TPMS – Tire Pressure Monitoring System

Az idei év egyik sikerterméke kétségkívül a TPMS (Tire Pressure Monitoring System – német nyelvterületen RDKS, vagyis Reifendruckkontrollsystem), azaz a gumiabroncsok nyomását ellenőrző fedélzeti rendszer. Az elmúlt években egyre inkább elterjedtek a prémium jármű kategóriában, de az Európai Unió ECE R 64-es rendelete nyomán 2014. november 1-jétől minden, az Unióban újonnan forgalomba helyezett gépjárműnek rendelkeznie kell ezzel a biztonsági rendszerrel. A jogszabály alapján elterjedő TPMS rövid időn belül bekerül a műhelyekbe, annál is inkább, mert a rendszert nemcsak hiba esetén kell javítani vagy illeszteni, hanem minden évben kétszer, a téli-nyári abroncsok cseréjekor.

MIÉRT IS FONTOS A MEGFELELŐ NYOMÁS A KEREKEKBEN?

A szabályozás gazdasági és biztonsági szempontok alapján történt. Egyrészt a nem megfelelő gumiabroncsnyomás csökkenti a gumi élettartamát és növeli a jármű tüzelőanyag-fogyasztását, másrészt a közlekedés biztonságára is kihat, hiszen megváltozik a fékút, és a jármű mozgása is kiszámíthatatlanná válhat. Ugyanakkor azt is indokként említik, hogy a járművezetők hajlamosak megfeledkezni a guminyomás ellenőrzéséről, így a hiba huzamosabb ideig áll fenn.

A RENDELET

Az ECE R 64-es rendelet részletesen leírja, hogy milyen kritériumoknak kell megfelelnie az idén novembertől kötelező rendszernek, és milyen esetekben kell figyelmeztetnie a jármű vezetőjét:

– jeleznie kell, ha nagymértékű a levegővesztés: 10 perces periódus alatt 20%-os, vagy azt meghaladó nyomásesést érzékel,

– figyelmeztetnie kell a járművezetőt, ha 60 percen keresztül fokozatosan csökken a gumiabroncs nyomása,

– a rendszernek megbízhatóan kell működnie 40 km/h és a jármű végsebessége között.

A rendelet csak az újonnan forgalomba helyezett járművekre vonatkozik. Utólagos beszerelést a törvény semmilyen formában nem ír elő.

A TPMS járműbe kerülésével egy új visszajelző lámpa is helyet kapott a műszerfalon ➊, ami, ha világít, akkor a keréknyomás nem megfelelő, ha villog, akkor pedig rendszerproblémát észlelt az ECU.

➊ A TPMS járműbe kerülésével egy új visszajelző lámpa is helyet kapott a műszerfalon.

KÉT LEHETSÉGES MEGOLDÁS

Az autógyártóknak két lehetőségük van teljesíteni a fent említett specifikált tulajdonságokat. Az úgynevezett indirekt rendszerek az ABS keréksebesség-szenzorok jeleit használják fel a guminyomás megállapítására ➋. A szoftver összehasonlítja a különböző kerekek sebességeit, és amennyiben valamelyik keréknél kisebb a guminyomás, annak a keréknek a sebessége nagyobb lesz a kisebb gördülési sugár miatt. Ha a rendszer ilyen keréksebesség-különbséget érzékel, úgy, hogy azt a forgalmi helyzet nem indokolja, akkor a műszerfalon kivillan a hibajelző lámpa. Az indirekt rendszereket elsősorban a VW-csoport autóiban találhatjuk meg, illetve néhány PSA modellben.

➋ Az indirekt rendszerek az ABS keréksebesség-szenzorok jeleit használják fel a guminyomás megállapítására.

➌ A direkt rendszerek esetében a gumiabroncsnyomást közvetlenül, a keréktárcsán elhelyezett nyomásmérő szenzorral érzékelik.

A direkt rendszerek esetében a gumiabroncsnyomást közvetlenül, a keréktárcsán elhelyezett nyomásmérő szenzorral érzékelik ➌, és járműtípustól függően ezek az érzékelők a hőmérséklet mérésére is alkalmasak lehetnek. Az információt vezeték nélkül továbbítja a rendszer a vezérlőegységbe, ami kiértékeli a kapott adatokat és a megengedettnél kisebb nyomás esetén hibalámpa gyújtásával figyelmezteti a jármű vezetőjét. A direkt rendszerek előnyei:

– gyorsabbak, és pontosabb adatot szolgáltatnak,

– álló jármű esetén is minden kerékre rendelkezésre áll a nyomás és hőmérsékletérték,

– kevésbé érzékenyek az útviszonyokra,

– nem kell újrakalibrálni a rendszert, ha például a nyomás változik a terhelés növekedése vagy a kerék cseréje miatt (bár megjegyzendő, hogy a direkt rendszernél a szenzorok illesztése szükséges kerékcsere esetén).

