Датчик уровня топлива. Подробное руководство
Датчик уровня топлива (ДУТ) — устройство для оперативного и точного контроля высоты столба топлива в баке. На основании этих данных платформа GPS-мониторинга вычисляет:
- количество топлива в баке
- расход топлива за период
- средний расход топлива, например, литров на 100 км
- заправки или сливы топлива
Сфера применения
Датчики уровня топлива используются на стационарных и передвижных объектах. К стационарным объектам относятся, например, резервуары с топливом на АЗС. В качестве передвижных объектов выступают транспортные средства: автомобили, тепловозы, корабли и т.д.
Типы датчиков уровня топлива
По состоянию на 2018 год наиболее распространенными являются следующие типы ДУТов:
- Штатные
- Поплавковый
Также известен как “потенциометрический”
- Емкостной
Происходит от термина “диэлектрическая емкость”, а не в понимании “емкость как объем” - Ультразвуковой
Поплавковый датчик, как правило, является штатным (встроенным в автомобиль на заводе), и используется для отображения относительного уровня топлива на приборной панели автомобиля. Назначение этого датчика – показывать примерный уровень топлива в баке водителю. Поэтому он не является высокоточным, на практике его относительная погрешность может доходить до 10-30%.
Емкостный и ультразвуковой датчики относятся к высокоточным инструментам контроля топлива в системах управления автопарками. Они устанавливаются не на заводе, а дополнительно – интеграторами систем спутникового мониторинга. Относительная точность таких датчиков – в пределах 1-2%.
Поплавковый ДУТ
Поплавковый ДУТ устанавливается в бак автомобиля на заводе-производителе.
Принцип работы: поплавок соединен с переменным резистором (иначе говоря, “потенциометром”). При изменении уровня топлива в баке изменяется и положение поплавка. Поплавок связан с потенциометром, так что меняется сопротивление резистора и, следовательно, изменяется выходящее с датчика напряжение. Данные поплавкового датчика передаются на приборную панель через:
- отдельный провод; аналоговый сигнал (напряжение) – на старых а/м
- CAN-шину; цифровой сигнал – на современных а/м
Емкостной ДУТ
Емкостной ДУТ устанавливается в бак автомобиля по инициативе владельца транспорта. Основная мотивация для установки — учет израсходованного топлива и фиксация фактов хищения.
Принцип работы: емкостной ДУТ представляет собой электрический конденсатор (wikipedia: электрический конденсатор).
Исполнение: измерительная часть – это две не соприкасающиеся трубки, вставленные одна в другую (реже – трубка и внутренняя струна). Трубки выполняют роль обкладок конденсатора. Вверху обе трубки прикреплены к плате датчика.
На трубки подается электрический ток. При этом топливо выполняет функцию диэлектрика электрического конденсатора. Поверхности двух трубок-электродов не соприкасаются, а промежуток между обкладками свободно заполняется топливом при погружении датчика и так же свободно освобождается при уменьшении уровня топлива (так что уровень топлива в трубках точно соответствует уровню топлива в баке).
Поскольку топливо заполняет пространство между обкладками конденсатора (трубками датчика), его электрическая емкость изменяется. Например, бензин имеет меньшее удельное электрическое сопротивление, чем воздух. Значит время заряда будет сокращаться. Чем выше будет уровень бензина между трубками, тем быстрее зарядится конденсатор.
Подсчет времени зарядки ведется на плате датчика. На основании этой информации вычисляется высота столба топлива в ДУТе и в баке. Эта информация передается от датчика в GPS-терминал – модулируется в виде напряжения (аналоговый ДУТ), частоты (частотный ДУТ) или в оцифрованном виде (цифровой ДУТ).
Емкостный ДУТ подключается к GPS-трекеру. Данные измерений емкостного ДУТа передаются в систему мониторинга, как правило, вместе с очередным пакетом данных о местоположении.
Ультразвуковой ДУТ
Принцип работы: Датчик представляет собой УЗИ-излучатель с проводом для соединения с GPS-трекером. Излучатель закрепляется с внешней стороны дна бака и генерирует импульс ультразвуковой частоты. Пройдя через металлическое дно бака и толщу топлива, сигнал отражается от раздела сред «топливо-воздух». Отраженный сигнал улавливается этим же излучателем. На основании времени между отправкой импульса и возвратом отраженного сигнала вычисляется высота столба топлива в баке.
Ультразвуковой ДУТ подключается к GPS-трекеру. Данные измерений ультразвукового ДУТа передаются в систему мониторинга, как правило, вместе с очередным пакетом данных о местоположении.
В реальных условиях эта технология зарекомендовала себя не очень хорошо по причине сложного монтажа (влияют много факторов, которые приходится учитывать “на месте”):
- Датчик крепится к дну бака на специальный эпоксидный клей (в комплекте) или с помощью металлической ленты вокруг бака. Должен обеспечиваться идеальный контакт датчика с поверхностью бака. Если такого контакта нет, УЗИ волны распространяются с искажениями, что влияет на точность измерений.
- Непредсказуемое наличие в баке перегородок. Наличие перегородок (служат для уменьшения колебаний топлива) и материал, из которого они сделаны, могут влиять на распространение УЗИ сигналов и, как следствие, на показания датчика. Нужно подбирать место крепления датчика “на удачу”.
- Бугристая внутренняя поверхность бака. Пупырышки и бугорки на внутренней поверхности дна бака искажают и рассеивают УЗИ сигнал. Это снова приводит к неточностям.
- Наличие мусора и воды на дне бака. Со временем на дне бака скапливается мусор, вода (зимой – лед), которые плавают и мешают УЗИ сигналу, из-за этого образуется обманчивое представление о меняющемся уровня топлива.
На практике ультразвуковой ДУТ имеет смысл применять только для автомобилей, переведенных на газ. У таких автомобилей отсутствует возможность использовать другие типы ДУТов.
Как подобрать подходящий ДУТ
Емкостный и ультразвуковой ДУТы выбираются по следующим параметрам:
- размеры бака (принципиальное значение имеет высота)
- интерфейс подключения
Размеры бака
Для установки емкостного ДУТа важны высота и форма топливного бака. Поэтому стоит уточнить эти параметры у клиента хотя бы примерно.
Длина измерительной части ДУТа должна быть чуть больше высоты бака (если датчик короче высоты бака, то он не сможет измерять малый объем топлива). Излишки измерительной части ДУТа обрезаются в процессе монтажа так, чтобы датчик почти касался дна бака – оставляют 3-4 см для исключения короткого замыкания мусором (стружкой, водой) на дне бака.
Обычно производители ДУТов предлагают датчики с длиной измерительной части от 0,7 до 3 метров, в зависимости от модели устройства. Для баков большинства автомобилей достаточно ДУТа с длиной измерительной части 0.7 метра.
Несколько ДУТов на одной машине
Установка нескольких ДУТов на одно транспортное средство требуется в следующих случаях:
- Несколько топливных баков на одном ТС. Например, на фурах обычно установлено 2 бака, на вездеходах — 3 бака. В этом случае только установка ДУТов во все баки дает полную информацию об уровне топлива. В системе мониторинга информацию можно показывать отдельно по каждому ДУТу или показывать сразу сумму всех показаний.
- Топливный бак имеет сложную форму. Например, это может быть бак с возвышением в центре, образующим два несообщающихся “кармана”. Баки такой формы встречаются на сельхозтехнике. В таком случае установка двух (или более) ДУТов повышает точность измерений. В системе мониторинга показания установленных в один бак ДУТов можно усреднить.
Для полноценного контроля топлива требуется установить в каждый бак и в каждую секцию бензовоза отдельный ДУТ. Для этого рекомендуется использовать ДУТы с интерфейсом подключения RS-485 (т.к. в отличие от RS-232 обеспечивается возможность подключения нескольких ДУТов).
Бак может иметь вытянутую форму и малую высоту (10-15 см). В этом случае стоит рассмотреть возможность контроля топлива с помощью CAN-данных. Такая форма бака часто встречается на легковых автомобилях.
Интерфейс подключения
Если транспорт клиента уже оборудован трекером, то стоит уточнить марку/модель трекера. Без этой информации точно сказать, какой ДУТ можно подключить к имеющемуся трекеру, невозможно. После выяснения названия трекера нужно посмотреть какие его интерфейсы поддерживаются в Navixy. Сделать это можно на navixy.ru в разделе “Устройства”. Далее ДУТ подбирается исходя из доступных интерфейсов. При наличии у трекера и цифрового, и аналогового интерфейса (например, это Teltonika FMB 125) стоит рекомендовать установить ДУТ с цифровым интерфейсом (например, RS-485)
Если оснащение трекерами транспорта будет происходить вместе с установкой ДУТов, то стоит рекомендовать трекеры и ДУТы с цифровыми интерфейсами (например, RS-485).
Процесс установки ДУТа
Установка ДУТа в 100% случаев выполняется партнерами. Клиенты, как правило, не обладают квалификацией, опытом и желанием устанавливать ДУТы самостоятельно. Причины нежелания не только технические, но и организационно-социальные (препятствие нововведениям по контролю, саботаж и вандализм водителей и т.п.).
Чтобы установить ДУТ необходимо иметь:
- Бригаду из 2-х человек (одному сложно, например, демонтировать бак)
- Инструменты
- Биметаллическую коронку по металлу (часто диаметром 35мм)
- Угловую дрель
- Сверла по металлу (часто нитрид-титановые, желтого цвета)
- Отвертки крестовые и шлицевые
- Шарнирно-губцевый инструмент (кусачки, пассатижи и т.п.)
- Ножовку по металлу или трубкорез
- Заклепщик (для закрепления ДУТа на толстостенных баках)
- Трубку для тарировки
- Мини-АЗС – портативную станцию с точным измерением залитого топлива в процессе тарировки
- Емкости для временного хранения топлива в процессе тарировки (часто используются складные, типа надувных матрасов)
Как правило, профессиональные установщики имеют специальный автомобиль-техничку. В нем находятся емкости для слива топлива и станция для перекачивания топлива.
Помимо оборудования нужно иметь теоретическую подготовку и опыт решения нестандартных ситуаций.
А теперь посмотрим внимательно на процесс установки каждого типа ДУТа.
Ультразвуковой ДУТ
Для установки нужно зачистить участок снаружи дна бака, приклеить туда ДУТ и закрепить его хомутом, надетым вокруг бака. После этого к ДУТу подключается электропитание, производится тарировка.
- Ультразвуковой ДУТ устанавливается снаружи на дно топливного бака. Для установки выбирается геометрический центр дна бака.
Например, если дно имеет прямоугольную форму, то геометрический центр находится в месте пересечения диагоналей, проведенных между углами прямоугольника.
Время работы — примерно 4 часа.
Емкостный ДУТ
Чтобы установить емкостный ДУТ нужно снять и выпарить топливный бак, проделать вверху бака отверстие, вставить в него измерительную часть ДУТа и закрепить ДУТ саморезами к поверхности бака. После этого к ДУТу подключается электропитание, производится калибровка и тарировка.
- Перед установкой из бака требуется слить все топливо. Затем необходимо избавиться от паров топлива, сохранившихся в баке после слива топлива. Если этого не сделать, то при сверлении отверстия из-за искры произойдет взрыв (особенно после бензина). Для этого бак демонтируется, в него заливается вода, сливается (повторить), и затем выпаривается (процесс называется “выпаривание бака”).
- Для установки выбирается геометрический центр бака.
- В геометрическом центре бака делается отверстие, металлическая стружка не должна попасть в бак.
- Измерительная часть ДУТа подрезается чуть короче, чем высота бака — так топливо сможет свободно попадать между трубками бака. Для подрезки используется трубкорез или ножовка по металлу.
- Выполняется калибровка. Это позволит ДУТу узнать свою новую длину, после подрезки. Для этого ДУТ переворачивается измерительной частью вверх и полностью заполняется топливом. Через 1-2 минуты топливо сливается.
- Емкостный ДУТ устанавливается в сделанное отверстие так, чтобы измерительная часть находилась внутри бака, а плата с интерфейсным кабелем — снаружи.
- Датчик закрепляется к поверхности бака саморезами. Для саморезов в металлическом основании верха датчика, на котором закреплена плата, предусмотрены отверстия.
- ДУТ подключается к бортовой электросети автомобиля и к компьютеру. Для этого используется специальный переходник. На компьютер устанавливается ПО для настройки ДУТа.
- Выполняется тарировка.
- ДУТ отключается от компьютера и подключается к трекеру. Монтаж трекера закончен.
Время работы – примерно 4 часа. Обучающее видео от Omnicomm (10 минут)
Подключение к CAN-шине
Чтобы подключиться к CAN-шине, нужно сперва отыскать ее в автомобиле. CAN-шина – это два провода, свитых в витую пару. В автомобиле много проводов, да и CAN-шина может быть не одна. Поэтому отыскать нужную CAN-шину без документации о том, где она проходит, очень сложно.
Когда ее нашли, то для считывания данных используется “CAN-крокодил” (рекомендуется) или подключаются прямо к медным проводам (менее предпочтительно).
Общий порядок подключения к CAN-шине:
- Предварительно требуется узнать марку, модель и год выпуска автомобиля, к CAN-шине которого требуется подключиться.
- Далее по таблице проверяем, передается ли уровень топлива в CAN-шине этого автомобиля. Если не передается, то дальнейшие пункты не имеют смысла.
- Узнаем CAN-модуль какой марки совместим с трекером клиента. Это можно посмотреть, например, на сайте производителя трекера.
- Выбираем модель CAN-модуля. Для разных категорий транспорта и спецтехники могут использоваться разные модели CAN-модуля. Например, при подключении трекеров Teltonika к легковым автомобилям используется CAN-модуль LV-CAN 200, а для грузовиков — ALLCAN 300.
- Запрашиваем у продавца CAN-модуля схему подключения к нашему автомобилю. Для этого указываем марку, модель, год выпуска ТС. Ответ со схемой, как правило, приходит в течение 30 минут.
- CAN-модуль подключается к CAN-шине согласно схеме.
- CAN-модуль подключается к бортовой электросети автомобиля и к компьютеру. Обычно используется кабель mini USB-USB.
- В ПО для настройки CAN-модуля задается номер программы, указанный в схеме подключения.
- CAN-модуль отключается от компьютера и подключается к трекеру.
- Выполняется упрощенная тарировка
Способы подключения ДУТа к трекеру
По состоянию на 2018 год наиболее часто используются следующие типы подключения ДУТа к трекеру:
- Для штатных датчиков:
- по аналоговому интерфейсу
- получение данных штатного ДУТа через CAN-интерфейс
- по аналоговому интерфейсу
- по частотному интерфейсу
- по цифровому интерфейсу:
- RS-232
- RS-485
- по CAN-подобному интерфейсу
- по радиоканалу Bluetooth
- по другому радиоканалу
Аналоговый интерфейс
Оборудование: Аналоговый ДУТ, трекер с аналоговым входом
Особенности: Данные об уровне топлива в баке передаются в GPS-трекер в виде уровня напряжения (разности потенциалов между выходом датчика и массой, постоянный ток). Например, чем больше уровень топлива, тем больше разность потенциалов. К примеру, 1V — пустой бак, 10V – полный бак. Для преобразования значения напряжения в литры проводится тарировка.
От GPS-трекера на платформу мониторинга передаются измеренные значения в вольтах, обычно в формате одна или две цифры после запятой (например, 6,35 В).
Преимущества: можно использовать дешевый трекер с минимальным количеством интерфейсов, что позволяет сэкономить при покупке оборудования
Недостатки: на точность показаний могут влиять скачки напряжения в бортовой сети автомобиля, состояние (возраст) электропроводки, наводки на провода и т.п., что снижает точность измерений.
Практика применения: аналоговые ДУТы стоит рекомендовать конечному клиенту, если на его транспорте уже установлены трекеры без цифровых интерфейсов, но с аналоговым входом, либо в качестве максимально бюджетного решения.
Частотный интерфейс
Оборудование: Частотный ДУТ, трекер с частотным входом (например, BCE Blue).
Особенности: От GPS-трекера на платформу мониторинга передается измеренные значения в виде частоты импульсов (например, от 30 до 2000 Hz). Например, чем больше уровень топлива, тем больше частота импульсов. К примеру, 30 Hz — пустой бак, 2000 Hz – полный бак. Для преобразования частоты в литры проводится тарировка.
Технология модуляции информации посредством частоты схожа с FM-радио; в этом смысле аналоговый датчик соответствует AM-радио, где сигнал модулируется амплитудой (wikipedia: амплитудная и частотная модуляция). Частотная модуляция в ДУТах исторически появилась после аналоговой, но до появления цифровой передачи. Она более помехоустойчивая, чем аналоговая, но менее помехоустройчива, чем цифровая. Поэтому сегодня практически уже не используется.
Преимущества: Погрешность ниже, чем у аналоговых ДУТов. Часто присутствует в качестве дополнительного интерфейса на аналоговых ДУТах (в этом случае их называют аналогово-частотными).
Недостатки: Малая распространенность частотных интерфейсов у бюджетных моделей GPS-трекеров.
Практика применения : По сравнению с цифровыми и аналоговыми ДУТами встречаются реже. Стоит рекомендовать клиенту при отсутствии возможности подключения по другим интерфейсам.
Цифровые интерфейсы
Оборудование: Цифровой ДУТ с интерфейсом RS-232 (или RS-485), трекер с интерфейсом RS-232 (или RS-485)
Особенности: Данные об уровне топлива оцифровываются и передаются в GPS-трекер в виде условных чисел без единиц измерения по медным проводам (wiki о RS-232 и wiki о RS-485), но в цифровом виде. От терминала в систему GPS-мониторинга информация передается в целых положительных числах, обычно 2-х байтовых (0..65535). Для преобразования условных чисел в литры проводится тарировка.
Преимущества: Минимизация внешнего воздействия при передаче сигнала от датчика в трекер по проводам (в отличие от аналогового сигнала). Как следствие, точность измерений получается выше, чем в системе с аналоговым ДУТом. Возможность подключать несколько ДУТов на один интерфейс RS-485 (RS-232 позволяет подключать только один ДУТ на один интерфейс). Посмотреть сколько ДУТов по RS-485 подключается к выбранному GPS-трекеру можно на сайте производителя GPS-трекера.
Недостатки: Трекеры с цифровыми интерфейсами как правило стоят дороже, чем аналогичные трекеры без этих интерфейсов. Это увеличивает затраты пользователя на приобретение оборудования.
Практика применения: Цифровые ДУТы стоит рекомендовать когда конечный клиент изначально планирует контролировать топливо. Стоит обратить внимание на то, какие интерфейсы есть у GPS-трекеров выбранного производителя (RS-232 или RS-485) и соответственно подбирать датчик.
CAN-интерфейс
Оборудование: CAN-модуль для считывания данных с CAN-шины, трекер, совместимый с CAN-модулем; или OBD2-трекер с функцией считывания OBD-данных.
Особенности: используются данные штатного ДУТа автомобиля. Информация об уровне топлива передается в % от объема бака. Для преобразования % в литры проводится упрощенная тарировка.
Преимущества: простой и быстрый монтаж без нарушения целостности топливного бака; в случае с OBD2-трекером конечный клиент может произвести монтаж самостоятельно. Это существенно сокращает затраты на установку оборудования.
Недостатки: точность измерений штатного ДУТа может быть ниже, чем у емкостного ДУТа; не все автомобили передают в CAN-шине информацию об уровне топлива
Практика применения: использовать CAN-данные для контроля топлива стоит рекомендовать клиенту при невозможности установить емкостный ДУТ. Предварительно нужно убедиться что автомобиль клиента позволяет получать эти данные из CAN-шины.
Bluetooth
Оборудование: Bluetooth-ДУТ, трекер с поддержкой Bluetooth, совместимый с Bluetooth-ДУТом. Пример: ДУТ Эскорт BLE
Особенности: данные передаются в цифровом виде по беспроводному Bluetooth-каналу. Для преобразования условных чисел в литры проводится тарировка.
