Jak działa czujnik ciśnienia w oponach i gdzie się znajduje?

Bezpośredni czujnik TPMS znajduje się zazwyczaj wewnątrz koła, przyklejony do felgi lub przymocowany do zaworu, i przesyła radiowo precyzyjny wynik pomiaru ciśnienia. Alternatywny system pośredni nie ma czujnika w oponie w ogóle. Zamiast tego wykorzystuje czujniki prędkości układu ABS, by zidentyfikować zmniejszony obwód toczącego się, niedopompowanego koła.

Kierowca na desce rozdzielczej najczęściej widzi po prostu tę samą żółtą ikonę z wykrzyknikiem, niezależnie od tego, która technologia czuwa nad jego bezpieczeństwem. Warto jednak wiedzieć, z którym rozwiązaniem masz do czynienia w Twoim aucie. Szersze omówienie podziału tych układów znajdziesz w artykule opisującym rodzaje czujników TPMS, natomiast tutaj skupimy się na mechanizmie działania. Odpowiemy na pytania, co faktycznie wykonuje pomiar, gdzie ukryte są poszczególne elementy oraz jak bezbłędnie rozpoznać wariant zamontowany w samochodzie.

Jak działa czujnik ciśnienia w oponach w systemie bezpośrednim?

System bezpośredni fizycznie mierzy ciśnienie powietrza wewnątrz opony przy użyciu elektronicznego przetwornika i drogą radiową wysyła tę informację do komputera pokładowego. Większość modułów dodatkowo monitoruje również temperaturę powietrza w kole.

Każdy nadajnik posiada swój unikalny identyfikator. Dzięki temu układ samochodu nie myli go z kołami pojazdu jadącego na sąsiednim pasie. Przypisanie konkretnego identyfikatora do danej pozycji na osi zależy z kolei od zapisanej konfiguracji komputera lub przebiegu procedury automatycznej lokalizacji. Odbiornik w aucie na bieżąco przetwarza odebrane pakiety. W zależności od tego, jak bogate jest wyposażenie pojazdu, na ekranie zobaczysz dokładne wartości w barach dla każdej opony albo jedynie ogólny komunikat o spadku ciśnienia.

Od pomiaru w kole do komunikatu na desce

Proces przesyłania informacji opiera się na jasno określonym schemacie przepływu:

Przetwornik w kole (rejestracja pomiaru) ➔ Elektronika z zapisanym ID (przygotowanie danych) ➔ Nadajnik radiowy (emisja na zewnątrz) ➔ Odbiornik auta (wychwycenie sygnału) ➔ Sterownik (analiza odchyleń) ➔ Wartość lub ostrzeżenie na desce.

Częstotliwość wysyłania tych danych, a także parametry wybudzania modułu uzależnione są od rozwiązań konkretnego producenta auta. Najczęściej, w celu oszczędzania baterii, przetwornik pozostaje uśpiony w trakcie postoju. Kiedy wbudowany akcelerometr wykryje obrót koła lub gdy nastąpi gwałtowny spadek ciśnienia, układ wznawia znacznie częstszą i regularną komunikację radiową.

Co wpływa na wskazanie czujnika?

Podstawowym czynnikiem wpływającym na odczyt TPMS jest temperatura powietrza. Zgodnie z prawami fizyki, gaz rozszerza się pod wpływem ciepła. Dlatego ciśnienie w oponach nagrzanych w trakcie dłuższej jazdy z reguły okaże się wyższe niż rezultat odczytany z tego samego koła w stanie całkowicie ostudzonym.

Jak działa pośredni TPMS wykorzystujący czujniki ABS?

Pośredni system TPMS wykrywa ubytek powietrza bez użycia mierników ciśnienia, opierając się przede wszystkim na analizie zmian prędkości obrotowej kół za pomocą czujników ABS; zaawansowane algorytmy analizują dodatkowo drgania tych sygnałów i inne dane pojazdu. Nie ma tu żadnego elektronicznego nadajnika ukrytego pod oponą.

