TPMS-FINLAND Oy Automotive Technology Europe Ltd

Transkriptio

1 TPMS-FINLAND Oy Automotive Technology Europe Ltd Hyötyajoneuvojen rengaspaineiden valvonta Katsaus taloudellisiin vaikutuksiin ja käytettävissä oleviin teknologioihin

2 TPMS-FINLAND 2014 Sisällysluettelo Johdon yhteenveto Huonosti hoidettuna rengaspaineet ovat maailmanlaajuinen ongelma, jolla on huomattavat inhimilliset, ympäristöön vaikuttavat sekä taloudelliset kustannukset. Turvallisuutta ja ympäristöä koskevat vaikutukset ovat johtaneet lainsäädäntöön, joka tekee rengaspaineiden valvontajärjestelmistä pakolliset uusissa ajoneuvoissa USA:ssa, EU:ssa ja muualla. Hyötyajoneuvot eivät tällä hetkellä kuulu tämän lainsäädännön piiriin Euroopassa, mutta asiaan liittyy hyvin pitkälti samoja kysymyksiä, joilla on suuria taloudellisia vaikutuksia. Toimivien rengaspaineiden valvontajärjestelmien taloudelliset edut ovat huomattavia, ja niitä ovat mm.: Vähemmän renkaiden hajoamisia Pienempi polttoaineen kulutus Pidempi renkaiden käyttöikä Pienemmät ylläpitokustannukset Parantunut turvallisuus Vähemmän renkaiden hajoamisesta aiheutuvia toiminnan keskeytyksiä sekä polttoaine- ja rengassäästöt merkitsevät sitä, että yrittäjät voivat saavuttaa huomattavan taloudellisen hyödyn rengaspaineiden valvonnan avulla. Pienemmät ylläpitokustannukset ovat saavutettavissa, kun aikaa kuluu vähemmän renkaiden ympärillä suoritettavissa tarkastuksissa, ja kun saadaan ajoissa varoitukset, kun on aihetta toimenpiteisiin. Tämä merkitsee sitä, että rengaspaineen valvontajärjestelmän alkukustannukset voidaan saada takaisin hyvinkin nopeasti. Autojen massamarkkinoille suunnitellut innovaatiot ovat johtaneet kustannussäästöihin, ja erikoistuotteita on suunniteltu hyötyajoneuvojen ja kuorma-autojen nimenomaisia vaatimuksia varten. Nämä järjestelmät valvovat rengaspaineita jatkuvasti, ja varoittavat kuljettajia rengasongelmista kuten esim. alhaisesta paineesta ja vuodosta tai renkaan puhkeamisesta aiheutuvasta paineen alenemisesta. Jotkut järjestelmät mittaavat myös renkaan lämpötilaa ja antavat varoituksen mahdollisesta renkaan halkeamisesta tai renkaan syttymisestä palamaan. TPMS-Finland tarjoaa useita kustannustehokkaita järjestelmiä sekä yksityisautoille että hyötyajoneuvoille. Ohjaamon näytöllä annetaan tietoa ajoneuvon kaikista renkaista, ja kun havaitaan jotain normaalista poikkeavaa, annetaan sekä äänimerkki että näytölle tuleva

