 лет;
— Датчик не выдержал сильного механического воздействия. Диагностировать неисправность можно в ходе визуального осмотра. Как правило, облом ниппеля приводит к некорректной работе всей TPMS.
Однако интереснее выглядят «болезни» датчиков при частичном сохранении их функционала. Обычно автолюбители сталкиваются со следующим:
— На дисплей выводится некорректная информация вследствие прокола шины, а иногда и ее неграмотного ремонта. Опять же, надо визуально осмотреть шины;
— Цветовой индикатор горит, хоть давления в шинах остается в пределах нормы. Стоит очистить вентиль подкачки – как правило, датчики работают некорректно вследствие его загрязнения.
Обнаружить неисправные ДДШ очень легко в сервисных центрах. Для этой работы мастера используют TPS TEXA – специальный прибор, напоминающий спутниковый телефон. Это своеобразный тестер датчиков давления в шинах, который выводит всю информацию об этих устройствах на свой дисплей. Неисправные и вышедшие окончательно из строя датчики меняют на новые, а не пытаются ремонтировать.
Реален ли самостоятельный ремонт
Хоть производители ДДШ и даже мастера в сервисах будут говорить автолюбителю о том, что устройства системы TPMS неремонтопригодны, кое-что сделать можно. Проблема кроется не в сложности работ, а вот, чтобы найти необходимые для ремонта вещи. Часто автолюбители не ходят выбрать датчик с разряженной батареей – устройство еще в строю, просто в нем нужно заменить один элемент. Если батарейку удалось купить, то последовательность работ по ее установке выглядит так:
1. Снять датчик;
2. Аккуратно любым не слишком острым предметом соскрести со стороны платы мастику;
3. Разрезать корпус (не волнуйтесь – материал корпуса пластичный и относительно легко поддается действиям инструмента);
4. Вытащить старую батарейку, после чего поставить на ее место новую;
5. Припаять к батарейке электрод (скорее всего понадобится кислота – после пайки ее нужно счистить тем же спиртом);
6. Залить датчик герметиком и оставить так на сутки;
7. Собрать все обратно и установить на автомобиль.
Как показывает практика, в датчиках используются те же батарейки, что и в наручных часах. Иногда ставят не плоские батарейки, а другие. Неизменным их атрибутом является широкий диапазон рабочих температур: от -40 до +125, чаще от -30 до +60 градусов Цельсия. Даже в технической документации к некоторым автомобилям написано, что владелец транспортного средства должен сам разобрать устройство, сам снять батарейку и поставить новую, а старую должным образом утилизировать. Обнулить датчики для их последующей настройки можно следующим образом:
1. Заглушить мотор;
2. Включить зажигание в первое положение, тем самым не заводя мотор;
3. Зажать кнопку SET, после чего держать ее в этом положении до того момента, пока не услышите звуковой сигнал;
4. Завести двигатель и начать езду. Датчики придут в норму очень скоро.
Как видите, особой сложности в работах нет. Вместо того чтобы ехать в сервис стоит попытаться откалибровать датчики самостоятельно. Если же ничего не вышло, то попробуйте поискать информацию в тематических порталах, посвященных автомобилям конкретно вашей марки – возможно, алгоритм настройки ДДШ выглядит несколько иным образом. Заметьте, что обнулять и настраивать систему TPMS можно лишь тогда, когда были выполнены все связанные с заменой регулировкой шин и колес работы.
У систем контроля давления шин есть два «нехороших» состояние, о которых нужно знать всем автолюбителям. Система выдает на дисплей предупреждения, которые помогут быстро определиться с тем, что же вышло из строя. Предупреждения следующие:
— Low Tire. Давление в шине / шинах опасно низкое. Нередки случаи, когда при настройке датчиков автолюбители выбирали не тот комплект шин – система среагирует на ошибку и выдаст предупреждение;
— Check System. Проблема кроется в самом датчике. Практически всегда она сигнализирует о севшей батарейке. Иногда все дело в комплекте шин – проверьте тот, что установлен и тот, что оставили в гараже.