A DIREKT RENDSZER SAJÁTOSSÁGAI

A direkt rendszerekben rádióhullámon továbbítják a szenzorok a jeleket a jármű ECU-jába. Emiatt minden egyes szenzort egy külön azonosítóval (ID) látnak el ➍, és ezt az azonosítót rögzítik a jármű „agyában”, hogy az mindig csak a saját érzékelőinek a jelét figyelje, és figyelmen kívül hagyja a körülöttünk lévő többi jármű szenzorainak kibocsátott jelét. A kerék cseréjekor, ha a szenzort is cseréljük, ezért fontos az új szenzorok párosítása a járműhöz.

➍ Minden egyes szenzort egy külön azonosítóval (ID) látnak el.

A SZENZOROK TÍPUSAI

Az úgynevezett „clamp in”, vagyis anyával rögzített szenzorok ➎ esetében egy tömítőgyűrű biztosítja a keréktárcsa tömítettségét, és az anya biztosítja az összeszorító erőt. A szelep és a szenzor legtöbbször egy egységet képez, így a szelepjavítás megfelelő célszerszám és javítókészlet nélkül csak a szenzor cseréjével együtt lehetséges.

➎ Az úgynevezett "clamp-in", vagyis csavarozható szenzorok szelepének tipikus felépítése.

➏ Az úgynevezett „snap in”, vagyis bepattintható szenzorok tipikus felépítése

A „snap in”, vagyis a bepattintható szenzorok tipikus felépítése a ➏ ábrán látható. Itt már a szenzor és a szelep rögzítése nem anyával történik, hanem (ahogy a későbbi szerelési útmutatóban is látható) egy fogó segítségével kell a szelepet a keréktárcsában kialakított furatba helyezni. A szelep és a szenzor csavarkötéssel illeszkedik egymáshoz, így a szelep az eredeti szenzor megtartásával cserélhető.

Ha egy szenzorba betekintenénk, akkor a ➐ ábrán látható alkatrészeket találnánk. Az egységben helyet kap maga a nyomásérzékelő, a jelátalakító és -sugárzó, valamint egy elem, melynek élettartama a gyártók szerint 4–10 év.

➐ A szenzortestben lévő alkatrészek.

A SZENZOROK SZERELÉSE

A TPMS-rendszerrel ellátott kerekek, és maga a szenzor szerelése is új megfontolásokat és sok esetben speciális szerszámokat igényel. Minden direkt rendszerre igaz, hogy a gumi fel- és leszerelése veszélyt jelenthet a szenzorok épségére, ezért fokozott óvatossággal kell a rutinműveleteket végrehajtani, és minden mozzanatnál ügyelni kell a szelep pozíciójára:

– a gumi leszerelése a hagyományos kerekekhez hasonlóan a levegő kiengedésével, vagyis a szelep kiszerelésével kezdődik,

– ezután a gumit leválasztjuk a felni pereméről, ügyelve arra, hogy a szerelőgép tányérja soha ne érje el a szenzort. Érdemes a szelep helyzetét megjelölni a gumin, és mindig minimum 90°-os szöget tartani a tányér és a szelep között ➑.

➑ Érdemes minimum 90°-os szöget tartani a tányér és a szelep között.

– A gumi leszerelésénél a keréktárcsát úgy kell elhelyezni a szerelőgépen, hogy, ha a szerelőfej és a csúszógörgő helyét „12 óra” pozíciónak tekintjük, akkor a szelep „11 óránál” legyen ➒, így a leszerelés kezdetekor elkerülhető a szenzor sérülése.

➒ A gumi leszerelésénél a keréktárcsát úgy kell elhelyezni a szerelőgépen, hogy, ha a szerelőfej és a csúszógörgő helyét „12 óra” pozíciónak tekintjük, akkor a szelep „11 óránál” legyen.

– Felszereléskor is ügyelni kell a szelep (és ezáltal a szenzor) pozíciójára: a szelep kb. „4–5 óra” pozícióban legyen, amikor a szerelőfej elkezdi a gumi peremét visszanyomni a keréktárcsába, hogy a gumi mozgása közben ne üsse meg a szenzort ➓.

➓ Felszereléskor a szelep kb. „4–5 óra” pozícióban legyen, amikor a szerelőfej elkezdi a gumi peremét visszanyomni a keréktárcsába.

