Как работает уровень топлива в баке: Принцип работы и виды датчиков уровня топлива в баке

Датчики уровня топлива: описание, принцип работы, виды

Для контроля горючего в баках используют специальные устройства: датчики уровня топлива, или ДУТ. Они измеряют количество бензина, масла или солярки. Чаще всего ДУТ устанавливают на автомобили, но также они востребованы на топливных складах.

Задача датчика – измерить уровень горючего, пересчитать его объем и передать информацию диспетчеру. Благодаря ДУТ владельцы транспорта отслеживают расход и предотвращают слив бензина: если в какой-то момент уровень горючего в баке резко снизится, диспетчер это заметит. Датчик может дополнять другие контроллеры или служить самостоятельным устройством, но он обязательно подключается к системе мониторинга машины. Именно она транслирует и сохраняет информацию об изменении уровня горючего в баке.

Устанавливают ДУТ через штатное отверстие в баке или специально готовят подходящее по диаметру отверстие для монтажа. Чаще всего устройство выглядит, как стержень или поплавок, но это высокоточное оборудование, которое можно использовать не только на легковых авто, но также на грузовиках, спецтехнике или стационарных объектах. Датчик может соединяться с индикатором уровня топлива на приборной панели. Благодаря этому водитель может отслеживать расход во время движения и вовремя делать остановки для заправки.

Принцип работы датчиков уровня топлива

Ни одно устройство не дает абсолютно точных показаний, но на рынке достаточно моделей с минимальной погрешностью, которую можно не принимать во внимание. Также при полном баке датчик может транслировать некорректные данные, но как только авто начинает движение и топливо расходуется, информация становится достаточно точной. Установить датчик можно на любой бак, включая дизельную систему.

В основе устройства – соответствие значений уровня горючего аналоговому сигналу. Модели, которые использовали только аналоговые показатели, имели большую погрешность, связанную с неравномерностью заполнения бака и его конфигурацией, поэтому сейчас они встречаются редко. Большинство современных ДУТ – цифровые. Они преобразуют аналоговые данные в цифровой формат, а затем корректируют его, убирая неточности. Благодаря этому погрешности возникают только на этапе измерения уровня топлива и на конечный результат почти не влияют.

Самый популярный вид датчиков – потенциометрический. Это недорогие модели с простой и надежной конструкцией, единственным недостатком которых можно считать быстрое окисление. Потенциометрические датчики могут быть трубчатыми или рычажными, но в любом случае они используют поплавок из пенопласта, пластмассы или легкого металла. Однако при рычажной конструкции поплавок соединен с потенциометром при помощи металлического рычага, а в трубчатых моделях датчик поплавок двигается в трубке с контактными кольцами.

Рычажные потенциометрические устройства подходят для всех видов баков. Трубчатые модели не универсальные, зато они сохраняют устойчивость при маневрировании автомобиля: на поворотах, спусках, подъемах, а это гарантирует высокую точность измерений.

Однако потенциометрические датчики – контактные, поэтому их нельзя использовать для транспорта, который работает на новых видах топлива вроде биодизеля или метанола. Контактные устройства быстро изнашиваются, поэтому часто владельцы транспорта выбирают бесконтактные модели. Они работают по другому принципу, используя магниты или чувствительные элементы, которые напрямую не контактируют с содержимым бака. Но и бесконтактные устройства используют для измерения уровня горючего поплавок. Он соединен с магнитом или другим элементом, который воспринимает движения поплавка и формирует электрический сигнал.

Виды датчиков уровня топлива

В зависимости от формата выходного сигнала устройства могут быть частотными, аналоговыми или цифровыми. Аналоговые и частотные модели – редкость. Если датчики, работающие только с аналоговыми сигналами, отличаются большой погрешностью, то частотные модели передают информацию с задержкой. Впрочем, если не нужно знать точное количество топлива в баке, и достаточно приблизительной информации, можно сэкономить, выбрав недорогую аналоговую модель. В остальных случаях лучше выбрать цифровой датчик.