Преимущества: Отсутствие проводов у ДУТа упрощает монтаж и сокращает затраты на установку. Важно подчеркнуть, что сегодня появляются ДУТы, которые вообще не требуют проводов, даже для питания, т.к. работают от встроенной батарейки много лет (используют энергоэффективные протоколы Bluetooth 4.0 и выше). Некоторые считают, что будущее – именно за такими беспроводными ДУТами.
Недостатки: Каждый производитель ДУТа передает результаты измерений по собственному протоколу (пока что не сложился стандартный или хотя бы популярный протокол). Это требует от производителей трекеров отдельно обеспечивать совместимость с ДУТами каждого производителя. Также пока что, ввиду малой распространенности, Bluetooth ДУТы стоят дороже “классических” проводных.
Практика применения: При наличии трекера с Bluetooth-интерфейсом можно рекомендовать клиенту устанавливать Bluetooth-ДУТ.
Особенности конструкции ДУТов
Ряд производителей добавляет в свои емкостные ДУТы дополнительные возможности. Для отдельных клиентов это может оказаться полезным.
Удаленный контроль электропитания ДУТа
Если ДУТ перестает передавать данные об уровне топлива, то прежде всего стоит посмотреть подключен ли он к питанию. На ДУТах, например, компании Siensor, сделать это можно удаленно. Для этого в интерфейсном кабеле ДУТа предусмотрен дополнительный провод. Этот провод следует подключить к дискретному или аналоговому входу трекера, а в сервисе мониторинга создать дискретный или измерительный датчик.
Контроль температуры топлива
Особого практического смысла не имеет. Многие просто привыкли что это есть. ДУТы, дополнительно измеряющие температуру топлива производит, например, компания Техноком (ТМ Автограф).
Универсальный интерфейс для подключения
Некоторые производители предусматривают в своих ДУТах возможность их подключения к трекеру как по аналоговому, так и по цифровому интерфейсам. Например, такие ДУТы делает компания Эскорт. Будет полезно при подключении ДУТа к ранее установленному трекеру. Клиент может не знать какие интерфейсы у трекера заняты, поэтому возможность подключить ДУТ к любому интерфейсу будет полезна.
Индикатор уровня топлива
Устанавливается в кабину водителя и отображает точное значение топлива, измеренное ДУТом. Является не только контрольным, но и дисциплинирующим (отбивает желание сливать) фактором. На рисунке показан индикатор Омникомм.
Датчик уровня топлива
Датчик положения уровня топлива (топливный датчик, ДУТ) – это устройство, измеряющее уровень бензина или дизельного топлива в топливном баке автомобиля. Помимо этого, топливный датчик также позволяет:
- Рассчитывать количество заправок автомобиля;
- Фиксировать перерасход и слив топлива.
Кроме того, датчик уровня топлива часто используется в единой системе с оборудованием слежения (GPS) для передачи этих данных на компьютер с установленной программой мониторинга. Информация о расходе топлива используется для контроля за каждым отдельным автомобилем и позволяет спланировать стратегию расходов на автопарк в целом.
Топливный датчик может быть установлен не только на стандартные автомобили, но и на грузовые машины, спецтехнику или сельскохозяйственный транспорт.
Как работает датчик уровня топлива в баке
В основе любого датчика уровня топлива, вне зависимости от его устройства и конфигурации, лежит следующий принцип: сигнал датчика меняется в соответствии с изменением уровня топлива в баке. ДУТ старых моделей представляли собой поплавок, закрепленный на реостате, который поднимался и опускался в зависимости от наполненности топливного бака.
Многие современные датчики уже не контактируют напрямую с топливом, но содержат чувствительные элементы (чаще всего магниты), которые воспринимают изменения уровня топлива и передают сигнал на бортовой компьютер.
Характеристики датчика уровня топлива
Различий между датчиком для бензина и датчиком для дизельного топлива нет, этот прибор универсален. Однако датчики различаются в зависимости от характеристик выходного сигнала.
Датчик уровня топлива: типы и виды
- Аналоговые. Представляют собой поплавок из пластика или металла, плавающий внутри бензобака. При изменении уровня топлива меняются и передаваемые данные на бортовой компьютер автомобиля. Такой датчик самый доступный по стоимости, но сильнее прочих искажает показания. Он по умолчанию предусмотрен в базовой комплектации транспорта.
- Частотные. Посылают на устройство мониторинга кодированный сигнал, который впоследствии расшифровывается в стандартные показания.
- Цифровые. Это микропроцессоры, которые отправляют данные с минимумом помех и максимальной точностью.
Выбор подходящего топливного датчика зависит от объемов топливного бака (датчик должен доставать до самого дна, иначе он не сможет правильно замерять количество бензина, когда его останется немного) и уже имеющегося в автомобиле оборудования. К примеру, если система может принимать сигналы цифрового датчика, лучше устанавливать его, а не аналоговый.
Где находится датчик уровня топлива
Датчики могут быть как установлены непосредственно в топливном баке, так и прикреплены к трекеру. Наиболее точные датчики расположены в топливном баке – так они передают показания, максимально лишенные погрешности.
Кроме того, есть случаи, когда имеет смысл установить сразу несколько датчиков:
- Несколько баков в машине (грузовой транспорт);
- Топливный бак сложной конфигурации или вытянутой формы (спецтехника, грузовые фуры).
Правильный выбор ДУТ зависит от особенностей топливной системы автомобиля.
Узнайте, как можно сэкономить 13,5 миллонов в год на автопарке из реального кейса ОНПЗ «Газпром Нефть». Получите кейс в удобном мессенджере.
Датчик уровня топлива показывает неправильно
Все датчики уровня топлива (ДУТ) работают по схожему принципу. Для их диагностики часто не требуются специализированные знания и опыт ремонта автомобилей. Рассмотрим, почему датчик уровня показывает неправильные данные или врет при определенном количестве бензина/дизельного топлива в баке. Также рассмотрим плавающие неисправности, при которых датчик периодически не показывает количество топлива или глючит.
Особенности устройства и принципа работы датчика топлива
Современные датчики уровня топлива в баке делятся на 3 вида:
- ДУТ рычажного типа. В основе датчика резистор с подвижным отводным контактом. В зависимости от положения ползунка на резистивной дорожке изменяется сопротивление в цепи датчика уровня топлива. Для отображения показаний на приборной панели важно не само сопротивление резистивного участка, а перепад напряжения, который происходит на участке с изменяющимся сопротивлением. Ползунок потенциометра через металлическую тягу соединен с поплавком, который всегда находится на поверхности залитого в бак горючего.
- Датчик трубчатого типа. Поплавок перемещается внутри трубки по направляющей стойке. Внутри поплавка расположена пара соединенных между собой контактов, через которые проходят провода сопротивления. На один из выводов подается опорное напряжение, второй вывод сигнальный. Чем больше топлива в баке, тем выше находится поплавок и тем больше сопротивление в цепи;
- ДУТ бесконтактного типа. Поплавок через рычаг соединен с магнитным чувствительным элементом. Изменение положения магнита относительно металлических пластинок разной длины формирует определенный электрический сигнал. Оцифровывая аналоговый сигнал с датчика, блок управления отображает уровень бензина/солярки на приборной панели.
Преимущество магнитного датчика положения в том, что чувствительный элемент находится в герметичном корпусе и не контактирует с топливом в баке. Несмотря на свою универсальность, MAPPS широкое распространение получил лишь на авто, работающих на биодизеле, метаноле и этаноле. Новые виды топлива не позволяют использовать измерители контактного типа из-за высокой агрессивности среды к открытым токопроводящим элементам.
Причины неправильных показаний
- Образование окислов, грязевого налета на поверхности резистивного слоя. Отложения нарушают пятно контакта между ползунком и токопроводящим слоем, из-за чего в цепи повышается сопротивление. Неисправности подвержены как рычажные, так и трубчатые ДУТ.
Если автомобиль чаще всего используется с наполовину пустым баком, велика вероятность, что после заправки полного бака указатель уровня топлива начнет врать либо и вовсе не покажет количество горючего. Чем реже ползунок перемещается по определенной зоне резистивной дорожки, тем выше вероятность образования на ней паразитного сопротивления.
Как проверить датчик уровня топлива?
Начать диагностику следует с изучения электрической схемы подключения ДУТ на вашем авто. При включенном зажигании проверьте на разъеме топливного модуля наличие питающего напряжения измерителя уровня бензина. Для этого воспользуйтесь мультиметром в режиме измерения постоянного тока либо контрольной лампой для проверки электрических цепей. Облегчит диагностику наличие построечного резистора, который позволяет вручную изменять сопротивление цепи. Так вы сможете сымитировать нормально работающий датчик уровня горючего, проверив целостность проводов от бензобака до приборной панели и даже исправность указателя.
Если для снятия топливного модуля необходимо демонтировать топливный бак, имеет смысл прозвонить цепь от ДУТ к приборной панели на предмет обрыва, паразитного сопротивления. Уверенность в исправной сигнальной цепи увеличит шанс на то, что причина, из-за которой не работает датчик топлива, кроется в баке и трудоемкий процесс по его демонтажу окажется не напрасным.
После снятия топливного модуля осмотрите составляющие датчика на предмет механических повреждений и характерных неисправностей потенциометрических датчиков положения. Окислы и налет можно удалить ватной палочкой, смоченной в растворителе. Будьте аккуратны при чистке резистивного слоя абразивными элементами (жесткая губка, скотч-брайт, наждачная бумага), чтобы не повредить токопроводящий слой . В случае повреждения контактных дорожек датчик бензина придется заменить на новый.
Зависимость формы сигнала от типа указателя на приборной панели
Измеритель в баке не имеет электронных компонентов и посылает в приборную панель аналоговый сигнал. На легковых авто устанавливают 2 вида указателей:
- аналоговый указатель уровня топлива (УУТ) — указатели на основе бимметалической пластины. От датчика в баке ток поступает на пластину, которая при нагреве деформируется, сдвигая закрепленную на оси стрелку указателя. Чем выше сила тока в цепи, тем на большее расстояние отклоняется стрелка на приборной панели. Нередко датчик бензина неправильно показывает уровень горючего из-за усталостной деформации бимметалической пластины, поломки оси крепления стрелки;
- цифровой УУТ. Для работы УУТ такого типа необходим преобразователь, установленный в приборной панели. Он видоизменяет аналоговый сигнал с датчика в «понятный» для указателя импульс. Такие датчики не имеют инертности показаний и очень редко выходят из строя из-за неисправности электронных компонентов по причине трещин в местах припаивания элементов к плате.
Как работает лампочка низкого уровня топлива?
На случай, если датчик неправильно показывает уровень, конструкторами предусмотрена сигнальная лампа минимального уровня горючего в баке. Лампочка установлена в разрыв цепи, которая замыкается через отдельный контакт на топливном модуле. В качестве выключателя выступает ползунок на рычаге поплавка. Контакты цепи лампочки замыкаются, когда поплавок опускается ниже определенного уровня.
Предохранитель ДУТ
Внезапный отказ датчика наводит на мысль о сгоревшем предохранителе. Но в бортовой сети современного авто не предусмотрен отдельный предохранитель для защиты цепи питания ДУТ. Повсеместно цепь указателя и измерителя входит в целую группу датчиков и исполнительных механизмов, защищаемых общим для приборной панели предохранителем. Поэтому в случае короткого замыкания в цепи датчика перегорает плавкая вставка приборной панели.
Где находится датчик бензина?
На многих авто добраться к ДУТ можно через сервисный лючок, который находится под задним рядом сидений. В большинстве случаев измеритель установлен на колбе бензонасоса. Но нередки случаи, когда бензонасос и датчик уровня топлива разнесены по разные стороны бака. Соответственно, сервисных лючков будет 2, поэтому перед началом диагнстики узнайте, где находится датчик уровня топлива на вашем авто.
Источник https://www.navixy.ru/docs/academy/fuel-control/fuel-sensor/
Источник https://tmcorp.pro/slovar/d/datchik-urovnya-topliva/
Источник https://topmekhanik.ru/datchik-urovnya-topliva-pokazyvaet-nepravilno/
- Поплавковый