A szenzorok és a szelepek szerelése függ a típusától is. Az úgynevezett „snap in” szenzorok esetén a hagyományos szelepeknél is alkalmazott szerszámot kell használni ⓫, hogy a gumiban lévő hornyot a keréktárcsán lévő furattal illesszük. A bepattintós szenzorok előnye, hogy könnyen szerelhetők, és a szeleprész egyszerűen cserélhető. Ha a szelepet és a szenzort szereljük össze, ügyeljünk a megfelelő meghúzási nyomaték betartására. Ehhez egy speciális, kis tartományú nyomatékkulcsot kell használni ⓬. Az értéket a gyártó írja elő, általában 1,3 Nm körüli érték. A bepattintós szelepeket és a csavarokat soha nem szabad újra felhasználni kiszerelés után. A szenzorra minden esetben új szelepet kell szerelni és új csavarral kell rögzíteni azt. A bepattintós szenzorok típustól függően kb. 5 bar nyomásig és 180–200 km/h maximális sebességig használhatók. Efölött már csak a csavarozott szelep jöhet szóba. Az úgynevezett „clamp in” szelepek is csatlakozhatnak csavarral a szenzorhoz, vagy egy egységet is képezhetnek velük. Az anyával történő rögzítéshez szintén nyomatékkulcsot kell használni. Az anya meghúzási nyomatékát a gyártó közli, általában 7 Nm.

⓫ Az úgynevezett „snap in” szenzorok esetén a hagyományos szelepeknél is alkalmazott szerszámot kell használni.
⓬ Ha a szelepet és a szenzort szereljük össze, ügyeljünk a megfelelő meghúzási nyomaték betartására.

Mindkét típusú szelepbe nikkel bevonatú szelepmagot kell szerelni, a korrózióállóság és a megfelelő tömítettség érdekében. Amennyiben a gumit leszereljük, érdemes feljegyezni a szenzorok azonosítóját, mert nem minden jármű képes felismerni a szenzorokat, és nem minden diagnosztikai eszköz képes aktiválni a szenzort és kiolvasni az ID-t. Ezzel az elővigyázatossági lépéssel sok felesleges munka megspórolható.

A SZENZORRAL EGYBEÉPÍTETT SZELEP JAVÍTÁSA

Mivel a szenzorcsere és -kiszerelés nélküli szelepjavításról egy teljes cikk született már, amit az Autótechnika 2013/10-es számában olvashatnak, ezért csak összefoglaljuk, amit az ilyen jellegű javításról tudni érdemes: a szelepek az idő folyamán sérülhetnek ⓭, és ilyenkor vagy leszereljük a gumit és kicseréljük a szelepet, vagy, ha a szenzorral egybe van építve, akkor azzal együtt cseréljük. Belátható, hogy sem időtakarékosnak, sem költségkímélőnek nem mondható ez a megoldás, ezért fejlesztettek javítókészletet, melynek segítségével a szelepet ki sem kell szerelni a keréktárcsából, sőt a kereket sem szükséges leszerelni az autóról a javításhoz. A technológia szerint a sérült, törött szelepházat kifúrjuk, így távolítjuk el. Az új szelepházat a csonkba becsavarjuk, tehát előtte menetet kell vágnunk a megmaradt csonkba. A szelepház behajtásakor menetrögzítő tömítőanyagot használunk. A javítókészlet használatának további előnye, hogy a szelep tömege nem változik jelentősen, így a kereket nem kell újra kiegyensúlyozni. A Ken-Tool javítókészlete ⓮ a szükséges speciális fúrókat, a menetrögzítő tömítőanyagot és egy alapkészlet szelepmennyiséget tartalmaz.

⓭ A szelepek sérülése gyakori probléma.

⓮ A Ken-Tool javítókészlete a szükséges speciális fúrókat, a menetrögzítő tömítőanyagot és egy alapkészlet szelepmennyiséget tartalmaz.

A SZENZOROK ILLESZTÉSE, KALIBRÁLÁSA

A TPMS szenzorokat az adott autóhoz kell programozni (feltanítani) abban az esetben, ha a kerekek pozíciója megváltozott, vagy ha új szenzor beépítésére kerül sor, például keréktárcsacsere esetén, vagy ha a szenzor sérült / elromlott. Néhány típus automatikusan felismeri a szenzorait és újratanulja, ha a kerékpozíciók megváltoznak (BMW, Mercedes, Land Rover, Jaguar...). Néhány típusnak az OBDII csatlakozón keresztül kell feltanítani a szenzorok azonosítóit (ID), pl. Peugeot, Citroën, Renault, Toyota, Lexus.

A feltanítás során meg kell adni a szenzorok azonosítóját, és járműtől függően a pozíciót is. A szenzortanítás előtt érdemes kiolvasni a meglévő szenzorok adatait és letárolni, mert bizonyos modellek a tanítási folyamat során minden szenzor adatait törlik, és újra fel kell venni mind a 4 szenzor ID-ját, akkor is, ha csak 1 szenzort cseréltünk.