Цифровые модели комплектуют электронной платой, которая регистрирует расход топлива. Они не требуют подключения к электрической системе авто, могут работать от батареи или другого автономного источника питания. Уровень погрешности у такого оборудования минимальный, и при грамотной установке проблем на протяжении всего срока эксплуатации не возникнет.

Также датчики классифицируют по типу крепления: одни устанавливают внутри бака, другие крепятся к трекеру. Для точности измерений необходимы модели с установкой в баке. Различаться устройства могут и методом измерения. Выше мы описали, как работают поплавковые датчики уровня топлива, но также существуют емкостные и ультразвуковые варианты. Ультразвуковые модели используют излучатели для измерения уровня горючего, они точные и легко монтируются, но чувствительны к примесям в баке. Также они не слишком популярны из-за высокой стоимости.

Дополнительные функции датчиков

Для удобства эксплуатации производители дополняют устройства новыми функциональными возможностями:

• Контроль электропитания. Если внезапно исчезает сигнал уровня топлива, скорее всего, дело в том, что разрядилась батарея, или устройство отключилось от питания. Некоторые компании позволяют контролировать подключение ДУТ удаленно. Это полезно для владельцев крупных автопарков, поскольку водители не смогут незаметно отключить датчик, чтобы скрыть слив топлива из бака.

• Индикатор. Отображение точное значение уровня топлива в кабине водителя. Это небольшое, но дисциплинирующее дополнение, благодаря которому несложно отбить у водителей охоту сливать бензин.

• Универсальный интерфейс. Модели с этой функцией легко подключить к аналоговым и цифровым трекерам. Это полезно, если выбираются датчики для большого числа авто, и нет уверенности, что во всех трекерах установлены цифровые интерфейсы.

• Отслеживание температуры. Теоретически этот показатель помогает поддерживать авто исправным, но практически сведения о температуре топлива в баке никак не влияют на сроки обслуживания и ремонта. Однако многие водители привыкли отслеживать этот параметр. Поскольку наличие такого контроллера на стоимость устройства почти не влияет, легко закрыть глаза на отсутствие практической пользы.

• Взрывозащищенный корпус. Вы можете купить датчик во взрывозащищенном исполнении и для легковой машины, но правила безопасности требуют установки именно таких устройств в ограниченном числе случаев. Например, взрывозащищенные ДУТ монтируют на бензовозы и другую специальную технику, которая перевозит грузы повышенной взрывоопасности. От других датчиков эти устройства отличаются конструкцией и дополнительной сертификацией, которую обязательно выполняют до поступления в продажу.

Перед выбором датчика уровня топлива полезно выяснить конфигурацию бака. Если она сложная, ищите ДУТ с возможностью изгиба – сложной формой измерителя. Такой датчик можно один раз согнуть под не слишком большим углом, не опасаясь увеличения износа или некорректных показаний. Правда, сгибать измерительную часть нужно не руками, а инструментом, и действовать следует аккуратно. Зато при грамотном монтаже прибор прослужит долго.

Также есть датчики со встроенным GPS-трекером. Это отличный выбор, если функции вроде подробного отслеживания маршрута машины не нужны, и вы хотите контролировать только уровень топлива в баке и получать сведения о местонахождении авто. В таком случае достаточно установить один датчик, не тратя средств на трекер. Так можно сэкономить, а если со временем возникнет необходимость расширить функционал за счет полноценного трекера, подобную модель ДУТ будет несложно подключить к новому устройству.

Выбирая модель со встроенным трекером, важно помнить, что определение координат – только дополнительная функция. А потому датчик будет точно отслеживать уровень топлива в баке, но другие задачи он будет выполнять не так хорошо, как самостоятельные устройства.

Датчик уровня топлива: виды, принцип работы, устройство — Autodromo

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.

Содержание

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.

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.

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%.

типов указателей уровня топлива — как это работает?

В этой статье вы узнаете , что такое указатель уровня топлива ? и типов указателей уровня топлива с его работой и схемами .

Что такое указатель уровня топлива?

