Датчик уровня газа ГБО: что это, для чего и как работает?

Описание и назначение

Индикация топливных остатков в баллоне ГБО – предназначение кнопки газ/бензин. Обычно такие конструкции снабжены двумя видами индикаторов:

• 3-4 с зелёным цветом.
• 1 индикатор – красного цвета. Он загорается, если в ёмкости газа остаётся всего 5-10%.

Иногда индикаторы красного цвета заменяют мигающим зелёным вариантом. Правильное подключение, настройка устройства – главное требование для стабильной работы оборудования.

Основное и единственное назначение датчиков – измерение уровня топлива.

Мультиклапан баллона – место монтажа для элементов повышенной чувствительности. Показания воспроизводятся на индикаторах, обычных или многоцветных. Более точная стрелочная индикация характерна для старших моделей, появившихся на рынке совсем недавно.

Переключателем выбирают вид показаний. Удобство устройств ещё и в том, что их можно комбинировать с другими вариантами измерителей.

Возможные неисправности

По тем или иным причинам датчик может выйти из строя и лишить водителя информация об остатках топлива в баллоне либо искажать ее. Если речь идет о резисторных датчиках, причин может быть несколько:

• мультиклапан низкого качества;
• ненадежное крепление датчика к мультиклапану;
• повреждение датчика уровня, неправильное подключение;
• некачественные контакты, обрыв проводов;
• заедание поплавка.

Следует отметить, что повреждения таких датчиков встречаются редко, а вот погрешность с течением времени может возрастать.

Датчики температуры и давления, установленные на газовых магистралях, отличаются высокой надежностью, чего не скажешь о ГБО в целом. Неисправности все же случаются, характерные причины следующие:

1. Отсутствие контакта с блоком управления. Управляющее напряжение поступает, но обратного сигнала нет. В этом случае необходимо искать причину в электрической цепи между датчиком и ЭБУ.
2. Отсутствует входной сигнал. Необходимо проверять работоспособность датчиков, все ​соединения.
3. Не работает сам датчик, все цепи исправны. Такое редко, но случается. Неисправность вызывается некачественной установкой, несовместимостью с ЭБУ, перепадами напряжения и устраняется заменой.

Бывает так, что все исправно работает, но данные искажены. В этом случае необходимо подключить диагностический сканер и произвести настройку системы.

Как работает и как подключить датчик уровня газа гбо?

Применение газа как автомобильного топлива дает рад преимуществ, среди которых:

• прямое сокращение эксплуатационных расходов, что определяет меньшая стоимость газа;
• заметное уменьшение износа двигателя за счет большей детанационной стойкости газа;
• снижение экологической нагрузки сокращением выбросов вредных продуктов сгорания.

Недостатки газовых двигателей (сложность запуска, снижение мощности, риски взрыва, сокращение объема багажника из-за установки баллона для хранения запаса сжиженного газа) при современном уровне техники не имеют существенного значения. При таких условиях быстро увеличивается количество сторонников установки газобаллонного оборудования, которое по принципу дозировки газовой смеси делят на шесть поколений.

Одна из проблем при оснащении автомобиля газовым оборудованием — контроль уровня топлива в баллоне. Баллоны комплектуют штатными манометрами датчика давления газа. Однако удобство эксплуатации транспортного средства диктует необходимость переноса индикатора в салон автомобиля.

Конструктивные особенности газового датчика

Пропан-бутановая смесь в баллоне, так же как и бензин находится в жидком состоянии. Поэтому на этом уровне большой разницы между поплавками в бензобаке и газовом баллоне нет. Газовый баллон, в отличие от бензобака, герметичный. В нём всегда присутствует высокое давление.

Механическая сторона бензиновых и газовых приборов выстроена идентично. Схожесть принципов работы приборов позволяет их комбинацию. Водитель авто может выбирать переключателем, уровень какого вида топлива ему необходимо узнать.

Основные отличия газового и бензинового индикаторов:

Возможную путаницу устраняют путём разными способами:

Наиболее современным конструктивным решением, по отзывам пользователей автомашин с ГБО является вывод индикации на штатную топливную панель. Бензиновый индикатор, который находится на приборной доске прямо перед водителем будет работать в 2-х режимах.

Когда авто работает на штатном топливе, устройство показывает остаток только бензина. Когда мотор переводится на газ, датчик моментально выполняет переориентировку. Требуется вмешательство в панель приборов автомашины и переделка ДУТ. Реализовать это возможно не на любых моделях автомашин.

В автомашине, которое работает на метане, узнают остаток газообразного топлива по показателю давления на манометре. Для удобства производится вывод информации в салон автомашины.

На гбо 2 поколения

Устройства для газобаллонного оборудования второго поколения ГБО-2 оптимизированы под пропан-бутановые смеси. Наибольшее практическое распространение получили WPG-4, Apache, АЕВ.

Для измерения уровня популярным датчиком WPG-4 его чувствительный элемент устанавливают на мультиклапан. Исполнение этого датчика показывает рисунок 4. Монтаж выполняют строго по инструкции, обязательно контролируют герметичность соединений. Далее соединяют провода с индикатором в салоне автомобиля.

Датчик WPG-4 в заводской комплектации

Резистивные устройства второго поколения допускают модернизацию, цель которой — расширить диапазон изменения тока так, чтобы полное перемещение стрелки индикатора при измерениях уровня топлива и газа совпадало. Эта процедура сводится к изменению сопротивления штатных резисторов, требует разборки и некоторой модернизации печатной платы. Корректно выполнить ее можно только тогда, когда автолюбитель имеет навыки монтажа электронных схем.

На гбо 3 поколения

Оборудование ГБО третьего поколения отличаются от второго тем, что часть управляющих функций выполняет электроника. По части механических подключений эти устройства идентичны. Данная особенность отражена в Европе: техника, относимая в России к третьему поколению, считается там одной из разновидностей второго.

Наиболее серьезные отличия заключаются в применении шагового электродвигателя, управляющего дозатором рабочей смеси.

При установке оборудования 3-го поколения необходимо внести определенные изменения электрической схемы подключения. Их суть состоит в вводе в контроллер ряда сигналов, снимаемого с работающего двигателя. Для этого:

• данные по качественному составу смеси управляющая электроника берет от лямбда-зонда;
• информация для определения количества подготавливаемой рабочей смеси снимается из положения дроссельной заслонки;
• дополнительно в электронику датчика поступают данные от датчика температуры и частоты вращения вала.

Всю собранные сигналы обрабатывает контроллер, который при дозировании рабочей смеси учитывает также настройку мультиклапана.

Электроника позволяет выполнить аварийный запуск двигателя только газом. Этот режим задают вручную.

Выполнение необходимых подключений зависит от модели датчика, их следует осуществлять по инструкции.

На гбо 4 поколения

Система ГБО 4 и ее вариант ГБО 4 отличается увеличением точности работы за счет изменения управляющих алгоритмов и более полного сбора данных о текущем режиме работы.

Для монтажа этой системы необходимо установить датчик на баллонный мультиклапан. Конструкция датчика такова, что его подключение не вызывает серьезных проблем. Пример ее реализации демонстрирует рисунок 5.

Рисунок 5. Датчик ГБО 4-го поколения типа Torelli T3 Pro

Устройство могут комплектовать штатным стрелочным индикатором, который представляет собой самостоятельный прибор.

Для увеличения удобства эксплуатации сигналы, снимаемые с датчика системы гбо, по проводам штатного контрольного кабеля выводят на салонный индикатор.

Подключение выполняют строго по инструкции производителя. Существенные особенности от предыдущих случаев отсутствуют.

Отличия датчиков

Датчики уровня остатка топлива отличаются:

1. Параметрами сопротивления, чаще всего встречаются модели с сопротивлением 50 кОм и 90 Ом.
2. Помимо сопротивления датчики бывают двух и трех контактные . В случае наличия третьего провода подключение осуществляется следующим образом:
   Красный провод 12в., черный – минус, белый подключается к сигнальному проводу блока управления.
3. Еще одно отличие — это способ монтажа, если баллон установлен не в багажнике автомобиля, а под днищем, и подвергается внешнему атмосферному воздействию, то следует обратить внимание на датчик, разработанный для установки снаружи авто, который оснащен водонепроницаемым корпусом.

Владельцы автомобилей, с установленным ГБО 4 поколения, получают датчик уровня газа вместе с комплектом ГБО. На автомобили же с газобаллонным оборудованием второго поколения, скорее всего, датчик приходится докупать отдельно. Помимо самого датчика владельцам автомобилей с такой системой ГБО следует продумать индикацию. Не все кнопки газ/бензин 2 поколения предустматривают возможность отслеживать остаток газа в баллоне (имеют индкацию).

Подключение и настройка датчика гбо 4 поколения

Для оборудования четвёртого поколения самостоятельно докупать ничего не нужно: как уже отмечалось выше, электронный указатель (чаще всего это WPG, WPGH (HALLA), WPGH-1 или Stag WPG-4) и кнопка-индикатор включены в комплект поставки. А вот настройка и калибровка датчика уровня газа ГБО 4 поколения потребуется.

В первую очередь, для того чтобы корректно откалибровать датчик, нужно убедиться, что установка/настройка мультиклапана и поплавка выполнена правильно.

Затем установить указатель и произвести его первичные настройки (позиционирование). Для этого в корпусе многофункционального клапана имеются по три отверстия с каждой стороны ушка датчика. Далее согласно схеме по подключению ДУТ (идёт в комплекте), соединить разъёмы на ЭБУ оборудования с датчиком.

Начальная тарировка датчика производится по ходу установки ГБО и в процессе первой заправки (то есть при пустом баллоне). После чего можно применить несколько методов регулировки. Но в любом случае понадобятся:

• ноутбук со специальным программным обеспечением (в частности, для STAG это AC GAS SYNCHRO);
• соединительный шнур с USB-разъёмом для подсоединения к диагностической колодке ГБО.

Первый метод заключается в подгонке, т.е. заправить 10 литров пропан-бутана на заправке. Установить данное значение в программе, затем израсходовать топливо. Потом опят заправиться, но уже 20 л., выставить параметры и т.д.

Следующие способы – это ручная калибровка и автонастройка.

Опыт настройки и эксплуатации датчиков уровня газа говорит о том, что, несмотря на все усилия, точной калибровки всё равно не получается. Связывают это с овальной формой газового баллона, несовершенством конструкции поплавка и специфическими свойствами жидкой газовой фракции. Так что дорога для дальнейшей модернизации ГБО остаётся открытой.

Пошаговый алгоритм калибровки

Обратите внимание! Калибровка датчика уровня топлива производится на пустом газовом баллоне. Если в баллоне есть остатки топлива — калибровку начинать не следует!

Калибровка датчика уровня газа производится следующим образом:

• Подать напряжение на кнопку переключения газ/бензин. Сделать это можно включив зажигание автомобиля и дождаться зажигания индикации кнопки. Заводить машину не обязательно.
• Нажать кнопку переключения газ/бензин, дождаться звукового сигнала.
• Выключить зажигание в течение трех секунд, при этом не отпуская кнопки.
• После того, как кнопка войдет в режим программирования (сопровождается индикацией роста уровня топлива от минимального значения до максимального и наоборот).
• Заправить полный баллон газа до «отсечки».
• Включить зажигание, машину при этом заводить не нужно.
• При успешной калибровке индикация роста уровня топлива от минимального до максимального значения и обратно должна пройти два раза, после чего отобразить «полный бак». Все индикаторы зеленого цвета должны гореть.

Если же последовательный рост индикаторов на кнопке продолжается 5 раз, значит что-то пошло не так, и калибровку завершить не удалось.

При не успешном процессе настройки следует разобраться в причинах, обязательно изучить ошибки, которые присутствуют в электронном блоке управления и после их устранения повторить процесс калибровки индикатора датчика газа.

Принцип устранения возможных проблем

По сути, принцип, на котором основывается работа ГБО, не отличается от системы питания бензиновых двигателей. Используются такие же компоненты, поэтому для нормальной работы как на бензине, так и на газе используется одинаковый подход:

• непрерывный контроль параметров работы двигателя с использованием информации от датчиков;
• обеспечение точной работы исполнительных механизмов, основным элементом которых являются форсунки.

Газобаллонное оборудование постоянно совершенствуется. Современные системы позволяют существенно экономить на топливе, при этом автомобили на газе почти не уступают по эксплуатационным характеристикам бензиновым.

Разбираемся с принципом действия

Ощупывая в руках, легко понять, что это — термометр. Под пальцами меняются цвета. То есть по какой-то причине создатели устройства полагали, что температура НАД и ПОД поверхностью жидкой фазы внутри баллона будет измеримо разная. В принципе, это вполне возможно.

Когда мы 10 минут газом пользовались, он расширялся — и, соответственно, охлаждался. А нижняя часть из-за теплоёмкости не успевала. Вот эту границу и должен как-то показать индикатор, но как?Придется спросить у гугла. Нашел англоязычное видео, привожу (по правилам сайта) в конце, пока пара ключевых кадров Вот индикатор ниже уровня жидкости — ничего не показывает, как у меня

Вот уровень попал на индикатор. Видим ступенчатый сдвиг индикации
Вот уровень попал на индикатор. Видим ступенчатый сдвиг индикации
Отсюда уже можно сделать выводы

Различия датчиков уровня газа

В основу устройства резистивного или электромеханического типа положен магнит, который жестко зафиксирован на оси поплавка мультиклапана и поворачивается вместе с ним. Применение такой схемы разрывает прямую механическую связь с газовой смесью, что положительно сказывается на эксплуатационной надежности устройства.