A TPMS-re specializálódott eszközök képesek feléleszteni a szenzorokat, így a tanítás „automatikusan” is lebonyolítható, ha a TPMS ECU-t tanuló módba állítjuk, majd egy meghatározott sorrendben – ami általában a bal első kerékkel kezdődik és az óramutató járásával megegyező irányban megy körbe a járművön – „felébresztjük” a szenzorokat ⓯, így azok adatait az ECU lementi, és a sorrend miatt a pozíciókat is önállóan megjegyzi. A TPMS diagnosztikai eszköz önmagában nem képes az ECU-t tanuló üzemmódba helyezni, így ahhoz egy gyári vagy gyári szintű diagnosztikai berendezés szükséges.

⓯ A szenzorok felélesztése az arra alkalmas diagnosztikai eszközzel történik.

Néhány TPMS műszer képes adatot is kicsalni a szenzorokból (nyomás, hőmérséklet, ID), ami nagyon hasznos a kerékcsere előtti állapotfelméréshez és kiválóan alkalmazható hibakutatásra azoknál a rendszereknél, melyeknél a kerék – és ezzel együtt a szenzor – helyzete a járművön nem definiált. Az ID-kiolvasás pedig akkor jelent nagy előnyt, ha egy szerelt keréken lévő szenzornak nem tudjuk az azonosítóját, vagy (mint például a Toyota esetében) a szenzorillesztés során minden érzékelő azonosítója először törlődik a rendszerből, majd újra fel kell vinni a régi szenzorok azonosítóit is, nem csak azokét, amelyek cserélve lettek.

KÜLÖNLEGES SZENZOROK

Nem minden gyártó szenzorai illenek bele az eddig említett variánsokba, ugyanis a fejlesztések egy mellékágán létrehoztak olyan érzékelőket, melyeket nem a keréktárcsára, a szeleppel együtt kell szerelni, hanem a gumiba kell beágyazni/ragasztani. A legismertebb ilyen elven működő rendszer a Continental – VDO REDI keréknyomás-felügyelő rendszere ⓰, ami idén a frankfurti Automechanika-kiállításon díjat is nyert. A kis érzékelő, akárcsak az OE-szenzorok előre vannak programozva, így csak az összetanítást szükséges elvégezni. Elhelyezéséből adódóan, vagyis mivel a gumi belső oldalára kell ragasztani, ezért bármilyen keréktárcsához használható, ráadásul kevésbé van kitéve a szereléskor keletkező mechanikai sérülés veszélyeinek. Ahogy már említettük, egy szenzor elemének, ezáltal magának az érzékelőnek az átlagos élettartama 4–10 év körül van, ehhez képest a gumira szerelendő REDI szenzorok élettartama a gumiéval megegyező, vagyis használattól függően 4–5 év. Ez azt jelenti, hogy élettartam szempontjából nem jelent nagy hátrányt, hogy a gumira van szerelve a szenzor.

⓰ A Continental – VDO REDI keréknyomás-felügyelő rendszer szenzora.

UTÓLAGOS TPMS-BEÉPÍTÉS

Vannak olyan gyártók, akik lehetőséget biztosítanak nyomásérzékelők utólagos beépítésére. Mivel a gyárilag TPMS-sel nem rendelkező járművekre általában nem lehetséges a szenzorok feltanítása, ezért egy olyan – kijelzővel is rendelkező – műszert is be kell szerezni, ami képes a szenzorok jeleit fogadni és mutatni a jármű vezetőjének ⓱. Az utólagosan beépített rendszer is képes figyelmeztetni, nem megfelelő keréknyomás esetén. Az okostelefonok elterjedésével a kijelzős vevőegységet felválthatja a telefonunk, ahogy az Autótechnika 2013/1-es számában bemutatott Continental-szenzorok esetében ⓲.

⓱ Utólagos TPMS-beépítés

⓲ Okostelefonnal kiolvasható adatok a Continental-szenzorok esetében.

KOMOLYAN KELL VENNI

A keréknyomás-felügyelő rendszer biztonságkritikus eleme a gépjárműnek, ennek megfelelően kezeli a rendelet. A tervek szerint 2015. június 1-jétől a műszaki vizsga protokollban a visszajelzők ellenőrzésekor a TPMS visszajelzőjét is ellenőrzik, és manipuláció vagy hiba esetén a járművet közúti közlekedésre alkalmatlannak ítélik. A tulajdonosok tehát nem úszhatják meg a keréknyomás-felügyelő rendszerek karbantartását, illesztését, ezért a szenzorok kezelését minden műhelynek illik megtanulni, ha versenyképes szeretne maradni. A gyártók és forgalmazók rendszeresen tartanak tréningeket, ezeken érdemes részt venni, főleg az első években.