3 hälytys. Hyötyajoneuvoille on kehitetty kovaa käyttöä kestäviä järjestelmiä, jotka tukevat useita perävaunuja, ja saatavilla on myös kompakteja järjestelmiä pakettiautoille ja henkilöautoille. Renkaiden antureilta saatavat tiedot voidaan antaa myös ajoneuvonvalmistajien käyttöön tai erikoislaitteiden kehitykseen sarjatiedonsiirron solmun ( serial data node ) tai CANbus moduulin avulla. Rengaspaineet, ympäristö ja talous Tutkimuksen osoittavat jatkuvasti huomattavia taloudellisia ja ympäristölle aiheutuvia kustannuksia, jotka aiheutuvat väärin täytetyistä renkaista. Äskettäin Isossa Britanniassa julkaistu tutkimus osoitti, että käytännössä kolmessa neljästä Britannian teillä liikkuvassa ajoneuvossa on vähintään yksi rengas, jossa on huomattava alipaine. Tämä maksaa Ison Britannian autoilijoille suoraan yli 440 miljoonaa puntaa (n. 550 miljoonaa euroa) haaskaten yli 370 miljoonaa litraa polttoainetta ja pumpaten ylimääräiset 1 miljoonaa tonnia hiilidioksidia ilmakehään. Alipaineen tason arvioidaan aiheuttavan sen, että rengasta tuhlataan tarpeettoman kulumisen seurauksena, samalla kun rengasviat johtavat satoihin hengenvaarallisiin tai vaarallisiin onnettomuuksiin vuosittain ja kymmeniin tuhansiin renkaiden hajoamisiin. Oikeiden rengaspaineiden vaikutus turvallisuuteen, ympäristöön ja talouteen on johtanut lainsäädäntöön, joka on edistänyt rengaspaineiden valvontajärjestelmissä tapahtuneita innovaatioita. Nämä innovaatiot on suunnattu hyvin pitkälti henkilöautojen valmistukseen; nyt on kuitenkin saatavilla järjestelmiä, jotka hyödyntävät uusia teknologioita ja jotka on optimoitu hyötyajoneuvoissa käytettäväksi. Monet arvioistaii iii iv perustuvat tilastoihin, joissa on mukana yksityiskäytössä olevat henkilöautot; rengaspaineiden vaikutus hyötyajoneuvoihin voi kuitenkin olla vieläkin huomattavampiv. Käytettävissä on hyvin vähän julkaistuja tietoja siitä, kuinka rengaspaineita valvotaan hyötyajoneuvokannassa; EU on kuitenkin antanut tehtäväksi tutkimuksen, jonka aiheena on Rengaspaineiden valvontajärjestelmät (TPMS) keinona vähentää kevyiden hyötyajoneuvojen (LCV:t) ja raskaiden hyötyajoneuvojen (HDV:t) polttoaineen kulutusta ja CO2 -päästöjä. Tämä johtaa epäilemättä ajan mittaan lisäsääntelyyn. Rengaspaineiden ylläpito on työvaltaista. 18-pyöräisen ajoneuvon kaikkien renkaiden tarkastus ja korjaaminen voi helposti viedä minuuttia, joten säännöllisissä tarkastuksissa oikaiseminen on helppoa ja houkuttelevaa. Tutkimukset osoittavat, että huomattavassa osassa hyötyajoneuvoja on virheelliset rengaspaineet. Sielläkin, missä hyötyajoneuvoja huolletaan hyvin, rengaspaineiden merkitys säilyy hyvin tärkeänä, seuraavista huomattavan tärkeistä syistä: Polttoaineen kulutus on tärkeimpiä hyötyajoneuvoihin liittyviä kustannuksia. Alipaineisista renkaista johtuva lisääntynyt polttoaineen kulutus on raskailla hyötyajoneuvoilla melkein kaksinkertainen henkilöautoihin verrattuna. Renkaisiin liittyvät kustannukset ovat suurin yksittäinen ylläpitokustannus hyötyajoneuvoyrittäjille. Rengasvika on yleisin syy hyötyajoneuvojen hajoamiseen. Hajoamisen aiheuttamien suorien kustannusten lisäksi vika johtaa myös siihen, että aikatauluja ei voida pitää, huonoon asiakaspalveluun ja rengashävikkiin.

4 Renkaiden tyhjenemiset ovat erittäin tuhoisia. Rengas tuhoutuu, iskeytyvä rengas voi aiheuttaa seurannaisvahinkoja ja tyhjeneminen voi johtaa siihen, että kuljettaja menettää ajoneuvon hallinnan. Rengaspaineiden rutiiniylläpidon kustannukset yhdessä virheellisten rengaspaineiden aiheuttamien kustannusten kanssa merkitsee sitä, että rengaspaineiden valvontajärjestelmän kustannukset voidaan saada takaisin hyvinkin nopeasti. Lainsäädäntö USA:n lainsäädäntö Vuonna 2000, joukko kuolemaan johtaneita tieltäsuistumisonnettomuuksia, joissa oli osallisena Ford Explorer katumaastureita, joihin oli asennettu Firestone renkaat, johti Yhdysvaltojen suurimpiin kuuluvaan ryhmäkanteeseen. 6,5 miljoonaa Firestone rengasta vedettiin pois markkinoilta, ja presidentti Clinton allekirjoitti ensimmäisen TREAD actvi lain, joka vaati rengaspaineita koskevien varoitusjärjestelmien asentamista kaikkiin vuoden 2004 henkilöautoiin ja kevyihin kuorma-autoihin, joiden massa on enintään lbs (n kg). Vuonna 2008 tämä laajennettiin koskemaan kaikki uusia Yhdysvaltoihin tuotuja tai siellä myytäviä henkilöautoja. EU:n vaatimukset Maaliskuussa 2009 the Euroopan Parlamentti hyväksyi Direktiivinvii, joka koskee moottoriajoneuvojen hyväksyntää Euroopassa, ja määräsi erityisesti, että uusiin autoihin (luokka M1) tulee asentaa rengaspaineen valvontajärjestelmät. Tämä eurooppalainen lainsäädäntö meni Yhdysvaltain vaatimuksia pidemmälle tarkoituksessaan, jonka mukaan järjestelmien täytyy olla riittävän tarkkoja voidakseen optimoida polttoaineen kulutuksen sekä antaa turvallisuutta koskevia varoituksia. Lopullisesti täytäntöön pantu määräys määrittelee suorituskyvyn vähimmäisvaatimukset, mutta ei määrittele, että jotain määrättyä teknologiaa tulisi käyttää. Eurooppalainen lainsäädäntö pannaan täytäntöön kahden vuoden siirtymäajan kuluessa. Marraskuusta 2012 lähtien rengaspaineiden seuranta on vaatimuksena kaikkien uusien ajoneuvojen tyyppihyväksynnälle luokassa M1. Tämä ulottuu koskemaan kaikkia henkilöautoja, jotka valmistetaan marraskuun 2014 jälkeen. Lainsäädäntö Euroopassa ja USA:ssa ei tällä hetkellä koske raskaampia hyötyajoneuvoja; vastuu turvallisuudesta on kuitenkin liikennöitsijällä. Useimmille liikennöitsijöille kaikkein painavimmat perustelut rengaspaineiden valvontajärjestelmien asentamiselle ovat taloudelliset ja käytännölliset edut. Ison-Britannian lakiin perustuvat rengaspainetta koskevat vaatimukset Kuljettajan vastuulla on varmistaa, että kaikki renkaat ovat asianmukaisessa kunnossa ja että niissä on oikea ilmanpaine. Rangaistuksena lainvastaisten renkaiden käytöstä voi olla jopa 2500 (n euron) sakko ja 3 rangaistuspistettä PER RENGAS. Kaksi viallista rengasta voisi siten maksaa kuusi rangaistuspistettä, ajokortin menetyksen sekä 5000 (6250 euron) sakon! Rengaspaineen valvontajärjestelmä voi auttaa liikennöitsijää ja kuljettajaa täyttämään nämä lakiin perustuvat vaatimukset. Kansainvälinen standardi, ISO21750