Также важно помнить о следующих моментах в работе датчиков:
— Они не «глючат». Как правило, все дело в утечке воздуха из шин. А иногда причине все в том же комплекте;
— В работе они руководствуются псевдослучайным таймером и, собственно, падением давления. Проще говоря, датчик работает не по запросу со стороны блока управления, а тогда, когда что-то происходит. Что касается таймера, то принцип его работы до сих пор неясен: датчик можно снять, и он даст знать о себе спустя, скажем, день;
— Весь датчик может перестать работать по причине окисления батарейки или контактов. Как раз по этой причине при самостоятельной замене батарейки важно уделить особое внимание пайке и герметизации устройства после нее.
И не забывайте об информации, которую изложил автопроизводитель в «букваре». В ней указаны оптимальные давления воздуха в шинах. Эту же информацию можно с легкостью найти в интернете. Усредненные значения для легкового транспорта таковы:
— 1,9-2,0 атмосфер для переднего моста;
— 2,2 атмосферы для заднего моста.
Так что же покупать
В случае выбора запасных датчиков или целого комплекта TPMS не стоит забывать о нескольких вещах. Во-первых, система определения давления в шинах есть далеко не на всех автомобилях, но ее можно докупить отдельно. Во-вторых, полный комплект TPMS может стоить даже дешевле, чем набор дополнительных брендовых датчиков. Эти же датчики можно легко найти по:
— Данным автомобиля. Обычно именно так ищут в электронных каталогах;
— VIN-коду. Актуально в тех случаях, когда TPMS входит в штатную комплектацию;
— Совместимости с имеющейся системой. Уточнить совместимость можно в тех же каталогах (зачастую только в узкоспецилизиарованных) и на сайтах производителей. В частности, обращайте внимание на рабочую частоту (на самых современных и точных датчиках она равна 433,0-434,1 Герц). Неправильно подобранные по частоте датчике не будут работать.
При подборе датчика немаловажно учитывать фирму, а также то, в какой стране устройство было произведено. От качества исполнения датчика напрямую зависит то, как долго он проработает и насколько точно будет определять параметры шин. Лучшие устройства предлагают следующие фирмы:
— Parkmaster (Япония);
— Fobo (Швейцая);
— Continental (Германия);
— Orange (Китай);
— Tyredog (Китай);
— Mobiletron (Тайвань).
Китайские фирмы предлагают самые бюджетные системы TPMS и отдельные их элементы. Сегодня именно они активнее всех своих конкурентов завоевывают новые рынки. Автолюбители из стран бывшего соцлагеря берут именно китайские датчики – они недорогие, но при этом качественные и долговечные. А вот лидерами рынка пока что остаются Parkmaster и Continental. Их продукцию дешевой не назовешь, но зато она может похвастать максимально достижимой на данный момент точностью. Отличается высокой отказоустойчивостью, стойкостью к перепадам температур и механическим воздействиям. Если ваш бюджет не ограничен, берите Parkmaster – японский продукт стоит своих денег. Швейцарские датчики очень компактные и технологичные. Визитной карточкой Fobo являются датчики, показания которых можно отслеживать на своем смартфоне со включенным Bluetooth. Эти устройства очень легко монтировать. Единственный их недостаток в сроке службы – батарейка разрядится спустя два года, но на наших дорогах весьма хрупкие датчики могут отъездить и то меньший срок.
В выборе датчика давления шин нет особой сложности. Самое главное – подобрать устройство с такой же как у старого рабочей частотой. На выбор есть продукция нескольких фирм. Имена самых проверенных мы указали выше. Если у автолюбителя нет желания ставить дорогостоящую систему TPMS, то вместо нее можно установить простейшие механические датчики. Они не отличаются точностью и долговечностью, но могут дать примерное представление о том, какое же в шинах давление. Дальнейшая проверка предусматривает использование манометра. Она же, впрочем, самая точная. Дабы сделать максимально комфортной и безопасной, уточните, каким должно быть нормальное давление в шинах вашего автомобиля и периодически проверяйте, соответствует ли реальное давление стандарту.
Диагностику, настройку и проверку системы TPMS лучше доверить мастерам в автосервисах. Они располагают всей необходимой для этого техникой. При желании можно купить электронику для проверки датчиков самому. Хорошие варианты предлагает немецкая фирма Bosch. Вам также очень поможет информация, излагаемая на сайтах автоконцернов, в «букваре» к автомобилю и информацию на тематических форумах.
