1 listopada 2014 r. wprowadzono unijne rozporządzenie ECE R 64, które wymaga, aby wszystkie samochody osobowe produkowane po tej dacie były wyposażone w układ monitorowania ciśnienia w oponach. Użytkownicy są świadomi tego wymogu. W tym artykule zapoznamy Czytelnika z poszczególnymi typami czujników ciśnienia i metodami ich montażu.

Znaczenie ciśnienia w oponach

Każdy użytkownik zetknął się zapewne z zaleceniem utrzymywania ciśnienia w oponach w określonym zakresie. Jest to ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa, gdyż ma wpływ na pokonywanie zakrętów, drogę hamowania, jak również komfort jazdy.

Kwestia ta ma również znaczenie ekonomiczne, ponieważ nieprawidłowe ciśnienie powoduje podwyższone zużycie opony, a także wzmożone zużycie paliwa. Mówiąc konkretnie, w przeciętnym samochodzie każdy spadek ciśnienia 0,1 bara prowadzi do wzrostu zużycia paliwa rzędu 0,5%.

Rys historyczny

Należy zaznaczyć, że technologia monitorowania ciśnienia w oponach nie pojawiła się w 2014 r.

W pierwszy układ TPMS (Tire Pressure Monitoring System – system monitorowania ciśnienia w oponach) zaczęto wyposażać luksusowe samochody osobowe jeszcze w latach 80-tych. Do użytku komercyjnego weszły w samochodach Porsche z oponami Goodyear 959 w latach 1987 – 89.

Mówimy tu oczywiście o zastosowaniach cywilnych, gdyż wojsko korzystało z tej technologii o wiele wcześniej.

Od 1991 r. firma Chevrolet montowała to urządzenie we wszystkich modelach Corvette, a od 1996 r. zostało ono wprowadzone do segmentu rodzinnego przez Renault.

W tamtym czasie układ TPMS był bardzo rzadkim dodatkiem, aż w 1999 r. za sprawą francuskiego koncernu PSA wszedł do standardowego wyposażenia niektórych modeli samochodów.

Kolejna zmiana dokonała się w 2014 r., tym razem za sprawą Unii Europejskiej, której rozporządzenie nakazało, aby wszystkie nowe samochody osobowe wprowadzane na rynek od 1 listopada 2014 roku posiadały system TPMS.

ECE R64

Ponieważ istnieje wiele sposobów monitorowania ciśnienia w oponach, UE ustaliła pewne podstawowe kryteria, które musi spełniać każde rozwiązanie:

• Możliwość sygnalizacji znacznego spadku ciśnienia w co najmniej jednym kole, tzn. utrata przynajmniej 20% pierwotnego ciśnienia w ciągu 10 minut
• Możliwość powiadomienia kierowcy, jeśli w co najmniej jednym kole ciśnienie pozostaje stałe przez 60 minut (podejrzenie błędu czujnika)
• Stabilne i nieprzerwane działanie w zakresie od 40 km/h do prędkości maksymalnej pojazdu

Typy systemów TPMS

Na początku powstało wiele rozwiązań w zakresie monitorowania ciśnienia w oponach, ale tylko dwa są w szerokiej dystrybucji.

Kontrola bezpośrednia

Metoda ta wykorzystuje dedykowany piezoelektryczny czujnik ciśnienia w każdym kole, dzięki czemu odczyt ciśnienia jest dostępny bezpośrednio (w niektórych przypadkach urządzenie jest wyposażone w czujnik temperatury).

Czujnik ten jest bardzo funkcjonalny i może dostarczać dane niezależnie od prędkości – nawet podczas postoju.

Dedykowany czujnik oznacza jednak dodatkowe koszty. Co jakiś czas należy wymieniać w nich baterię, ponieważ nie można podłączyć czujnika do zasilania pojazdu. Niektórzy producenci wbudowują baterię w urządzenie, co oznacza, że rozładowanie baterii wymaga wymiany całego czujnika.

Obecność czujników oznacza, że montaż opon jest bardziej kłopotliwy – awaria zaworu może zniszczyć czujnik. W krajach, w których stosuje się opony zimowe i letnie w zależności od pory roku, wymaganych jest 8 zamiast 4 czujników. Są one wrażliwe na wstrząsy mechaniczne. Jeśli chcemy zastosować produkty używane musimy liczyć się z problemami związanymi z kompatybilnością.

Łącze informacyjne jest bezprzewodowe, wykorzystuje częstotliwość radiową – w UE jest to zazwyczaj 433 MHz, a w innych miejscach 325 MHz. Aby umożliwić pojazdowi rozróżnienie czujników, każdy z nich jest wyposażony w unikalny 32-bitowy identyfikator. Ta informacja musi być wprowadzona do procesora TPMS przy pierwszym montażu. Nie wszystkie czujniki rozpoznają położenie kół, niektóre po prostu wykrywają ich obecność.

Fizyczna konstrukcja przetwornika może się różnić w zależności od producenta: niektórzy stosują dedykowaną antenę obok czujników, aby zapewnić niezawodne dotarcie sygnału do odbiornika (BMW, Ford, Opel, Alfa Romeo, Audi), ale podstawowe komponenty systemu są jednakowe.

Kontrola pośrednia

To rozwiązanie jest mniej solidne, choć składa się z mniejszej liczby elementów i wykorzystuje dane z czujników prędkości kół do obliczania względnej różnicy ciśnień.

Oznacza to, że nie ma potrzeby stosowania nowych czujników, a tym samym nie ma potrzeby ich serwisowania, co jest ogromną zaletą z punktu widzenia eksploatacji. Koła nie zawierają żadnych dodatkowych elementów, więc montuje się je w tradycyjny sposób – i żaden z naszych zestawów kół nie ma nowego wyposażenia.

Minusem jest to, że nie widzimy wartości ciśnienia bezwzględnego w żadnej z opon, system służy tylko do porównania – i to tylko w czasie ruchu samochodu, a nie podczas postoju.

Każda wymiana opony wiąże się z koniecznością przestrojenia systemu, co zwykle nie zajmuje dużo czasu, ale w przypadku systemów bezpośrednich nie ma w ogóle takiej potrzeby.

Ponieważ czujnik nie jest montowany w kole, nie ma możliwości pomiaru temperatury, więc system może wyświetlać fałszywe alarmy spowodowane zmianami środowiska i stylu jazdy.

Rodzaje czujników TPMS: wkręcany

Ten typ to zawór z czujnikiem zamocowany za pomocą nakrętki. Jest to konstrukcja bardziej wytrzymała, tę wersję możemy zamontować tylko w pojazdach osiągających wysokie prędkości. W większości wersji zawór i czujnik stanowią jedną całość, co znacznie utrudnia naprawę.

Czujnik TPMS zatrzaskowy

Ten czujnik jest znacznie łatwiejszy w montażu, ponieważ zawór i czujnik są całkowicie oddzielnymi elementami, więc sam zawór można łatwo wymienić.

Główna zaleta tego elementu jest również jego główną wadą: łatwość demontażu oznacza, że urządzenie może być stosowane tylko do 5 barów i nie może być instalowane w pojazdach osiągających duże prędkości.

Wymiana czujnika zatrzaskowego została zaprezentowana na poniższym filmie: