Водителю всегда важно знать, на какой пробег ему хватит оставшегося запаса топлива в баке. Расчёт конкретных величин мгновенного или усреднённого пробега, количества литров горючего в баке, резервного километража производит бортовой компьютер, но исходную информацию ему поставляет датчик уровня топлива (ДУТ).
Содержание статьи:
Поскольку форма бака неизменна, то объём имеет известную функциональную зависимость от уровня.
Предназначение указателя уровня топлива в автомобиле
Следует различать указатель и датчик. Первый располагается на приборной панели и представляет собой стрелочный или цифровой указатель.
Цифры в любом случае дублируются аналоговой шкалой, неважно, в виде участка дисплея или отдельного прибора с магнитоэлектрическим приводом стрелки. Это скорее дань традиции, чем необходимость, но так принято.
Указатель связан с датчиком, причём электрические характеристики обоих приборов подобраны таким образом, чтоб погрешность была минимально допустимой в любой точке шкалы.
Это интересно: Почему завоздушена топливная система дизеля
Совсем необязательно иметь линейную характеристику указателя и ДУТ. Более того, они почти всегда нелинейны. Но когда две характеристики накладываются одна на другую, а ним прибавляется дополнительная нелинейность шкалы, то отображаемой информации можно доверять.
В случае компьютерной обработки сигнала датчика за достоверность показаний можно тем более не беспокоиться. Программный контроллер способен реализовать любую самую замысловатую функцию, даже не выражаемую аналитически. Достаточно прокалибровать показания, что и делается при разработке.
Самая сложная форма бака, где в зависимости от положения уровня топлива на перемещение задающего элемента датчика влияют сильно отличающиеся количества жидкости в единицах объёма, задаётся в памяти прибора в виде таблицы.
Более того, владелец всегда может ввести свои поправочные коэффициенты в ходе процедуры индивидуальной настройки для ещё более точного считывания. Так обычно работают универсальные бортовые компьютеры, устанавливаемые в порядке дополнительного оснащения.
Место расположения прибора
ДУТ всегда размещается непосредственно в топливном баке. Его конструкция устойчива к парам бензина или дизельного топлива, а доступ осуществляется через фланец в верхней части бака, обычно объединённый с сервисным отверстием для топливного насоса.
Сам датчик также часто включается в единый с ним модуль.
Виды датчиков уровня топлива
Существует множество принципов преобразования положения в электрический сигнал.
Некоторые фиксируют именно положение уровня жидкости, то есть границы между веществами разной плотности, но вполне возможно измерять и непосредственно объём. Особой необходимости в этом нет, а устройства будут сложнее и дороже.
Различается несколько базовых принципов:
- электромеханический;
- электромагнитный;
- емкостной;
- ультразвуковой.
По способу связи с указателем также могут быть различия:
- аналоговый;
- частотный;
- импульсный;
- кодированный непосредственно по алгоритму шины данных.
Чем проще устройство, тем в больших объёмах оно производится, цена имеет практически решающее значение. Но существуют и специальные применения, например, коммерческие или спортивные, где важнее точность и стабильность.
Устройство и принцип работы
Чаще всего контроль за поверхностью осуществляется при помощи поплавка. Соединяться с преобразователем он может разными способами.
Поплавковый
Самое простое – это соединение поплавка с измерительным потенциометром при помощи рычага. Перемещение положения токосъёмника вызывает изменение сопротивления переменного резистора.
Он может быть в простейшем проволочном исполнении или в виде набора резисторов с отводами и контактными площадками, по которым ходит бегунок, соединённый с поплавком через рычаг.
Такие устройства максимально дёшевы, но и самые неточные. При подключении компьютера их приходится калибровать контрольными заправками известными объёмами топлива.
Магнитный
Можно избавиться от рычага, обеспечив связь потенциометра с поплавком при помощи магнита. Вдоль системы контактных площадок с отводами от плёночных резисторов калиброванного номинала перемещается связанный с поплавком постоянный магнит. Над площадками расположены стальные гибкие пластины.
В зависимости от положения магнита к нему притягивается одна из них, замыкаясь на соответствующую площадку. Суммарное сопротивление набора резисторов изменяется по известному закону.
Электронный
Наличие электронных компонентов в датчике позволяет относить к этой категории самые разнообразные приборы. Например, ёмкостной датчик, где две пластины конденсатора расположены вертикально в баке.
Читайте также: Как заменить топливный насос самостоятельно
По мере заполнения его топливом, ёмкость конденсатора изменяется за счёт разницы в диэлектрической проницаемости между воздухом и горючим. Измерительный мост фиксирует отклонение от номинала и переводит его в сигнал уровня.
Ультразвуковой датчик представляет собой миниатюрный излучатель высокочастотных акустических волн и приёмник отражённого сигнала. Измеряя задержку между излучением и отражением можно рассчитать расстояние до уровня.
По типу интерфейса развитие идёт в направлении выделения датчика в самостоятельный узел единой шины автомобиля. Как и все прочие приборы, он способен передавать по этой шине информацию в ответ на запрос со стороны приборной панели.
Распространенные неполадки
Отказы ДУТ фиксируются по заметно ошибочным его показаниям или полному их отсутствию. В самом распространённом случае механической связи с поплавком и аналоговом потенциометре стрелка указателя начинает дёргаться, завышать или занижать показания. Связано это почти всегда с механическим износом контактной группы переменного резистора.
Вторым частым случаем становится изменение плотности поплавка из-за деградации материала или заполнения его топливом. Вплоть до полного утопления и постоянных нулевых показаний.
Электронные датчики при неисправности элементов просто перестают выдавать показания. Иногда это связано с проводкой, которая хуже защищена от внешних воздействий. Индикаторы отказывают значительно реже.
Как проверить работу датчика
Для каждого прибора, содержащего потенциометр, существует калибровочная таблица зависимости сопротивления от уровня топлива.
Вполне достаточно произвести замеры мультиметром в режиме омметра по нескольким точкам, например, пустого бака, резервного запаса, среднего уровня и полного бака.
При значительных отклонениях или обрывах датчик бракуется.
Способы ремонта указателя уровня топлива
Современные ДУТ ремонту не подлежат и заменяются в сборе. После проверки проводки и тестирования по сопротивлению на разъёме датчик извлекается из бака вместе с насосом и поплавком на рычаге.
Для этого потребуется доступ к верхней части бака, обычно люк расположен под подушкой заднего сиденья или в багажнике. Датчик демонтируется с насосного модуля и меняется на новый.
Исключением могут стать замеченные обрывы в проводке. Производится пропайка и изоляция мест обрыва. Но обычно причиной отказа становится износ поверхностей трения в потенциометре.
Восстановление его теоретически возможно, но нецелесообразно, отремонтированный прибор ненадёжен, а новый стоит недорого.