Датчик уровня топлива: виды, принцип работы, устройство
Датчик уровня топлива (ДУТ) — функциональное устройство топливной системы автомобиля, единственным предназначением которого является определение уровня и объема горючего (дизтоплива, бензина, солярки, масла) в топливном баке.
Датчик располагается в баке для подачи топлива, а указатель топливного уровня выводится на приборной панели в салоне автомобиля. Подобные датчики контроля отличаются очень низкой погрешностью (не более 1%), их конструкция не имеет движущихся и быстро изнашиваемых элементов.
ДУТ также могут применяться в системах контроля заправок и слива топлива, а также в системах проведения спутникового мониторинга автомобилей.
Как устроен датчик уровня топлива:
Современный датчик уровня топлива — это не что иное, как датчик-потенциометр перемещения. Подобное устройство обладает рядом преимуществ, таких как: доступность, надежность и простота конструкции датчика; высокая точность проводимых измерений и низкая цена. Среди недостатков стоит выделить наличие отдельных элементов, восприимчивых к окислению и частым поломкам.
В топливной системе автомобиля могут использоваться датчики-потенциометры двух видов – трубчатые и рычажные. Основным элементом конструкции подобных датчиков является т.н. поплавок, для изготовления которого может использоваться тонколистовой металл, полая пластмасса и пенопласт.
Рычажный топливный датчик
В таком типе устройства поплавок соединяется с контактом датчика при помощи небольшого рычага, изготовленного из металла. Рычажный датчик представляет собой сектор, который разделен на полосы металла резистивного типа. Основой конструкции являются надежные износостойкие резисторы с толстой пленкой.
ДУТ рычажного типа
Подобный датчик может устанавливаться как отдельно, так и в блоке, который отвечает за подачу топлива. Блок может состоять из ТН и заборника топлива.
Благодаря своей исключительной универсальности рычажные датчики могут применяться практически на всех топливных баках.
Трубчатый топливный датчик
В данном типе датчика поплавок двигается внутри полой трубки. Параллельно установлены и провода, создающие сопротивление, на концах которых имеются контактные кольца для поплавка. Трубчатые датчики отличаются высоким уровнем устойчивости к различным колебаниям ТС.
ДУТ трубчатого типа
ДВС, которые применяют новые виды топлива, оснащаются специальными бесконтактными ДУТ. Наиболее известным из таких датчиков является магнитный датчик неактивный (MAPPS).
Основной элемент подобного устройства является закрытым, что полностью предотвращает его непосредственный контакт с горючей смесью. Поплавок в магнитном датчике соединяется с рычагом при помощи магнита (отсюда и название).
Передвижение магнита осуществляется исключительно по сектору, на котором устанавливаются металлические пластины, имеющие разную длину. Сформированное магнитное поле создает электрический сигнал на поверхности пластин, который определяет существующий уровень топливной смеси в баке.
Как работает датчик уровня топлива
Принцип действия ДУТ основан на следующем – для определенного значения уровня горючего в баке создается собственный сигнал на датчике.
Замеры уровня топлива поплавком осуществляются только при снижении уровня ТС в баке. При этом изначально указатель уровня показывает на заполнение бака, и только спустя некоторое время происходит плавное снижение указателя. В этот временной интервал датчики уровня могут допускать некоторую погрешность в измерении, которая зачастую не превышает 1%.
В большинстве топливных систем устанавливаются датчики уровня с цифровым и аналоговым сигналом. Датчик аналогового типа определяет степень изменения напряжения на потенциометре. Подобные датчики дают большую степень погрешности в измерениях в сравнении со своими цифровыми аналогами.
Датчик цифрового типа предназначен для преобразования аналогового сигнала в соответствующую цифру с дальнейшей корректировкой и выравниванием значения, с учетом возможных колебаний уровня ТС. Датчики данного типа отличаются высокой точностью, с допустимым уровнем погрешности в 0,5%.
Датчик уровня топлива в баке: виды, функции, возможности
Для анализа и контроля количества топлива, определение уровня его расхода предназначается датчик уровня бензина в баке. Показания замеров выводятся на указатель-одометр. Кроме того, прибор может использоваться как составляющая системы удаленного GPS-мониторинга эксплуатации транспортного средства.