5 ISO 21750:2006viii määrittelee henkilöautoihin tarkoitettuja rengaspaineen valvontajärjestelmiä koskevat kokonaissuorituskykyä koskevat ohjeistukset. Standardi on tarkoitettu koskemaan henkilöautoja, joiden rengaspaineet ovat enintään 375 kpa (n. 55 psi), joten se ei ole suoraan sovellettavissa hyötyajoneuvoihin. Se on myös eurooppalaista lainsäädäntöä vanhempi, joten vaikka se onkin käyttökelpoinen viitekohta, joka määrittelee joitain suorituskykyä koskevia vähimmäisvaatimuksia, se ei ole nykyajan standardien mukaan erityisen vaativa. Standardi antaa käyttäjän asettaa tavoitepaineet ja vaatii seuraavia asioita koskevat hälytykset Alhainen rengaspaine Vuoto, joka aiheuttaa nopean paineen alenemisen Järjestelmän virheen näyttö Taloudelliset vaikutukset polttoaineen kulutus Suurin osa raskaan hyötyajoneuvon polttoaineen kulutuksesta muodostuu kolmesta tekijästä ix. Seuraavat osuudet perustuvat hyvin huollettuun rekkaan, joka liikkuu nopeudella km/h (55-60 mph). 50% päävaunun renkaat 50% vetoauton renkaat Mekaaninen kitka 17% Renkaan vierintävastus 33% Aerodynaaminen vastus 50% Aerodynaaminen vastus 50% Tämä on dokumentoitu tarkasti muualla, ja vastus kasvaa eksponentiaalisesti nopeuden myötä. Useimmat liikennöitsijät ovat hyvin tietoisia parannuksista, joita voidaan saavuttaa asianmukaisella aerodynamiikan suunnittelulla ja nopeuden valvonnalla. Mekaaninen kitka - 17%