Разновидности датчиков давления воздуха и способы их установки
В настоящее время, на современном рынке существует конструктивное многообразие измерительных устройств – датчиков давления воздуха, отвечающих за изменение такого параметра, как давление воздуха в системе. Они представляют собой элемент, физические свойства которого, показывают разное значение при изменении давления среды, которую измеряет датчик (в нашем случае воздух). Среди линейки видов данных устройств, порой сложно правильно выбрать нужную модель. Попробуем помочь разобраться с этим вопросом.
Описание и назначение
Датчики давления воздуха могут измерять изменение атмосферного давления и давление в конструктивной схеме какой — либо установки. Устройства контроля давления воздуха предназначены для непрерывного измерения и преобразования давления воздушной среды в выходной сигнал в виде напряжения или тока.
Для замеров могут использоваться механические, тепловые и электронные рабочие элементы. Последние дают более точные показания и, все чаще, находят применение в современных реалиях.
Сферы применения
Одной из сфер применения датчиков является измерение колебаний атмосферного давления. Эти данные необходимы для метеорологических служб, в медицинских целях, при наблюдении за метеозависимыми больными. Замеры атмосферного давления метеорологами позволяют установить направление ветров и движение циклонных областей. Атмосферные датчики отличаются по виду рабочего элемента – ртутные и электронные.
Также, широкое применение данные устройства получили для замера давления воздуха и других газов в автомобилестроении, строительстве, химической и легкой промышленности. Любой автоматизированный промышленный процесс, зачастую, не обходится без датчиков давления.
Классификация, конструкция и принцип действия
В конструкцию любого датчика давления входят такие составляющие:
Рассмотрим классификацию датчиков по принципу действия.
Волоконно-оптический
Представляет собой устройство, рабочим элементом которого служит нить из прозрачного материала, являющаяся переносчиком световых волн методом их отражения от стенок волокна. Данный тип устройств дает довольно точные измерения давления и не имеет зависимости от температуры окружающей среды. Диэлектрический корпус устраняет влияние электромагнитных полей на работу преобразователя. Современные оптические волокна изготавливаются из кварца.
Работа датчика основана на изменении амплитуды и направления электромагнитного поля (поляризации) световой волны, которая движется по рабочему элементу. При изменении давления, действующего на рабочий элемент, его диаметр уменьшается, а длина увеличивается на величину, измеряемую в нанометрах (нм). Деформация приводит к изменению свойств светового луча, проходящего по оптоволокну, что дает разницу в показаниях до и после приложения силы к чувствительному элементу.
Сигнал от волокно-оптического устройства поступает в специальный усилитель, который может принимать сигналы от нескольких датчиков и находиться на расстоянии от них.
Данные устройства обладают преимуществами перед другими видами:
К датчикам, применяющим в своей работе световые волны, можно отнести и оптоэлектронные системы. В них используются прозрачные многослойные плоскости, изменяющие свойства света под действием давления. Световая волна фиксируется фотоэлементом, который передает сигнал на электронную схему.
Магнитный
Устройство состоит из Е- образной плоскости с индуктивной катушкой и проводящей мембраны, на которую воздействует давление. Работа датчика основана на изменении электромагнитной индукции катушки при изменении зазора между плоскостью и мембраной.
Недостатки данных преобразователей:
Магнитные датчики производятся в двух исполнениях – по одинарной и дифференциальной схеме. Последняя имеет преимущества. В дифференциальном способе применяются 2 контура, которые фиксируют изменение величины электромагнитной индукции с противоположным знаком полярности. Во второй конструкции рабочий элемент с катушкой может иметь разную форму (Е- образную и цилиндрическую).
Емкостной
Данное устройство преобразует давление в изменение емкости конденсатора, выступающего в роли рабочего элемента. Специальная развязка (мультивибратор с компаратором) преобразует изменение величины емкости на рабочем элементе в выходной сигнал.
Емкостные устройства изготавливают с одним и двумя конденсаторами. Первые более подвержены воздействию окружающей среды (влажность и температура воздуха), вторые немного сложнее в конструкции, однако делают более точные замеры.
