Классификация датчиков уровня автомобильного топлива

Как отмечалось, главный элемент контроля —датчик уровня топлива, с помощью которого можно увидеть реальный остаток горючего и таким образом проконтролировать водителя.

Датчик поплавкового типа

Одно из самых недорогих и надежных устройств, предназначенных для изменения топлива в баке грузового автомобиля. Такие устройства работают в условиях высоких вибраций и колебаний горючего, что может привести к погрешности в процессе измерений. Для снижения влияния этих моментов поплавковый датчик монтируется в специальной демпферной трубке, имеющей диаметр немного больший, чем у самого поплавка.

Конструктивно механизм состоит из поплавка, который перемещается по вертикальному штоку. Внутри находится постоянный магнит, а в штоке, имеющий вид полой трубки, герконовый элемент. Последний контакт срабатывает в случае приближения магнита. При невозможности установки датчика вверху он может монтироваться в стенку. В такой ситуации поплавок с магнитом фиксируется на шарнире, а геркон в корпусе.  

Емкостный измеритель уровня топлива

Для получения точных данных по уровню горючего в топливном баке можно использовать емкостный датчик. В его функции входит измерение объема топлива, а также контроль заправок и слива. Датчик подключается к контроллеру через аналоговый / цифровой вход. С учетом габаритов и размеров емкости может потребоваться монтаж 2-х и более датчиков, что позволяет повысить точность.

Конструктивно емкостной датчик — длинный конденсатор с меняющейся мощностью, который устанавливается в бак. Параметр емкости и сигнала на выходе меняются с учетом того, какая часть датчика погружена в горючее. Точность информации зависит от количества измеряемых точек. В частности, у современных ДУТ этот параметр составляет около четырех тысяч точек на глубину емкости. Как правил, глубина бака в грузовике не больше 70-80 см, а это значит, что можно зафиксировать изменения в баке для грузовика где-то на 0,2 мм.

В специальных программах применяются специальные алгоритмы, позволяющие сгладить скачки уровня. Кроме того, параллельно рассчитывается расход горючего с учетом скорости, количества оборотов мотора, информации о работе зажигания и других данных. Если устройство правильно настроено, его погрешность не превышает 3%, но на этот параметр могут влиять и другие факторы (скорость, качество горючего и т. д). При этом обмануть такое устройство почти невозможно.

Ультразвуковой датчик

Такое устройство работает по иному принципу. Здесь от излучателя подается сигнал, отражаемый от границы и возвращающийся обратно. При этом электроника ультразвукового ДУТ контролирует время прохождения сигнала и возвращается. Она фиксирует время, которое затрачивается на прохождение сигнала и разделяет его на две составляющие с последующим преобразованием в электрическую составляющую.

Сегодня используется три метода ультразвукового контроля по расположению излучателя:

1. Вверху бака. Данные идут по воздуху до границы горючего, отзеркаливаются и возвращаются.
2.  На дне емкости. Сигнал направляется через горючее до контакта с воздухом, после чего отражается.
3. Под днищем бака. В таком случае сигнал изучается через дно емкости.

Минус ультразвукового датчика состоит в необходимости периодической чистки. При этом погрешность редко превышает 1-2%.
При использовании высокоточного датчика указание неправильного уровня топлива сведено к минимуму. Кроме того, обмануть такие устройства трудно, ведь учитывается много параметров: наличие запущенного мотора, параметры тахометра, углы наклона бака и другое.

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)
• Оборудование для тарировки
  • 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)
• Расходные материалы – хомуты, провода в гофре, пломбы, термоусадочные колпачки и т.д. и т.п.
• Ноутбук – для проведения калибровки, тарировки
• УНУ – устройство настройки (соединяет ноутбук и плату ДУТа); как правило имеет специализированные разъемы, подходящие только к датчикам какого-то одного производителя; поэтому для подключения к датчикам другого производителя нужно или другое УНУ или соответствюущие переходники.

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.

1. Ультразвуковой ДУТ устанавливается снаружи на дно топливного бака. Для установки выбирается геометрический центр дна бака.

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.

1. 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”).
2. Для установки выбирается геометрический центр бака.
3. В геометрическом центре бака делается отверстие, металлическая стружка не должна попасть в бак.
4. 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.
5. 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.
6. Емкостный ДУТ устанавливается в сделанное отверстие так, чтобы измерительная часть находилась внутри бака, а плата с интерфейсным кабелем — снаружи.
7. Датчик закрепляется к поверхности бака саморезами. Для саморезов в металлическом основании верха датчика, на котором закреплена плата, предусмотрены отверстия.
8. ДУТ подключается к бортовой электросети автомобиля и к компьютеру. Для этого используется специальный переходник. На компьютер устанавливается ПО для настройки ДУТа.
9. Выполняется тарировка.
10. 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).

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:

• контакт излучателя и поверхности бака должен быть идеальным, в противном случае распространение волны будет искажаться;
• наличие дополнительных перегородок в баке, а также материал, из которого они изготовлены, могут влиять на распространение импульса, а соответственно — на корректность показаний;
• если изнутри на поверхности емкости имеются неровности (вздутия, бугорки), это может также исказить распространение импульса;
• помехи распространению сигнала создает даже мусор, который со временем скапливается на дне топливного бака.

Как проверяется указатель уровня топлива?

Указатель уровня топлива тоже можно проверить при помощи нескольких способов. Чтобы провести диагностику его состояния можно вытащить датчик из бензобака и включить зажигание автомобиля. Рычаг поплавка переместите в разные стороны. Если показания прибора не поменялись, значит, он действительно не работает.

Другой способ проверки заключается в использовании специального тестера калибровки. Он подключается вместо датчика уровня топлива и меняет сопротивление цепи. Если стрелка прибора не реагирует, значит, указатель необходимо заменить.

Если у вас используется магнитный датчик, то можно проверить сопротивление цепи при помощи омметра. Как правило, нормой таких указателей считается сопротивление, равное 10-15 Ом.

Проверка датчика уровня топлива мультиметром

После визуального осмотра также может потребоваться проверка при помощи мультиметра. Другими словами, чтобы понять, почему не работает датчик топлива, указанный датчик также проверяется в режиме омметра.

Дело в том, что резистор может со временем изменить сопротивление, что приводит к неверным показаниям датчика. Сопротивление нужно проверять на пустом баке, заполненном на 50% и полном. Если выявлено, что сопротивление не соответствует норме, лучше сразу ставить новый датчик.

Также добавим, что если после установки нового ДУТ датчик не точно определяет уровень топлива в баке, часто это происходит по причине того, что сопротивление отклоняется от номинального. Фактически, можно говорить о том, что установлен неподходящий датчик.

Как правило, при выборе важно учитывать, что хотя датчики уровня топлива визуально похожи, при этом обычно имеют разные номиналы сопротивлений. На деле, именно это и приводит к ошибкам

По этой причине нужно приобретать именно такой датчик, который имеет нужное сопротивление.

Поплавок датчика уровня топлива и другие неполадки

В случаях, когда не работает указатель уровня топлива, в ряде случаев напрямую связаны с поплавком. Поплавки могут быть двух типов:

• пустотелый поплавок, выполненный из пластика или тонкого металла;
• так называемый «пенопластовый» поплавок, который изготовлен из пористой основы;

В первом случае поплавок может постепенно изнашиваться и повреждаться, стрелка указателя уровня топлива постепенно все сильнее и сильнее не доходит до максимума при заправке полного бака.

Внутрь полого поплавка может проникать топливо, в результате чего датчик уровня показывает неверные данные. Чтобы устранить проблему и выполнить ремонт, необходима замена поплавка датчика уровня топлива в баке.

Также нужно понимать, что если врет датчик топлива, не следует исключать вероятность механического повреждения самого бензобака. Если бак поврежден, тогда поплавок может попросту заедать.