Интегрирование датчика уровня топлива в баке в данную систему позволяет удаленно в режиме реального времени получать такие данные:
Применение датчика уровня топлива в баке позволяет вести четкий контроль за использованием горючего и действиями персонала, что обеспечивает существенную экономию средств на содержание автопарка. Устройство устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, спецтехнику строительного и сельскохозяйственного назначения. ДУТ подходит для транспортных средств не только с бензиновым, но и с дизельным двигателем. Кроме того, он отлично работает даже на неподвижных объектах — например, на резервуарах с горючим на автозаправочных станциях и других.
Виды (общая классификация) датчиков уровня автомобильного топлива
На вопрос, где находится датчик уровня топлива, односложно ответить нельзя, все зависит от типа устройства. На сегодняшний день прибор представлен в достаточно большом разнообразии вариантов. По конструктивным особенностям выделяют такие виды:
По характеристикам выходного сигнала существуют такие виды датчиков уровня топлива:
Датчик поплавкового типа для контроля уровня топлива в автомобильном баке
Поплавковый датчик уровня топлива в баке предусматривается в базовой комплектации автомобиля. Он находится непосредственно в топливной емкости. Изменение количества горючего влечет за собой изменение положения поплавка. Сам поплавок может быть выполнен как из металла, так и из пластика. Этот вид устройств делится на два подвида:
Устройство подключается к бортовой сети авто. Если подключена масса на датчик уровня топлива, при обесточивании автомобиля замеры не производятся. В данном случае невозможно зафиксировать факт слива горючего во время стоянки транспортного средства. Поэтому многие предпочитают подключить ДУТ непосредственно к аккумулятору.
Емкостной измеритель — преимущества для контроля уровня топлива в автомобильном баке
Емкостной электронный датчик уровня топлива в баке монтируется по желанию автомобилиста. Он позволяет с максимальной точностью контролировать расход горючего, фиксировать количество дозаправок, а также факты несанкционированного слива. Измерительный блок данного устройства представляет собой конденсатор две вставленные одна в другую, но не соприкасающиеся между собой трубки. В верхней части они соединены к плате прибора. Полость между ними заполняется горючим. На конденсатор подается электроток. Удельное электросопротивление бензина ниже, чем у воздуха. Соответственно, чем меньше бензина, тем дольше заряжается конденсатор.
Плата электронного датчика уровня топлива в баке подсчитывает время зарядки. На основании полученных данных вычисляется высота столба горючего как в конденсаторе, так и в самой емкости. Данный прибор подключается к GPS-трекеру и передает в систему мониторинга информацию о выполненных вычислениях. Она поступает в зависимости от настроек пользователя — или в режиме реального времени или с определенной периодичностью.
Ультразвуковой измеритель для контроля уровня топлива в автомобильном баке
Ультразвуковой измеритель уровня топлива в баке являет собой излучатель, к которому присоединен кабель для подключения к GPS-трекеру. Он устанавливается с внешней стороны топливного бака. Устройство работает следующим образом. Сгенерированная ультразвуковая волна проходит сквозь стенку бака и толщу горючего. На границе среды воздушной и жидкостной среды она отражается, сигнал улавливается излучателем. Временной промежуток между отправкой волны и ее возвратом после отражения берется за основу для вычисления количества топлива.
Хотя показания устройства более точны по сравнению с поплавковым, рассматривая возможность его установки, следует учесть несколько нюансов:
Какой вид датчиков выбрать для контроля в автомобиле уровня топлива
Когда известен принцип работы датчика уровня топлива каждого типа, можно определиться с выбором подходящего ДУТа. При выборе следует учесть:
В некоторых случаях целесообразна установка нескольких датчиков:
На каком устройстве остановить свой выбор — аналоговом датчике уровня топлива, цифровом, ультразвуковом или нескольких сразу — каждый владелец транспортного средства решает сам.
ДУТ ЭСКОРТ ТД-100
Датчик уровня топлива: принцип работы, ремонт и как обмануть датчик
Датчик уровня топлива (ДУТ) представляет собой измеритель объема горючего, устанавливающийся в баке транспортного средства. Принцип действия устройства схож с работой поплавка — контроллер измеряет уровень топлива и отправляет показатели расхода на панель приборов. Данные, зафиксированные датчиком, преобразуются блоком управления и выводятся на приборном щитке аналоговым или цифровым устройством.