Преобразователи имеют конструкцию с одним либо двумя электродами, расположенными в корпусе и, изолированными от него. Между камерами с электродами расположена тонкая металлическая пластина, которая, совместно с электродами, дает емкость переменного значения, подключенную в схему измерения физического параметра. При подаче воздуха с одной стороны датчика, пластина смещается, изменяется значение емкости и устройство показывает величину избыточного давления.
Ртутный
Одним из простейших способов измерения давления воздуха либо другого газа является ртутный датчик, напоминающий формой английскую букву U. Принцип его действия основан на всем известном свойстве сообщающихся сосудов.
Через трубку вышеуказанной формы протягивается проводник, подключенный в мостовую схему, не выдающую сигнала при равнозначных сопротивлениях на обеих ветвях проводника, подключенных в схему. Половина трубки заполняется ртутью. При увеличении давления на одну из сторон трубки, с этой стороны ртуть опускается, а с обратной – поднимается. После данного физического воздействия ртутью появляется разность сопротивлений провода в одной и другой ветви, что провоцирует включение мостовой схемы и выходного сигнала.
К недостаткам данного устройства относится плохая защита от механических воздействий и большие габариты.
Еще один вид ртутного датчика – чашечный барометр. Состоит из запаянной трубки, присоединенной к емкости со ртутью. При изменении атмосферного давления, увеличивается или уменьшается давление на емкость и столбик ртути в трубке.
Пьезоэлектрический
Название устройства говорит о том, что его работа основана на преобразовании энергии механического воздействия в электрическую при помощи кристаллических материалов. При давлении на такой материал, между его сторонами появляется разность потенциалов. Этот способ измерения давления удобен только при быстром изменении его величины, так как при длительном приложении постоянной силы к пьезоэлектрику, его выходной сигнал постепенно гаснет.
К достоинствам устройства относятся:
Датчик состоит из двух пластин из пьезоматериала, между которыми находится металлический электрод, соединенный с выходной проводкой. Пластины изолированы от корпуса, служащего «массой». Гайка из диэлектрического материала отделяет выходной провод от корпуса.
Пьезорезонансный
Принцип действия похож на предыдущий, но в качестве рабочего элемента применяются кристаллы кварца. Кристалл крепится к рабочей пластине, передающей давление. При деформации плоскости, изменяется частота колебаний кристалла. Данные свойства дают несомненные преимущества этому виду преобразователей:
Пьезорезонансные элементы получили большую популярность для точной калибровки измеряемой физической величины, применяются в газовых скважинах, барометрах.
Резистивный
Эти преобразователи недорогие и простые по конструкции. Недостатком таких датчиков служит пониженная точность измерения давления. Принцип действия заключается в изменении сопротивления резистора при надавливании на рабочий элемент.
В его состав входит пленка из полупроводникового материала, проводник со связанными электродами, пластина, создающая пространство между проводником и полупроводником, слои из диэлектриков.
При приложении силы на полупроводниковую пленку, она начинает контактировать с электродами проводника через пластину, сохраняющую зазор, датчик начинает выдавать сигнал. Эти приборы не точные, их можно применять скорее для регистрации давления, но не для его измерения.
Советы по выбору и применению
При выборе датчика для своих потребностей нужно учитывать такие факторы:
Также, необходимо учесть вид измеряемого давления, его разброс, класс защиты прибора и материал корпуса.
Датчики давления воздуха в Москве
Датчик давления воздуха Автоприбор 2702.3829010
Датчик давления воздуха Стартвольт VSMP1618
Датчик давления в шинах TPMS Датчик давления воздуха шин Hyundai/Kia (52933C1100)
Система контроля давления в шинах Deelife TPMS M3 (внешние датчики)
Дифференциальный датчик давления воздуха(20-200Па) (арт. LF-02)
Датчик давления воздуха VAG 038 906 051 D
Датчик давления воздуха Renault 22 36 500 35R
Датчик давления воздуха и давления воды на MPS20N0040D-S
Датчик давления MBS 1700, 10 бар
Датчик давления воздуха Chrysler 0503 3310 AB
Датчик давления воздуха во впускном коллекторе Bosch 0261230234
5021320-Датчик давления воздуха 5021320 BPART
Датчики-реле дифференциального давления воздуха DUNGS DUNGS Дифференциальный датчик давления воздуха LGW 1.5 A2-7