Как правило, в этом случае указатель точно работает, однако диапазон сильно ограничен. Еще стрелка уровня топлива может «застревать» только в одном положении. На деле проблема не самая безобидная и часто для решения требуется полная замена бензобака.

Кстати, часто при покупке машины с пробегом можно услышать от продавца, что недавно выполнялась чистка сетки бензонасос а или замена топливного насоса, после чего перестал работать датчик уровня топлива и т.д.

При этом продавец утверждает, что просто нет времени устранить такую мелкую поломку. На самом деле, если в машине не работает датчик уровня топлива, это может быть вызвано как выходом из строя самого датчика или поплавка, так и деформацией бензобака. Естественно, менять бак получается достаточно дорого.

Еще отметим, что если ДУТ неправильно показывает уровень топлива, также причиной может быть изгиба рычага. В этом случае стрелка указателя не способна дойти до крайних отметок.

Рычаг можно поправить, при этом важно понимать, что сама неполадка возникает в результате того или иного механического воздействия на бак. Также после правки поплавок все равно может подклинивать

Опять же, в подобной ситуации может оказаться, что нужно ремонтировать или менять сам бак.

Завершает список возможных проблем с ДУТ индикатор уровня топлива. Чтобы понять, почему не работает датчик топлива, необходимо учесть, что проблема может быть не только в датчике, но и в указателе.

В таком случае неправильный уровень топлива отображается по причине того, что происходит подклинивание подвижной обмотки индикатора. В свою очередь, это приводит к тому, что свободно перемещаться нет возможности, а сами данные на индикаторе будут неточными.

Как заменить датчик уровня топлива и как его проверить на ВАЗ 2110-ВАЗ 2112?

Примечание! При замене старого датчика на новый, старайтесь покупать такого же образца который и был установлен, всё дело в том что датчике все по виду похожи между собой но они разные и если вы купите не с той маркировкой, то есть вероятность то что он у вас работать не будет, или будет не так как надо!

Снятие: 1) По сути данный датчик меняется и не так уж и тяжело, но первое что вам понадобиться сделать, так это снять бензонасос с автомобиля, более подробно о том как это сделать, вы можете прочесть в статье под названием: «Замена бензонасоса на ВАЗ».

2) Когда бензонасос у вас будет снят, переходите к его разборке и снятию датчика, для этого при помощи отвёртки (Тонкой отвёртки) переместите стопорное кольцо (Указано красной стрелкой) из верхней проточки в нижнюю которая указана синей стрелкой, тем самым вы предоставите себе возможность приподнять крышку у топливного насоса, а после того как она будет приподнята, отсоедините проводок от вывода регулятора давления топлива как это показано на фото 2.

Примечание! Данное стопорное кольцо находиться всего лишь на одной направляющей, всего направляющих по сути две, но на одной из них располагается пружинка и стопорное кольцо, поэтому когда стопорное кольцо будет перемещено в самой низ, приподнимите до самого верхнего уровня крышку!

3) Теперь нужно будет заняться проводами, а именно всех отсоединить чтобы они не мешали снятию датчика, приступаем к отсоединению первой колодки проводов, для этого просто отожмите у неё фиксатор который её крепит (Он указан стрелкой) и после чего отсоедините колодку и сделайте так чтобы она повисла.

4) Затем переходите ко второй колодки проводов, она крепиться немного по другому, но отсоединить её так же не составит никакого труда, для этого отвёрткой нажмите на фиксатор (Он указан стрелкой) и после этого отсоедините колодку как это показано на маленьком рисунке.

5) И в завершение вам нужно будет сдвинуть датчик по пазам (Он перемещается в них) и освободив два фиксатора которые его крепят (см. фото 1), полностью снимите датчик с бензонасоса как показано на фото 2.

Установка: Устанавливается новый датчик точно так же как и снимается, только в обратном порядке снятию это всё нужно будет проделать.

Проверка датчика уровня топлива на исправность:

1. При помощи омметра проверить датчик не составит никакого труда, но и без специального прибора это тоже можно сделать, сперва поговорим о том как проверить при помощи прибора, в начале вам нужно будет подсоединить выводы от омметра к датчику как это показано на рисунке ниже, а когда выводы будут подсоединены вам придётся по перемещать поплавок этого датчика, в самом нижнем положение поплавка прибор должен будет показать результат 285–385 Ом (Это говорит о том что бак пуст), на средних положениях поплавка то есть когда бак будет заполнен наполовину, прибор должен будет выдать значение 100–135 Ом и соответственно в самом верху он должен будет показать 7–25 Ом, если будут другие значения то датчик неисправен.

Примечание! Если вы хотите наглядно увидеть как нужно перемещать поплавок и какое значение будет выдавать прибор, тогда просмотрите видео-ролик чуть ниже, в котором показано всё наглядно!

2. А что же делать тем у кого нет прибора спросите вы? Объясняем! Без прибора тоже можно проверить датчик, в этом случае не снимая датчик (Нужно будет просто вынуть бензонасос на столько на сколько это возможно) включите зажигание на автомобиле и после этого переводите поплавок датчика в разные положения, соответственно если поплавок будет находиться на самом верху то и стрелка указателя уровня топлива тоже должна будет показать то что бак полон, после того как она это показала, опустите поплавок и убедитесь то что стрелка указателя упала в самый низ, если на каких то значений стрелка показывает неверное значение, то в таком случае подогните тягу и снова всё проверьте, тем самым вы отрегулируете датчик и он будет у вас нормально работать.

Дополнительный видео-ролик: Более подробно о том как поменять датчик, вы можете увидеть в ролике ниже, в нём и разборка бензонасоса показана и замена датчика подробно объяснена.

Проверка неисправностей

Теперь нужно понять, почему же не работает на вашей машине датчик уровня топлива и как это правильно сделать.

Начинать всегда нужно с проверки поступления на контроллер питания через установленный предохранитель. Если с открытым доступом к устройству есть проблемы в конкретном транспорте, тогда воспользуйтесь электрической схемой. Выводы тестера подключаются к соответствующим разъёмам колодок. Для этого берут отрезки проводов.

Если доступ открытый, тогда от датчика отключается фишка и с помощью обычного мультиметра, либо контрольки, проводится диагностика. Обычно, чтобы добраться до ДУТ, требуется залезть к нему через багажный отсек, либо снять сиденье заднего ряда в машине.

Теперь касательно того, как проверить правильно датчик уровня топлива в своём легковом автомобиле

Важно понимать, к каким именно контактам выполняется подключение. Для этого без схемы электропроводки не обойтись

А вот владельцам машин с обычным резистивным контроллером повезло. Здесь смотрите на размеры сечения используемых проводов, идущих непосредственно к колодке. На топливный насос всегда идёт более толстый провод, нежели на датчик.

Алгоритм действий тут будет такой:

• один щуп мультиметра соединяется с плюсом на фишке;
• второй провод идёт на корпус или на минус;
• при выборе корпуса выбирайте участок, где лакокрасочного слоя нет, либо он минимальный;
• если питание есть, мультиметр на экране отобразит значение +12В.

Это стандартный показатель для легковых авто.

При отсутствии питания нужно проверить, цел ли предохранитель. Далее проверяется проводка плюса и минуса на предмет её целостности.

При наличии питания, но при условии, что ДУТ некорректно отображает информацию, диагностика продолжается. Есть два варианта. Неисправен датчик, либо проблемы со стороны проводки.

После выполненной проверки питания определяется работоспособность рассматриваемого датчика и сигналов, которые идут от него на потенциометр приборной панели.

Между контроллером уровня автомобильного горючего и потенциометром на карбюраторных авто есть 3 провода. Один — масса, второй — сигнальный проводок сопротивления (идёт на приборную панель), а последний отвечает за срабатывание лампы при критически низком уровне рабочей жидкости.