Принцип действия электрического топливного датчика в автомобиле основан на измерении объема горючего и самостоятельном срабатывании при критическом остатке бензина. При активации резистор системы измерений, установленный в бензобаке, подает визуальный сигнал. Замер объема топлива осуществляется посредством использования специального поплавка. Степень заполнения резервуара горючим можно отследить по показаниям приборной панели: по мере расхода топлива указатель, расположенный на щитке, постепенно снижается.
Особенности принципа действия контроллера:
1. Поплавок, предназначенный для измерения, при расходе горючего опускается, а при его увеличении — перемещается вверх.
2. При перемещении поплавок контактирует со специальными секторами, подключенными к проводам. Кабеля идут на датчик топлива, установленный на приборной панели. Изменение количества пластин, подключенных к резистору или потенциометру, способствует изменению уровня сопротивления.
3. Если бак полный, то бегунок располагается в крайнем положении и ток передается в потенциометре по самому короткому пути. Передача силы осуществляется с использованием пластины, установленной с краю. Соответственно, уровень сопротивления низкий и варьируется в районе 7 кОм. При расходе топлива бегунок начинает передвигаться, в результате чего проводка добавляется новыми пластинами (сопротивление растет). При полном баке рабочий параметр составляет около 120 Ом.
4. У трубчатых регуляторов несколько иной принцип функционирования. Топливо поступает через нижнюю часть устройства (его технологическое отверстие) по специальной трубке. Поплавок устанавливается на поверхности горючего.
Какие бывают датчики уровня топлива?
Рычажные ДУТ для авто состоят из следующих элементов:
— бегунок устройства, выполненный в виде перемещающегося контакта;
Поплавок обладает инерционностью, поэтому при функционировании он не дергает стрелку индикатора на приборной панели. Схема, при которой датчик должен правильно подключаться в авто — «12-вольтный источник — контроллер, установленный на приборке — масса машины или заземление».
Трубчатые контроллеры используются в современных авто и характеризуются более низкой чувствительностью к колебаниям горючего. Благодаря тому, что измерительный компонент надежно защищен от соприкосновения с бензином, его срок службы выше.
Виды электронных бесконтактных измерительных устройств для замера объема
После демонтажа устройства выполняется его проверка и ремонт:
— Сначала тестируется герметичность поплавка. Выполняется диагностика резистивного слоя на плате. Если эти элементы изношены, то их можно заменить при условии, что есть запчасти от «донора».
— В случае если резистивный слой стерся, для устранения проблемы можно укоротить контакт, имеющийся на плате. Это позволит элементам перемещаться по сохранившейся части слоя.
— Чтобы отремонтировать контроллер, его нужно разобрать. Поводок извлекается из защелки (этот же элемент выполняет функцию оси контактной пластины).
— Плата распаивается и извлекается из корпуса регулятора. Затем, используя наждачную бумагу, выполняется очистка схемы от следов окислений. Действовать необходимо осторожно, поскольку плата хрупка.
— Схема устанавливается обратно. Этот элемент надо поставить так, чтобы исключить вероятность появления зазоров между ним и корпусом контроллера со стороны цифровой кодировки. С помощью паяльника делается две засечки в корпусе регулятора. Если этого не сделать, то схема может перемещаться.
— К регулятору подключается провод с разъемом и заземление.
Как сделать датчик своими руками?
Самодельный емкостный контроллер производится из двух модулей, подключенных между собой с помощью трех проводов:
— Первый модуль, выполненный в виде металлической пластины, подключается к блоку емкостного регулятора.
— Второй модуль необходимо соединить с блоком отображения.
— По двум электролиниям питание поступает на блок устройства. По третьему проводнику на блок идет сигнал, преображающийся в показатель объема топлива.
Прежде чем изготовить датчик, надо учесть следующие нюансы:
— Рабочая поверхность двух электродов должна быть заизолирована от контакта.
— Пространство между электродами должно полностью заполняться топливом, если контроллер погружается в жидкость.
— В бензобак необходимо установить датчик под наклоном.
— Самодельное устройство не должно иметь подвижных компонентов и частей.
— Питание регулятора должно быть организовано не более, чем от 5 Ватт. Если напряжение будет более высоким, то топливо может воспламениться от воздействия искры.
— Измерительная схема должна быть размещена как можно ближе к контроллеру. Кабеля для ее соединения должны быть не длиннее 2 см.