Указатель уровня топлива обычно используется для указания водителю уровня топлива в баке. Это часть салона автомобиля, которая крепится на приборной доске перед водителем. Эти манометры можно использовать для измерения количества бензина или любого другого типа жидкости.

Датчик должен включать датчик или отправку блока, который измеряет фактически оставшееся количество топлива, и датчик, который связывает эту информацию с внешней стороной топливного контейнера. Датчик уровня топлива доступен во многих конструкциях, и многие датчики имеют недостатки, которые могут сделать показания менее точными.

Читайте также: Какова функция топливопровода в автомобиле?

Типы указателей уровня топлива

Ниже приведены типы указателей уровня топлива:

1. Электрический указатель уровня топлива переменного тока со сбалансированными катушками.
2. Электрический указатель уровня топлива биметаллического типа.
3. Электрический указатель уровня топлива теплового типа.
4. Электрический указатель уровня топлива термостатического типа.

#1 Электрический указатель уровня топлива переменного тока со сбалансированными катушками

На рисунке показан электрический указатель уровня топлива переменного тока со сбалансированными катушками. Состоит из двух агрегатно-танковых агрегатов и торпедных агрегатов. Два блока соединены одним проводом. В этих типах указателей уровня топлива баковый узел состоит из реостата (катушка сопротивления и подвижный контакт) и поплавка.

Контакт реостата приводится в действие поплавком, чтобы занять положение на сопротивлении, соответствующее положению поплавка в топливном баке. Этот подвижный контакт заземлен.

Блок приборной панели или блок щитка приборов состоит из двух катушек, расположенных под углом 90° друг к другу, с якорем и стрелочным узлом, расположенным на пересечении осей катушек. Правая катушка заземлена.

Рабочий

Когда зажигание включено, ток от аккумулятора проходит через две катушки. Это создает магнитное поле, которое действует на якорь, к которому прикреплена стрелка.

Электрический указатель уровня топлива переменного тока со сбалансированными катушками

Когда бак полный и поплавок поднят, сопротивление в блоке бака высокое. Ток, протекающий через катушку E (пустую), также протекает через катушку F (заполненную). Таким образом, якорь оттягивается вправо, так что стрелка указывает на F (полную) сторону циферблата.

Когда бак начинает опорожняться, поплавок опускается и сопротивление блока падает. Таким образом, большая часть тока, протекающего через катушку Е, проходит через резервуарный блок. Поскольку через катушку F протекает меньший ток, ее магнитное поле слабее, и якорь тянется влево, так что стрелка указывает на E (пустая сторона циферблата).

Указатель уровня топлива работает только при включенном зажигании. Потребляемый ток манометра настолько низок (0,15 ампер), что не вызывает заметного разряда электрической системы.

Вибрации в зависимости от напряжения, подаваемого на датчик, не влияют на их точность, поскольку их работа зависит от доли электрического тока, протекающего через катушки приборной панели, а не от фактической силы их магнитных полей.

Конструкция указателя уровня топлива зависит от бака. В небольших резервуарах подвижный контакт приводится в действие непосредственно рычагом поплавка. Поплавок может быть как одинарным, так и двойным. Для больших резервуаров подвижный контакт может быть установлен на вертикальной оси и приводиться в движение от поплавкового рычага с помощью конических шестерен.

Читайте также: Какие существуют типы систем смазки?

#2 Биметаллический электрический указатель уровня топлива

На рисунке показан биметаллический электрический указатель уровня топлива. Он также состоит из двух нит — отправителя и приборной панели или приемника. Датчик находится в топливном баке.

Эти типы указателей уровня топлива состоят из нагревательной катушки, намотанной на биметаллическую полосу, и внешнего поплавкового механизма, который действует через кулачок и гибкую диафрагму, так что положение поплавка изменяет высоту заземленного контакта, что, в свою очередь, изменяет натяжение в биметаллической полосе.

Блок приемника расположен на панели приборов перед водителем. Два блока соединены проводом и приемником тока от аккумуляторной батареи генератора.

Рабочий

Биметаллический электрический указатель уровня топлива

Когда топливный бак пуст, поплавок опущен, а два контакта в датчике едва соприкасаются. В этом положении, когда ключ зажигания включен, по цепи протекает ток, и в нагревательной спирали выделяется тепло, вызывающее изгиб биметалла. Как только биметалл изгибается, контакт размыкается, и цепь разрывается.

Затем нагревательная спираль и биметалл остывают, и пружина возвращается в прежнее положение, где снова возникает контакт. Так как нагревательные змеевики передающего и приемного блоков соединены последовательно, то имеет место аналогичный небольшой изгиб биметалла в приемном блоке, который тянет стрелку в нулевое положение приемного блока.

Когда топливный бак полный, поплавок поднимается, и эксцентриковый вал поднимает заземляющий контакт к изолированному биметаллическому контакту, изгибая биметалл в блоке датчика. Поскольку биметалл находится под напряжением, для его нагрева требуется больший ток, чтобы он изогнулся достаточно, чтобы разорвать контакт.

Из-за повышенного тока происходит такой же повышенный изгиб биметалла в приемнике, который тянет стрелку в положение «полный». Цикл размыкания и замыкания контактов постоянно повторяется.

См. также: 25 Сигнальные лампы и индикаторы приборной панели автомобиля [Пояснение] PDF

#3 Электрический датчик уровня топлива с тепловым датчиком

На рисунке показан электрический указатель уровня топлива с тепловым датчиком. Эти типы указателей уровня топлива состоят из двух приборных и топливного баков. Приборная панель точно такая же, как приемный блок биметаллического электрического указателя уровня топлива.

Блок бака состоит из реостата в виде скользящего контакта на проводе сопротивления, который перемещается поплавком. Два блока соединены последовательно с контактным регулятором напряжения, на который подается питание при включении зажигания.

Электрический датчик уровня топлива с тепловым датчиком

Рабочий

Когда топливный бак полный и поплавок поднят, цепь имеет наименьшее сопротивление в проводе сопротивления блока бака, и через цепь протекает больший ток. Это вызывает нагрев биметаллического рычага, так что он изгибает и перемещает иглу в положение «полное».

Когда резервуары начинают опорожняться, поплавок опускается. Это увеличивает сопротивление, которое снижает ток до значения, при котором биметаллический рычаг толкает иглу в «пустое» положение.

Читайте также: Как работает система распределения зажигания? [PDF]

#4 Электрический указатель уровня топлива термостатического типа

На рисунке показан электрический указатель уровня топлива термостатического типа. Это датчик раннего типа, который до сих пор используется на некоторых автомобилях последних моделей. Он использует два провода для соединения приборной панели и бака вместо одного провода в других датчиках. Приборная панель состоит из пары лопастей термостата, каждая из которых оснащена нагревательной спиралью.

Катушки подключаются последовательно через замок зажигания к аккумулятору. При включении зажигания ток, проходящий через катушки, бьет их. Под воздействием тепла лопасти изгибаются, чтобы индикатор перемещался по шкале. Блок бака состоит из поплавка, который приводит в действие кулачок. Кулачок при повороте изгибает лопасть термостата бака.

Электрический датчик уровня топлива термостатического типа

Рабочий

Когда бак полный и поплавок поднят, кулачок значительно изгибает лопасть. Ток, протекающий через катушки нагревателя, при включении зажигания нагревает лопатку бака, и она изгибается дальше, так что контакт размыкается. Затем лезвие остывает и острия снова открываются.

Это действие продолжается, пока зажигание включено. При этом лезвие в приборной панели нагревается и гнется на столько же. Движение этого лезвия осуществляется за счет связи с указателем, который перемещается, чтобы указать «полное» положение.

Когда бак пустой, поплавок опущен, кулачок лишь немного изгибает лопасть термостата бака. Таким образом, достаточно лишь небольшого нагрева, чтобы еще больше отогнуть лезвие и разомкнуть контакты. Лезвие приборной панели изгибается лишь немного, а стрелка указывает на «пустое» положение.