Между самим датчиком и установленным потенциометром в случае с инжекторным ДВС предусмотрено 4 провода. Это масса, питание топливного насоса, сигнальный и сигнальная лампочка критически низкого уровня. Между датчика электронного типа тоже 3 провода. Первые два отвечают за массу и питание, а третий — это уже сигнальный. С его помощью данные о количестве бензина или дизеля отображаются на приборной панели через цифровой экран.

Если же у вас на авто трубчатый вариант или же поплавковый ДУТ, его диагностику лучше начать с простого, но универсального метода.

Если стрелка располагается в начале шкалы, тогда нужно:

• получить доступ к контактной группе;
• включить на автомобиле зажигание;
• разъединить цепь сигнального провода с помощью дополнительного провода;
• смотреть за поведением стрелки уровня.

Если стрелочка переместится в конец шкалы, тогда вышел из строя сам датчик. Если стрелка не сместилась, тогда нарушилась целостность проводов.

Когда стрелка всегда находится в конце шкалы, необходимо:

• добраться до искомой контактной группы;
• запустить зажигание;
• конец от сигнального найденного провода, который идёт на приборную панель, аккуратно замкнуть поочерёдно;
• сначала замыкайте на контакт ДУТ, а затем только на массу, к металлической части кузова;
• если стрелка остаётся на нуле, то в сигнальном проводке есть обрыв;
• если контрольная стрелка уходит в другую сторону при замыкании на массу, то между ДУТ и массой нет контакта;
• если стрелка перемещается при обоих вариантах замыкания, тогда девайс вышел из строя.

Для поднятия точности и эффективности диагностики контроллер рекомендуется демонтировать.

Демонтаж позволяет не только прозвонить и воспользоваться мультиметром, но и дать визуальную оценку состоянию прибора.

Принцип работы датчика

Принцип функционирования приборов разного типа имеет отличия.

Принцип работы датчика рычажного вида

Поплавок, выполненный в корпусе полого герметического компонента всегда расположен на поверхности горючего. Само устройство может изготовляться из пластмассы либо металла. Когда топливо расходуется, этот компонент опускается, а в результате воздействия рычага происходит перемещение бегунка потенциометра.

Поплавок контактирует с секторами, к которым подключены проводники. Последние соединяются с индикатором горючего, расположенном в приборной панели. В результате изменения числа пластин, соединенных с электроцепью потенциометра, происходит изменение величины сопротивления.

Когда резервуар с горючим полный, бегунок установлен в крайней позиции, соответственно, ток поступает по самому короткому пути в потенциометре. Передача тока производится на секторе посредством пластины, расположенной с краю. Поэтому величина сопротивления достаточно низкая и составляет около 7 Ом. Когда горючее расходуется, бегунок прибора перемещается, что способствует добавлению в электроцепь новых пластин, из-за этого величина сопротивления увеличивается. Если бак заполнен наполовину, параметр сопротивления равен около 120 Ом.

Канал ГЛОНАСС мониторинг Контроль топлива показал нюансы использования мониторинговых систем.

Если бак полностью пустой, то пластинчатая часть системы задействована полностью. Поэтому параметр сопротивления будет максимально высоким и составит около 330 Ом. Все описанные значения сопротивления приведены примерно, поскольку разные модели контроллеров обладают определенными параметрами.

Основным преимуществом рычажного датчика уровня топлива является простота устройства, благодаря чему такие контроллеры считаются надежными. Их цена невысокая. Основной минус рычажного контроллера заключается в износе контактной составляющей. Кроме того, такие датчики имеют определенную погрешность значений, в частности, речь идет о машинах, оснащенных аналоговыми контроллерами.

Принцип работы датчика трубчатого вида

Принцип действия трубчатых устройств несколько другой. Через технологическое отверстие, расположенное в нижней части устройства, в защитный патрубок проходит горючее. На поверхности топлива располагается поплавок. В результате изменения положения элемента при увеличении или уменьшении объема горючего величина сопротивления меняется.

Когда резервуар топливной системы транспортного средства полон, поплавок расположен сверху защитного патрубка. При снижении объема горючего поплавок падает, а длина электроцепи возрастает, что приводит к увеличению параметра сопротивления на участке провода.