Обмануть датчики уровня топлива можно таким образом:
— Чтобы обмануть показания ультразвукового датчика, на него нужно воздействовать током либо напряжением, также подойдет магнит. Последний устанавливается поверх регулятора. Это приводит к увеличению напряжения и появлению сбоев в работе датчика.
— Погружаемые устройства более герметичны, точнее определяют объем горючего и устойчивы ко внешним воздействиям. Для обмана такого регулятора пользователю необходимо согнуть патрубок внутри топливного бака.
Сколько остается бензина, если загорается лампочка?
Для информирования водителя о количестве топлива в баке автомобиля, на приборной панели установлен индикатор уровня топлива. Сам по себе он не особо приметен и, чтобы исключить вероятность полного расхода бензина или дизтоплива, на приборной доске дополнительно имеется сигнальная лампа, обозначаемая схематическим изображением бензоколонки.
При загорание лампочка информирует, что бензина в баке критически мало и его хватит для преодоления небольшого расстояния. Сигнальная лампа уровня топлива сделана для того, чтобы водитель заранее заметил, что топлива в баке мало и заехал на заправку.
Сигнальную лампочку можно считать полезным дополнением топливного датчика. Дело в том, что показания датчика не всегда точны, есть определенные погрешности (из-за конфигурации бака, положения авто и ряда других факторов). Поэтому датчик может показывать «пустой» бак при наполненности на ¼ или 1/5, в зависимости от объема резервуара (а это — 10-15 литров). Это может запутать водителя, поскольку стрелка датчика показывает «0» как при 10 литрах, так и при 1 литре бензина в баке.
Виды индикатора, принципы работы
На авто с карбюраторными системами питание сигнальной лампы велось от потенциометрического датчика уровня топлива, то есть датчик и лампа связаны. Принцип работы очень простой – при достижении определенного уровня бензина бегунок потенциометра, связанный с поплавком, замыкает контакты питания лампы. Сперва контакты замыкаются прерывисто (влияет плескание бензина в баке), поэтому индикатор мигает, но при большем потреблении топлива, контакты лампы становятся замкнутыми постоянно.
В современных авто с инжекторной системой питания датчик и индикатор разделены. Сигнальная лампа питается от своего датчика, установленного на корпусе насоса. Основным элементом датчика сигнальной лампы является терморезистор, помещенный в металлическую колбу. Принцип работы цепи «лампа-датчик» построен на изменении сопротивлении терморезистора от воздействия температуры.
Функционирует все так: на терморезистор подается напряжение, из-за чего он разогревается. Топливо выступает для него охлаждающей жидкостью, оно отводит тепло, поддерживая температуру датчика. Если уровень бензина опуститься ниже этого датчика, то температура терморезистора повыситься, что приводит к изменению его сопротивления. В следствие изменения сопротивления загорается лампа.
Индикатор, построенный на основе терморезистора, хорош тем, что не связан с датчиком уровня топлива и работает независимо от него. Это дает возможность заметить снижение уровня топлива даже при неработающем топливном датчике.
Сколько можно проехать с горящей лампочкой
Теперь о том, сколько же бензина остается в баке, если лампа загорелась и на сколько его хватит На разных моделях этот показатель отличается. В среднем автопроизводители устанавливают резерв на 100 км хода. То есть, лампочка загорается, если бензина в баке осталось от 5 до 10 литров, в зависимости от модели. Но это не значит, что после загорания сигнальной лампы водитель проедет 100 км. На расстояние, которое можно проехать на резерве бензина, влияет стиль вождения, особенности дорожных условий, нагрузка на двигатель и т. д. То есть, один водитель проедет на резерве 80-90 км, а второму хватит всего на 30-40 км. Поэтому не стоит надеяться, что проедете на остатках топлива в баке большое расстояние. При загоревшемся индикаторе сразу же следует направляться в сторону АЗС.
Как ехать, если загорелась лампочка бензина
Бывает так, что лампочка бензина на приборной панели загорелась, а до АЗС еще нужно проехать значительное расстояние. И в этом случае следует принять меры, чтобы резерва хватило до заправки. Для этого нужно:
Эти меры позволят проехать большее расстояние на остатке топлива.