6 Mekaaniseen kitkaan vaikuttaa ajoneuvon kuormitus, huolto sekä ajotyyli. Aggressiivinen ajotyyli, kovat kiihdytykset ja raskas jarrutus ovat tähän huomattavasti vaikuttavia tekijöitä. Vierintävastus 33% Vierintävastus ymmärretään usein väärin, ja sen merkitys aliarvioidaan toistuvasti. Henkilöautojen kohdalla sen osuus polttoaineen kulutuksesta on vain 5-10%, mutta se on paljon merkittävämpi raskaampien ajoneuvojen ollessa kyseessä. Raskaan kuorma-auton ollessa kyseessä yksi kolmannes jokaisesta tankillisesta polttoainetta käytetään vierintävastuksen voittamiseen. Itse asiassa vierintävastus syntyy renkaiden muodonmuutoksesta niiden ollessa liikkeessä. Energiahukka aiheutuu sekä renkaan sivuseinämän taipumasta sekä renkaan kulutuspinnan kokoon painumisesta ja muodonmuutoksesta sen ollessa tienpintaa vasten. Nämä muodonmuutokset yhdistyvät vetovoimaksi, joka voidaan mitata tarkasti ja johon vaikuttaa huomattavasti renkaan täyttöpaine. Kun kyseessä on perävaunullinen rekka, puolet vierintävastuksesta muodostuu perävaunun renkaista ja toinen puoli vetoautosta. Ympäristöystävälliset Eko -renkaat voivat auttaa pienentämään tätä vastusta; kaikkien renkaiden optimaalisen paineen säilyttäminen on kuitenkin ratkaisevan tärkeää. On arvioitu, että kun renkaissa on ainoastaan 10% liian alhainen paine, vierintävastus kasvaa vähintään 10%:lla, johtaen suoraan polttoaineen kulutuksen 3,3% kasvuun. Kasvanut rengaspaine yleensä merkitsee pienempää vierintävastusta; rengaspaineen nostaminen valmistajan suosittelemien tasojen yläpuolelle ei kuitenkaan ole käytännöllinen tapa saavuttaa polttoainesäästöjä, sillä se myös vaikuttaa pitoon ja renkaiden kulumiseen. Kulutuspinnan kuvio, renkaan seinämän rakenne ja kumiseos vaikuttavat yhdessä vierintävastukseen, ja rengasvalmistajat ottavat nämä kaikki tekijät huomioon suositellessaan käytettäviä paineita. Optimaaliset tulokset saavutetaan siten yleensä noudattamalla rengasvalmistajien suosittelemia käyttöpaineita. Taloudelliset vaikutukset - rengasrikot Rengasongelmat ovat suurin yksittäinen syy hyötyajoneuvojen hajoamiseen. Kokonaisuudessaan renkaat ovat syynä arviolta 20 %:iin kaikista rekkojen hajoamisista. Autokannan ollessa hyvin hoidettu, jolloin muut ongelmat kuten akkuviat ja mekaaniset hajoamiset on saatu vähennettyä, tällöin renkaiden osuus on paljon suurempi, etenkin niissä tapauksissa, missä toimitaan ympäristöissä, missä voi olla suurempi renkaiden puhkeamisen vaara, kuten esim. jätehuollossa, rakennuspaikoilla, telakoilla, jne.

7 Rengasrikko tai renkaan tyhjeneminen voi tapahtua milloin hyvänsä, ja sen syynä voi olla syyt, jotka eivät liity kunnossapidon laatuun ja jotka eivät ole kuljettajan vallassa. Renkaan hajoamisen kustannukset eivät ole ainoastaan hätätilanteen suorat kustannukset, vaan niiden ohella myös Ajan menetys Aikataulun sekaisin meno Vaikutus asiakkaalle Korjauskulut Renkaiden tyhjenemiset Renkaan tyhjeneminen on tuhoisa tapahtuma, joka parhaimmillaankin johtaa siihen, että rengas joudutaan poistamaan, ja mahdollisesti johtaa ajoneuvon hallinnan menetykseen. Lisävahinkoja voi esiintyä, kun tyhjentyneen renkaan teräsvahvisteinen vuoraus toimii massiivisen leikkurin lailla lisäten tilanteen hoidon kustannuksia ja vaikeuttaen sitä. Tyhjenemisen ennustaminen Renkaan tyhjenemisten katsotaan yleisesti olevan vaikeasti ennustettavissa, mutta ne eivät tapahdu itsestään. Niiden syynä on lähes poikkeuksetta se, että rengas on ylikuormitettu. Lämpöä muodostuu, sivuseinämän laminointi purkautuu, ja lopulta rengas halkeaa. Joissain tapauksissa rengas voi jopa syttyä palamaan. Alkuperäisenä syynä voi olla ollut sivuseinämän vaurioituminen, hidas puhkeaminen tai ylikuormitettu rengas on saanut renkaan taipumaan liikaa. Rengaspaineiden säännöllisellä tarkistuksella voidaan pienentää renkaan tyhjenemisen todennäköisyyttä; olosuhteet, jotka eivät ole kuljettajan vallassa, voivat kuitenkin johtaa puhkeamiseen milloin hyvänsä. Rengaspaineen valvontajärjestelmät voivat tarkistaa renkaiden paineet muutaman sekunnin välein ajoneuvon ollessa liikkeessä ja antaa hälytyksen, jos renkaassa on liian alhainen paine tai sen menettäessä ilmaa. Käytettävissä on järjestelmiä, jotka valvovat myös renkaiden lämpötiloja, eikä sen tarvitse olla erityisen tarkkakaan antaessaan varoituksen, jos renkaan lämpötila ylittää turvallisen tason. Kyseessä on kaikkein tehokkaimmat järjestelmät, jotka antavat ennakkovaroituksen, ennen kuin rengas tyhjenee tai syttyy palamaan.

8 Taloudelliset vaikutukset Renkaan kuluminen Virheellisellä rengaspaineella on huomattava ja hyvin dokumentoitu vaikutus renkaan kulumiseen. Se pienentää renkaan tien kanssa kosketuksessa olevaa kulutuspintaa, jolloin kuluminen keskittyy määrätyille alueille. Liian korkea paine Liian korkea paine tavallisesti aiheuttaa kulumista rengaspinnan keskiosassa, tämä voi kuitenkin olla epäsäännöllistä, etenkin vetoakseleissa. Liian alhainen paine Liian alhaisen paineen aiheuttama vaikutus on hieman monimutkaisempi, sillä renkaan ulkoreunojen kulumisen lisäksi alhainen paine aiheuttaa renkaan sivuseinämän suurempaa taipumista, joka itsessään voi olla haitallista. Tämä vaikutus on samankaltainen kuin silloin, kun renkaita käytetään ylikuormitettuina. Huomattava alipaine voi johtaa sivuseinämän nopeaan vaurioitumiseen ja renkaan täydelliseen hajoamiseen renkaan kerrosten irtoamisen ja tyhjenemisen muodossa. Michelinin vuonna 2006x julkaiseman luvut osoittavat, että 20% alipaine johtaa renkaan käyttöiän 19% alenemiseen, kun taas 20% ylipaine aiheuttaa renkaan käyttöiän 20% alenemisen. Muualla esitetään usein korkeampia lukuja, ja tiedetään, että etenkin leveillä renkailla on taipumusta nopeampaan kulumiseen, jos niissä on liian alhainen paine. Kaksoispyörät Epätasapainossa olevat rengaspaineet ovat todellinen ongelma kaksoispyörille. Epätasapaino aiheuttaa läpimitan muuttumisen, jolloin isompi pyörä laahaa pienempää pyörää, ja pienempi pyörä jarruttaa isompaa pyörää. Ainoastaan 10 psin ero voi muuttaa läpimittaa 16 mm:llä, aiheuttaen sen että pienempää pyörää laahataan perässä yli 1 km:n verran jokaista kuljettua 100 km:ä kohti. Tämä johtaa parin kummankin renkaan nopeaan ja epätasaiseen kulumiseen sekä kasvaneeseen polttoaineen kulutukseen pyrittäessä voittamaan vastus. Taloudelliset vaikutukset - Turvallisuus Ison-Britannian liikenneministeriön tilastot osoittavat, että vialliset tai alipaineiset renkaat ovat olleet syynä satoihin liikenneonnettomuuksiin vuosittain. Viimeisimpiin tilastoihin ( Ison-Britannian liikenneonnettomuudet: 2011 (Vuosiraportti )) xi on merkitty 709 onnettomuutta, joissa renkaan kunto oli syynä, jolloin tämä oli yleisin onnettomuuteen vaikuttanut ajoneuvon vika. Hyötyajoneuvojen kohdalla tilanne on varsin erilainen; ylikuormitus tai kuorman huono kiinnitys on ollut ensisijainen syy onnettomuuksissa, joihin liittyy ajoneuvon vika, ja sen jälkeen jarruviat ja vasta sitten rengasviat.

9 Tehokkaan kunnossapidon arvo Ylikuormitukseen ja jarruvikoihin voidaan selvästi vaikuttaa tehokkaalla kunnossapidolla ja asianmukaisella huollolla, rengasongelmia voi kuitenkin esiintyä jatkossakin, ja niihin vaikuttaa tekijät, joihin liikennöitsijä tai kuljettaja ei voi vaikuttaa. Hyvin huolletuilla ajoneuvoilla tehokkaan rengaspaineiden valvontajärjestelmän käyttöönotto voi pienentää huomattavasti rikkoutumisen tai onnettomuuksien vaaraa. Rengaspaineiden valvontateknologiat Painetta innovaatioihin Laki on vaatinut rengaspaineiden valvontajärjestelmiä kaikkiin USA:ssa myytäviin uusiin autoihin vuodesta 2008 lähtien, sekä EU:ssa myytäviin uusiin malleihin vuodesta On esitetty argumentteja, että vuonna 2004 täytäntöön pantu Yhdysvaltain lainsäädäntö oli liian kiireinen, koska standardisoitua teknologiaa ei vielä ollut. Tutkimus ja kehitys olivat jo käynnissä monissa paikoissa, mutta kaupallinen potentiaali kiihdytti innovaatioita. Teknologia on vieläkin jatkuvien muutoksien alainen, mutta muutamien varaslähtöjen jälkeen on kehitetty useita toimintavarmoja ja kustannustehokkaita ratkaisuja. Epäsuorat rengaspaineiden valvontajärjestelmät Eräät ensimmäisistä järjestelmistä toimivat epäsuorasti vertaamalla pyörien pyörimisnopeutta. Alipaineisella renkaalla on hieman pienempi ympärysmitta kuin renkaalla, jossa on oikea paine, joten jatkuva nopeusero tulkitaan alipaineiseksi renkaaksi. Järjestelmän tulee erottaa tämä pienen pieni vaikutus niistä eroista, jotka kaarreajo ja muut normaalin ajon tilanteet vaativat, ja jotkut järjestelmät vaativatkin vähintään 20 minuutin ajon voidakseen määrittää mallin. Epäsuoran teknologian suurin etu on siinä, että se voi perustua lukkiutumattomasta jarrujärjestelmästä (ABS) saataviin tietoihin, ja on siten edullinen toteuttaa. Saksalaisilta EU:n standardikomitean jäseniltä tulleen paineen jälkeen eurooppalaisista määräyksistä voitiin lopulta sopia niin, että vaaditaan puhkeamisvaroitus (laskeva paine) 10 minuutin sisällä ja alhaisen paineen (diffuusiotesti) varoitus 60 minuutin kertyneen ajon kuluessa, jolloin epäsuora mittaus on mahdollista. Tämän tuloksena on se, että autoissa voidaan käyttää epäsuoria järjestelmiä niiden teknisistä rajoituksista huolimatta. Epäsuorien järjestelmien suurimmat rajoitukset ovat siinä, että ne ovat yhä varsin epätarkkoja ja hitaita reagoimaan. Ne eivät valvo renkaan lämpötilaa, joka on tärkeää ennustettaessa renkaan tyhjenemistä, eivätkä ne pysty helposti havaitsemaan tilannetta, missä kaikkien renkaiden paine muuttuu samanaikaisesti yleinen tilanne silloin, kun renkaat vähitellen menettävät ilmaa diffuusion vuoksi tai kun rengaspaine muuttuu vuodenajan lämpötilavaihtelun vuoksi. Suorat rengaspaineen valvontajärjestelmät Suorat järjestelmät käyttävät yksittäisiä kunkin renkaan paineantureita, ja ne lähettävät tiedot keskusvastaanottimelle, joka välittää tiedot kuljettajalle. Nämä järjestelmät ratkaisevat useimmat epäsuoriin järjestelmiin liittyvät ongelmat. Ne pystyvät havaitsemaan pienet paineen muutokset mukaan lukien ne, jotka esiintyvät kaikissa renkaissa samanaikaisesti. Vaste voi olla