---

Заключение

Итак, теперь мы надеемся, что развеем все ваши сомнения по поводу датчика уровня топлива. Если у вас все еще есть сомнения по поводу « Типы указателя уровня топлива », вы можете связаться с нами или задать вопрос в комментариях.

Вот и все, спасибо за прочтение. Если вам понравилась наша статья, поделитесь ею с друзьями. Если у вас есть какие-либо вопросы по какой-либо теме, вы можете задать их в разделе комментариев.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления о наших новых сообщениях.

Введите адрес электронной почты

Загрузить эту статью в формате PDF:

Щелкните здесь, чтобы загрузить

Читать далее:

1. Типы топливных насосов и принцип их работы
2. Впускной и выпускной коллекторы с работой и схема
3. Нагнетатель: виды, принцип работы, преимущества

КАК РАБОТАЕТ ТОПЛИВНЫЙ ДАТЧИК?

Неудобство застрять на дороге/улице/шоссе, когда бак иссякает, превосходит только смущение, которое приходит вместе с этим. В любом случае нет оправдания тому, что в таком маленьком городе, как Сингапур, закончилось топливо, потому что в 15 минутах езды всегда есть заправочная/дизельная станция, и она открыта круглые сутки.

На первый взгляд, датчик уровня топлива — простое устройство. Как правило, он даже не указывает/вычисляет количество топлива в литрах (или галлонах), поскольку все, что необходимо для предупреждения водителя, — это количество топлива относительно емкости бака.

В связи с этим указатели уровня топлива имеют всего две основные маркировки — F — полный и E — пустой. У некоторых также есть маркировка «½», чтобы показать половину бака. Точное количество в литрах — это часть информации, которая не является критической для вождения, и информация, вероятно, не имеет значения для водителя в любом случае, даже для человека, одержимого FC своей машины (расходом топлива).

Базовый механический указатель уровня топлива состоит из очень небольшого количества деталей, и его работа основана на том же простом принципе, что и вольтметр (аналоговый измеритель напряжения).

По сути, датчик уровня топлива должен просто измерять напряжение на переменном резисторе. Но указанный резистор должен каким-то образом изменяться прямо пропорционально количеству топлива в баке. Для этого в топливном баке есть поплавок на одном конце рычага и ползунка, находящегося на полосе резистора на другом конце. Известный как передающий блок, он является жизненно важной частью топливного бака каждого автомобиля и работает безупречно.

Когда поплавок перемещается вертикально с изменением уровня топлива, противоположный конец рычага скользит по резистору, вызывая изменение напряжения на манометре. Наконец, при прямом ответе стрелка указателя перемещается в соответствующее положение на манометре.

Из-за своей простоты и надежности измерение уровня топлива и его отображение практически не менялись на протяжении десятилетий. Однако, как почти все в современном автомобиле, некоторые электронные устройства были включены не в качестве замены проверенного классического устройства, а в дополнение к нему.

Кстати, указатель уровня топлива не дает никаких данных бортовому компьютеру автомобиля, кроме как в некоторых случаях для сброса среднего расхода топлива после заправки бака.

Там, где используется электроника, Передающий блок подключается к крошечной электронной схеме, чтобы активировать сигнальную лампу «Низкий уровень топлива» или «Пожалуйста, дозаправьте» на заданном уровне, обычно сопровождаемую символом дозатора топлива. Он обеспечивает четкое визуальное уведомление о том, что автомобиль может проехать только от 30 до 60 км на оставшемся топливе. На самом деле, большинство указателей уровня топлива заведомо пессимистичны, чтобы обеспечить оптимистично настроенному водителю, работающему на пустом топливе, достаточно «прибавки».

В некоторых автомобилях цифровые датчики с ЖК-дисплеем или светодиодами заменили механический прибор и его аналоговую стрелку. Функция таких манометров та же, а в качестве измерительного устройства продолжает служить старый добрый поплавковый механизм.