Чем грозит малое количество бензина
Отметим, что лучше не допускать уменьшение количества топлива до уровня, когда срабатывает сигнальная лампа. Если для карбюраторных авто малое количество топлива никаких негативных последствий не несет, разве что вероятность неожиданного прекращения движения и «прогулки» с канистрой до АЗС, то в инжекторных авто это явление опасно.
Проблема заключается в том, бензонасос в таких машинах помещен в бак и топливо для него – охлаждающая жидкость. Если бензина не хватает, то из-за перегрева электродвигатель насоса может выйти из строя. «Выхватывание» воздуха насосом тоже ничего хорошего не несет.
Еще одна проблема заключается в том, что при низком уровне бензонасос качает топливо «со дна» бака, где скапливается сор и грязь. Это приводит к засорению фильтра топливоприемника, из-за чего насос работает под увеличенной нагрузкой, что повышает вероятность поломки.
По этим же причинам не рекомендуется постоянная езда «на лампочке».
Видео: Загорелась лампочка, на сколько хватит топлива?
Как определить количество бензина в баке с точностью до литра
Расход бензина, помноженный на его стоимость, может стать решающим аргументом в выборе автомобиля, но часто бывает недостаточно знать, сколько топлива сгорает по регламенту и в реальности. Когда индикатор дает сигнал, что горючего мало, а особенно – если он выходит из строя и лампочка вовсе не горит, – встает самый главный вопрос: как узнать, сколько осталось бензина?
Народные хитрости
Стационарного прибора, который мог бы измерить количество топлива в баке с точностью до литра, нет ни в одной самой полной комплектации современных машин. Но в среде автолюбителей и специалистов, на форумах автомобильной тематики можно встретить множество советов по определению этих остатков: от раскачивания авто для оценки звука (чем меньше бензина, тем громче всплески) до его взвешивания и сравнения с весом в книжке по эксплуатации. Один из таких оригинальных алгоритмов измерения остатков топлива – его слив из бака в мерную емкость, а затем заливка обратно в бак.
Конечно, существуют и более разумные способы, которые подойдут в дорожных условиях.
По приборам
Если топливный индикатор работает, первое решение – сориентироваться по нему. Например: объем бака – 50 л, на шкале условно нанесено 10 делений, – значит, каждое «отбивает» 5 л. Прикидывая остаток горючего таким способом, помните, что результат будет приблизительным, и обращайте внимание на расположение автомобиля: машина должна стоять строго горизонтально, иначе показатель не будет соответствовать действительности.
Более точные показания можно получить с помощью специального щупа. Бензобаки некоторых старых автомобилей снабжались им с завода, но по аналогии его можно сделать самостоятельно, хорошо изучив тему. Расстояние между отсечками зависит от размеров и формы бака, длина линейки должна быть не менее полутора метров, а материал, из которого она изготавливается, – не содержать металла и не создавать искр.
С помощью диагностического режима
Если на вашем автомобиле установлена приборная панель от семейства Renault, куда выборочно попадают модели LADA, Nissan и некоторые другие, узнать, сколько в баке бензина, с точностью до литра можно в диагностическом режиме панели.
Чтобы запустить диагностику приборки, нужно:
– перед включением зажигания зажать на 5 секунд кнопку сброса суточного пробега, затем включить зажигание и отпустить кнопку, когда стрелки приборов начнут двигаться;
– той же кнопкой переключить режим диагностики панели приборов, найдя в правом верхнем углу иконку заправочной колонки.
Под этой иконкой отображается цифра, точно соответствующая литражу оставшегося в бензобаке топлива.
Проверить, сработает ли диагностический режим панели приборов на конкретном автомобиле, можно опытным путем.
С помощью датчика
Если приборная панель не поддерживает описанные выше возможности тестового режима, проблему контроля количества бензина в баке автомобиля можно решить с помощью специального беспроводного датчика, устанавливаемого прямо в бензобак.
Современный прибор работает от батарейки с увеличенной автономностью (до пяти-семи лет!) и способен хранить во встроенной памяти данные об изменении уровня топлива в среднем за два месяца. Уровень горючего в любой момент можно считать дистанционно с помощью специального устройства, распознающего радиосигнал.
С помощью расчетов
Для любителей расчетов существует еще один способ, требующий предварительной подготовки. Заправив полный бак и обнулив одометр, можно легко вычислить реальный объем бензобака и расход топлива на 100 км в привычном режиме езды, что в дальнейшем поможет контролировать уровень горючего.