10 nopea, reaaliaikaisilla päivityksillä silloinkin, kun ajoneuvo on paikallaan. Suorat järjestelmät mahdollistavat myös renkaan lämpötilan mittauksen. Anturit, joissa on paristokäyttöinen lähetin, sijaitsevat joko renkaan sisällä (sisäinen anturi) tai erityisessä venttiilin hatussa (ulkoinen anturi). Tavallisesti anturit keräävät myös lämpötilatietoja. Sisäisissä antureissa yleensä on paristot koteloituina anturin mukana, joten noin viiden vuoden käyttöiän jälkeen renkaat täytyy irrottaa ja anturit vaihtaa. Tämäntyyppinen anturi voi olla hyvä ratkaisu silloin kun yrittäjällä on omat renkaiden asennustilat; Yhdysvalloista saatu kokemus kuitenkin osoittaa, että tällöin saattaa esiintyä ongelmia silloin, kun käytetään itsenäisiä renkaiden asentajia. Ulkoisissa antureissa on anturin suojukset, jotka kierretään renkaiden venttiileihin ja joissa yleensä on jonkinlainen varkaudenestolaite. Käyttäjä pystyy asentamaan ne muutamassa minuutissa, ja niitä voidaan pyrittää helposti renkaiden kanssa. Paristot voivat olla vaihdettavat, jolloin anturin käyttöikä ei riipu paristosta. Tulevaisuuden suuntauksia Suuri osa anturiteknologian viimeaikaisesta kehityksestä on suunnattu anturin tehovaatimusten vähentämiseen tuotteilla, jotka on suunnattu autonvalmistajille, jotka asentavat sisäiset järjestelmät uusiin ajoneuvoihin tuotantoprosessin osana. Innovatiivisiin lähestymistapoihin kuuluu tutkimus, jossa paristot korvataan kokonaan mikroenergian keruulaitteilla, jotka käytännössä käyttävät renkaan liikettä anturien tehon lähteenä. Nämä järjestelmät odottavat vielä kaupallista tuotantoa tai testausta todellisessa käytössä rengaspaineiden valvontasovelluksissa. Ajoneuvoja rakennetaan nykyään varustettuna CANbus -järjestelmän avulla käytettävällä laitteistolla ja moottorin hallinnalla; itse asiassa kysymys on ajoneuvossa olevasta tietoverkosta. Useimmat kaupalliset ajoneuvovalmistajat eivät tällä hetkellä sisällytä rengaspainetietoja omaan CANbus laitteistoonsa, eivätkä he suhtaudu myönteisesti CANbus järjestelmään tehtäviin lisäyksiin, vaikka kyseessä olisi vain luku tyyppinen sovellu, mikäli se vaikuttaa ajoneuvon toimintaan. Jotkut ajoneuvon valmistajat lisäävät toisen CANbus -järjestelmän omia laitteistojaan varten, ja näiden valmistajien osalta rengaspaineen valvontajärjestelmän lisääminen on suhteellisen yksinkertainen asia. Ajoneuvokannan hallinnassa käytetään entistä enemmän telematiikkajärjestelmiä ajoneuvojen etävalvonnan toteuttamiseksi. Näiden järjestelmien lähtökohtana oli yksinomaan paikkatietojen ilmoittaminen, mutta niissä on menty nopeasti eteenpäin, jolloin raportoidaan ajoneuvon laitteistolta saatavia lisätietoja. Hyötyajoneuvokannan ollessa kyseessä tässä on tarjolla mahdollisuuksia tietojen etäsaantiin keskusvalvontaa ja suorituskyvyn arviointia varten. Jotkut telematiikkajärjestelmät tarjoavat mahdollisuuden ylimääräiseen sarjatietotuloon, ja tämä tarjoaa mahdollisen lisäreitin rengaspaineiden valvontatietojen saantiin. Hyötyajoneuvoja koskevat rengaspaineiden valvontajärjestelmien vaatimukset Hyötyajoneuvoissa käytettävät rengaspaineiden valvontajärjestelmät voivat käyttää hyväksi henkilöautoihin kehitettyä massamarkkinateknologiaa; niitä koskee kuitenkin jokseenkin erilaiset vaatimukset, koska niitä käytetään eri tavoilla. Seuraavat asiat ovat erityisen merkityksellisiä: Anturin ja näytön välinen lähetysetäisyys on paljon suurempi. Raskaiden kuorma-autojen kalustossa käytetään usein useampia perävaunuja. Renkaita voidaan hankkia suurissa erissä niin, että samassa ajoneuvossa voidaan käyttää erityyppisiä renkaita.