Резистивные приборы, которые устанавливают на мультиклапан, конструктивно выполняют по двух- и трехконтактной схемам, что меняет организацию соединительной проводки.

Кроме резистивных датчиков доступны устройства, реализующие иные принципы работы. Так бесконтактный ультразвуковой датчик уровня функционирует по принципу звуковой локации. Фактически он замеряет линейную величину, которую затем пересчитывают в объемные единицы. Увеличение точности работы устройства достигнуто тем, что:

• применяют акустические колебания ультразвукового диапазона;
• баллоны располагают горизонтально;
• используют только те датчики, которые предназначены для конкретного типа газобаллонного оборудования.

Принцип ультразвуковой локации реализует популярный датчик gaslevel.

Производитель обычно рекомендует датчики для работы с конкретным типом газобаллонного оборудования. Для удобства монтажа комплект поставки, как правило, дополнен крепежом.

Разновидности салонных индикаторов

Используется несколько вариантов индикаторов датчиков измерения уровня газа, исполнение которых демонстрирует рисунок 3.

Рис. 3. Столбчатый и стрелочный индикаторы уровня газа

Они делятся на:

Простейшие столбчатые устройства содержат несколько светодиодов. Как минимум их четыре: три зеленых и один красный. Зеленые индикаторы отмечают высокий, средний и низкий уровень газа. Включение красного диода происходит, если остаток газа составляет 10 %.

Стрелочные и цифровые устройства отличаются только видом исполнения шкалы. Так называемые метановые манометры содержат встроенную микросхему, отдающую цифровой сигнал в нужном формате.

Типовые неисправности гбо

Некорректная работа или отказ газобаллонного оборудования, вызывается отсутствием подачи или неправильной дозировкой газа. ГБО 2 поколения характеризуется следующими неисправностями:

• засорение топливных магистралей, редуктора, фильтров;
• неисправность переключателя вида топлива, что может привести к поступлению газа в заглушенный двигатель и наоборот – самопроизвольному переключению на бензин;
• неисправности редуктора, его обмерзание.

Существует множество других причин, которые могут привести к затрудненному запуску, высокому расходу топлива, иным отклонениям.

Эксплуатацию наиболее распространенного 4 поколения ГБО сопровождают следующие характерные неисправности:

1. Неустойчивая работа, рывки, вызванные переобедненной смесью. Причиной может быть недостаточное давление топлива, засоренные форсунки, некорректная работа датчиков.
2. Система не переключается на газ. Подобная неисправность может быть вызвана ошибками переключателя, искаженными показаниями датчика температуры в редукторе-испарителе и давления газа в магистрали.
3. Высокий расход топлива, недостаточная мощность, провал при разгоне. Эти нарушения вызываются неверной регулировкой системы или другими причинами, вызывающими отклонения состава газовоздушной смеси от стехиометрического.

В общем и целом газобаллонное оборудование четвертого поколения выгодно отличаются от предшественников по надежности.

Типы газовых счетчиков

Датчики уровня газа, предназначенные для оповещения водителя, бывают двух типов: электромеханические, с поплавком, и ультразвуковые, бесконтактные.

Ультразвуковые датчики более технологичны, просты в эксплуатации. Для установки не требуется ничего, кроме магнита, которым прибор крепится к внешней стенке баллона, находящегося в горизонтальном положении. Показания датчика поступают на контроллер, откуда пересчитанные в миллиметры, литры или проценты передаются на индикатор.

Другим типом датчиков являются традиционные резисторные приборы, в которых используется поплавок. Они, в свою очередь, подразделяются на 2- и 3-контактные. Различия ведутся и по сопротивлению, которое составляет у разных типов либо 50 кОм, либо 90 Ом.

Отдельно стоит остановиться на видах салонных индикаторов:

• светодиодные: представляют собой последовательный ряд светодиодов, которые включаются по мере заполнения баллона;
• стрелочные указатели аналогового типа с использованием градуированной шкалы;
• цифровые устройства.

Одновременно с визуальной индикацией может использоваться звуковой сигнал, который оповещает о переходе на бензин, когда газ на исходе.

В газобаллонном оборудовании 4 поколения и выше существует и третий вид датчиков, функция которых — обеспечение точного дозирования подачи газа и своевременного перехода на бензин при опустошении баллона. Это датчики температуры и давления, которые устанавливаются непосредственно на редукторе-испарителе и перед ним.

Совокупность показателей датчиков, которая непрерывно контролируется в режиме реального времени, позволяет определить уровень топлива. Предусмотрена возможность считывания этих данных в цифровом виде.