Gdy ciśnienie spada, opona zaczyna silniej uginać się pod ciężarem auta. To sprawia, że jej efektywny promień i obwód toczenia ulegają zmniejszeniu. Z perspektywy fizyki, koło o mniejszym obwodzie musi kręcić się nieco szybciej niż pozostałe opony o prawidłowym ciśnieniu, by pokonać ten sam dystans. Komputer to zauważa i podnosi alarm.

Jak ABS pomaga wykryć spadek ciśnienia?

Sterownik cały czas pobiera dane z czujników prędkości obrotowej, które i tak są obecne w aucie dla potrzeb układów ABS i ESP. Analizuje te wartości i szuka trwałych odchyleń dla jednego z kół. W bardziej zaawansowanych wersjach tego systemu, oprogramowanie analizuje również specyficzne drgania powstające podczas toczenia, co pozwala wykryć spadek ciśnienia nawet w kilku kołach naraz.

Z technicznego punktu widzenia sygnał pochodzi z sensora ABS, jednak nie jest to fizyczny „czujnik ciśnienia”. Układ ten jest czysto obliczeniowy.

Dlaczego system pośredni wymaga inicjalizacji?

Aby zauważyć różnicę w prędkości toczenia, układ pośredni musi wiedzieć, jaka prędkość jest „normalna”. Tę normalną wartość ustala na podstawie zapisanego punktu odniesienia.

Gdzie znajduje się czujnik ciśnienia w oponach?

Czujnik bezpośredni montowany jest zazwyczaj wewnątrz obręczy, bezpośrednio przy podstawie zaworu (wentyla). W systemie pośrednim elementów TPMS na feldze nie ma wcale, a czujniki monitorujące obrót zamontowane są na zewnątrz koła, przy piastach.

Patrząc na koło z zewnątrz, w przypadku systemu bezpośredniego dostrzeżesz jedynie zakończenie wentyla. Cała skomplikowana elektronika ukryta jest wewnątrz i zabezpieczona oponą przed brudem oraz wilgocią. Taka lokalizacja pozwala na bezpośredni dostęp do powietrza wtłoczonego pod gumę.

Czujnik przy zaworze lub zamocowany do obręczy

Zdecydowanie najpopularniejszym sposobem montażu jest zintegrowanie puszki czujnika ze stopką zaworu. Zawór przechodzi przez standardowy otwór w feldze, a obudowa przetwornika blokuje się po wewnętrznej stronie obręczy, tworząc uszczelniony element. Znacznie rzadziej, na przykład w niektórych samochodach luksusowych lub w nieoryginalnych rozwiązaniach, niewielki moduł mocuje się do dna kanału felgi za pomocą specjalnej, mocnej opaski (tzw. band sensor).

Położenie elementów w systemie pośrednim

Dla kontrastu: w systemie pośrednim pomiar prędkości odbywa się poza oponą. Czujnik prędkości (sensor ABS) przymocowany jest przy piaście koła i współpracuje z obracającym się pierścieniem impulsowym lub enkoderem magnetycznym na łożysku. Z perspektywy samego ogumienia rozwiązanie to ma ogromną zaletę: przy zmianie kół na inny komplet, kierowca całkowicie unika ryzyka uszkodzenia elektronicznych nadajników i odpada kwestia ich uciążliwego przekładania.

Jak wygląda czujnik ciśnienia w oponach i z czego jest zbudowany?

Bezpośredni czujnik TPMS przypomina niewielką prostokątną puszkę z plastiku przykręconą do nasady zaworu. Rozmiarowo zbliżony jest zazwyczaj do bardzo małego sześcianu, a jego niska waga to kluczowy element zapobiegający zaburzaniu prawidłowego wyważenia koła.