11 Renkaita ei välttämättä käytetä samassa ajoneuvossa renkaan koko käyttöikää. Kuluneet renkaat jälleenkäsitellään (pinnoitetaan uudelleen tai leikataan uudelleen) jatkokäyttöä varten. Renkaiden hallinta on usein ulkoistettu. Tämän vuoksi hyötyajoneuvoissa käytettävän järjestelmän täytyy täyttää seuraavat vaatimukset: Sen on kyettävä tietojen välitykseen anturilta ohjaamoon paristojen käyttöiän ollessa samalla riittävän pitkä. Seurannan vaihtamisen tulisi olla helppoa kalustoon kuuluvien useiden perävaunujen välillä. Anturien tulisi olla helposti vaihdettavat ja helposti renkaasta toiseen siirrettävissä. Järjestelmät tulisi voida yhdistää CANbus järjestelmään tai muihin laitejärjestelmiin. TPMS-Finland rengaspaineiden valvontajärjestelmäratkaisut TPMS-Finland toimittaa jälkiasennettavia rengaspaineen valvontajärjestelmiä kaikenlaisiin ajoneuvoihin, henkilöautoista busseihin, raskaisiin kuorma-autoihin ja erikoisajoneuvoihin. Useimpiin hyötyajoneuvoihin soveltuva järjestelmä on TC215 järjestelmä, joka on saatavilla ohjaamoon asennettavalla vakiomonitorilla ja useilla ulko- tai sisäpuolisilla rengasantureilla. Saatavilla on myös CANbus- ja RS232 moduulit rengastietojen yhdistämiseksi osaksi ajoneuvon tietoväylää tai muita laitteistojärjestelmiä. TPMS-Finland TC38 kovaan käyttöön tarkoitettu rengaspaineiden valvontajärjestelmä Tämä järjestelmä valvoo jopa 38 renkaan painetta ja lämpötilaa. Älykkäät anturit, jotka voidaan asentaa renkaiden sisä- tai ulkopuolelle, mittaavat rengastietoja kuuden sekunnin välein. Anturit lähettävät tiedot ohjaamossa olevalle näytölle, jolla näytetään rengaspaineet vuorotellen, ja joka hälyttää mahdollisista ongelmista. Ohjaamossa oleva vakiomonitori antaa seuraavat selkeät ja erottuvat hälytykset: ilman menetys (renkaan puhkeaminen) alhainen paine korkea paine korkea lämpötila (mahdollinen renkaan tyhjeneminen tai renkaan syttyminen palamaan) Annetaan myös varoitukset, jos anturin signaali häviää, anturin paristo on heikko tai kun näytön akku täytyy ladata. Näytön tehonlähteenä on sisäinen litiumakku, joka ladataan uudelleen ajoneuvon virtalähteestä, ja jolla on jämäkkä, nivelletty asennuskiinnike, joka voidaan kiinnittää näyttöön vahvalla imukupilla tai joka voidaan kiinnittää pysyvästi ruuvikiinnityksellä.

12 Perävaunun valvonta kytketään päälle tai pois päältä näytössä olevalla painikkeella, ja sitä käytetään, kun perävaunu vaihdetaan. Jokaisella perävaunulla on oma ainutkertainen tunnuksensa, joten järjestelmä soveltuu ihanteellisesti käytettäväksi myös isomman perävaunukaluston kanssa. Kun ajoneuvo pysäköidään, näyttö siirtyy unitilaan akun tehon säästämiseksi; järjestelmä jatkaa kuitenkin paineiden tarkistamista kerran tunnissa, jotta mahdollisia ongelmia, kuten esim. yön aikana tapahtuvaa renkaan puhkeamista, koskevat varoitukset voidaan antaa heti ajoneuvoa käynnistettäessä. TC38 järjestelmän anturivaihtoehdot Kuhunkin renkaaseen asennetaan anturit, jotka välittävät renkaan lämpötila- ja painetietoja 433MHz taajuudella. Kullakin anturilla oma ainutkertainen tunnuksensa, ja se voidaan koodata mille tahansa rengaspaikalle. Saatavilla on ulkoisia, sisäisiä ja ilman läpivirtausantureita, ja eri anturityyppejä voidaan käyttää samalla näytöllä. TCSE ulkoinen anturi TCSF läpivirtausanturi TCSI sisäinen anturi Ulkoisissa ja läpivirtausantureissa on vaihdettavat paristot, joiden käyttöikä on jopa 2 vuotta. Niissä on mukana varkauden estävä lukitusjärjestelmä. Sisäiset anturit sopivat renkaan sisään, ja niissä on tiivis rakenne ei-vaihdettavalla paristolla, ja niiden käyttöikä on noin 5 vuotta. TCTH käsikäyttöinen lukija-ohjelmoija Järjestelmiä voidaan asentaa suoraan monitorilta käsin; kun kyseessä on useamman ajoneuvon kalustoa koskevat sovellukset, on kuitenkin yleensä nopeampaa käyttää käsikäyttöistä lukijaohjelmoijaa. Sillä merkitään anturit määrättyihin rengaspaikkoihin, asetetaan ajoneuvojen ja perävaunujen tunnukset sekä määritetään hälytystasot. Käsikäyttöistä lukijaa käytetään myös CANbus järjestelmien asennuksessa.

13 TCRT Älyrele Silloin kun renkaiden ja monitorin välinen etäisyys on suurempi kuin n. 7 metriä, signaalin vahvistamiseen voidaan käyttää älyrelettä. Se käyttää ajoneuvon 12-24V teholähdettä, ja tässä sovelluksessa se toimii yksinkertaisena lisävahvistimena, joka ei vaadi ohjelmointia. Silloin kun käytössä on useita perävaunuja, joita vaihdetaan säännöllisesti, älyrelettä käytetään prosessin helpottamiseen. Kuhunkin perävaunuun asennetaan yksi älyrele, johon tallennetaan perävaunun tunnus ja renkaan hälytysasetukset. Kun perävaunu kytketään, releen painiketta painamalla luodaan tietoyhteys ohjaamossa olevaan monitoriin. CANbus ja sarjatiedonsiirto Rengaspaine- ja lämpötilatiedot voidaan hakea räätälöidyllä laitteistolla käyttämällä Canbus moduulia (J1939) tai sarjatiedonsiirron solmua (Serial Data Node). Tämä teknologia soveltuu ihanteellisesti erikoisajoneuvojen valmistajille tai räätälöityjen laitteistojen toimittajille. Järjestelmästä saatavia tietoja voidaan käyttää ohjaamon näytöllä, etävalvontaan tai ohjaussovelluksiin kuten esim. keskitettyyn rengaspaineiden valvontaan (CTI). Näissä sovelluksissa järjestelmä käyttää TPMS-Finland TC sarjan vakiorengasantureita yhdessä CANbus moduulin tai Sarjatiedonsiirron solmun (Serial Data Node ) kanssa. Vastaanotinmoduuli tallentaa ajoneuvon tai perävaunun tunnuksen yhdessä anturien tunnusten sekä hälytystasojen kanssa kullekin seurattavalle rengaspaikalle. Käsikäyttöistä ohjelmoijaa voidaan käyttää järjestelmän asennuksessa. Kirjallisuusviitteet Michelin Fill up with Air Campaign and survey of UK tyre pressures European Commission Action Plan for Energy Efficiency: Realising the Potential OECD International. Energy Agency Saving Oil in a Hurry

14 European Federation for Transport and Environment Proposal for Tyres in Type-approval Requirements for the General Safety of Motor Vehicles, Background briefing: Nihan Akyelken Analysis of European Union Environmental and energy policies related to long distance freight, Oxford University Centre for the Environment vi United HYPERLINK " HYPERLINK

15 " HYPERLINK " Transportation Recall Enhancement, Accountability and Documentation (TREAD) Act, incorporated into National Traffic and Motor Vehicle Safety Act of vii Official Journal of the European Union Regulations concerning type-approval requirements for the general safety of motor vehicles, their trailers and systems, components and separate technical units intended therefor viii International Organisation for Standards Road vehicles - Safety enhancement in conjunction with tyre inflation pressure monitoring ix Michelin Europe Truck Tyre. Web site: HYPERLINK " x Michelin Europe Truck Tyre. Web site: HYPERLINK

16 " xi Department for Transport (UK) Reported Road Casualties Great Britain: Annual Report TPMS-Finland/ Oy Automotive Technology Europe Ltd