Z technicznego punktu widzenia obudowa transmitera w niektórych wersjach stanowi jeden stopiony element z wentylem gumowym. O wiele częściej pozwala jednak na odkręcenie jej od zaworu metalowego. Takie rozdzielenie komponentów usprawnia wymianę ulegającego zużyciu trzonu czy wkładu zaworu przy zachowaniu sprawnego i drogiego modułu elektronicznego TPMS. Jeśli zastanawiasz się, na co zwrócić uwagę, sprawdź nasz poradnik podpowiadający, jak poprawnie dobierać wentyle i zawory TPMS. Pamiętaj jednak, że patrząc na sam gumowy wężyk wystający z koła, nigdy nie zyskasz stuprocentowej pewności, co znajduje się po drugiej stronie otworu.

Jak sprawdzić, czy w kole jest czujnik ciśnienia?

Aby sprawdzić typ systemu bez ściągania opony, najprościej jest znaleźć w menu auta ekran z dokładnym pomiarem ciśnienia w każdym kole (co oznacza system bezpośredni) lub użyć bezprzewodowego testera TPMS przykładanego do wentyla. Sama żółta kontrolka na desce mówi tylko tyle, że auto ma spadek ciśnienia lub usterkę – nie potwierdza ona fizycznej budowy systemu.

Czasami usterka bywa irytująca, dlatego zachęcamy do zapoznania się z materiałem o tym, na czym polega jazda bez czujników TPMS w kontekście braku odczytów na zegarach. Aby jednak skutecznie diagnozować problemy, musisz w ogóle wiedzieć, czy szukasz awarii drogiego nadajnika w oponie, czy błędu czujnika ABS.

Sygnały, które można sprawdzić bez demontażu opony

Dopóki opona leży ciasno na rancie felgi, musisz polegać na poszlakach oraz dokumentacji pojazdu. Poniższe kroki i obserwacje pomogą Ci zawęzić opcje.

Kiedy potrzebny jest warsztat oponiarski?

Aktywny nadajnik radiowy zazwyczaj da się wprawdzie namierzyć z zewnątrz odpowiednim testerem komunikacji, jednak stuprocentową pewność odnośnie samej budowy oraz rodzaju mocowania modułu uzyskasz po odsunięciu opony od krawędzi felgi. Wykonanie takich manewrów zalecane jest na profesjonalnej i bezpiecznej warsztatowej montażownicy. Próba operowania tradycyjną łyżką monterską w domowym garażu stwarza duże zagrożenie przypadkowego wyłamania trzonka przetwornika z jego obudowy.

Czujnik bezpośredni a pośredni: najważniejsze różnice w działaniu

Największa różnica dzieli sposób zbierania odczytów ze środowiska pracy: bezpośredni układ TPMS przeprowadza faktyczny pomiar ciśnienia we wnętrzu ogumienia, podczas gdy system pośredni dokonuje weryfikacji wyłącznie na bazie danych o prędkości oraz specyfice drgań wybranego koła.

Układ bezpośredni to zawsze autonomiczne zasilanie i transmisja radiowa, która z czasem wymaga serwisu (np. gdy padnie wbudowana na stałe bateria). System oparty o sygnały ABS nie wymaga żadnego serwisowania w obrębie samej opony, jest tańszy w utrzymaniu, ale w zamian po zmianie ciśnienia lub kół zwykle wymaga inicjalizacji zgodnie z instrukcją auta.

Zasada wstępnej diagnostyki obu instalacji pozwala oprzeć się na wyświetlanych komunikatach. Wyświetlanie przez ekran komputera odrębnych, zmieniających się z czasem ciśnień w barach dla każdego koła gwarantuje styczność z rozwiązaniem bezpośrednim. Jeżeli jednak odnajdujesz jedynie lakoniczną funkcję kalibracji (zapisywania ciśnienia) i nigdy nie dostrzegasz cyfr, bardzo mocno sugeruje to wykorzystanie pomiaru opierającego się na systemie ABS, przy czym należy pamiętać, że niektóre starsze typy układów bezpośrednich działały na tożsamej zasadzie. Aby rozwiać wszelkie wątpliwości, podeprzyj się numerem nadwozia VIN, bądź zajrzyj do stacji obsługi. Skorzystanie ze sprawnego testera radiowego zbliżonego na sekundę do zaworu bezproblemowo ukaże technologię, bez konieczności odkręcania kół.