Зачем нужен датчик уровня топлива, принцип работы

Основной принцип работы традиционных датчиков топлива

Простые поплавковые разновидности датчиков уровня топлива в автомобиле работают максимально просто и понятно. Их работа связана с положением поплавка. В бак установлен целый комплекс устройств, включая бензонасос, датчик, электронику и прочие элементы.

Чем ниже опускается поплавок, тем ближе стрелка датчика уровня топлива на щитке приборов будет к отметке «пустой бак». Когда поплавок пресекает определенную черту в нижней части бака, загорается лампа, которая сигнализирует о пустом баке и необходимости заправить автомобиль.

Что делать, если указатель топлива перестал работать?

Чтобы найти причину, по которой контроллер не работает, понадобится:

• мультиметр;
• резисторное устройство;
• контрольный индикатор («контролька»).

После обнаружения неисправности понадобиться ремонт со сменой изношенных элементов на запчасти от аналогично работающего датчика или полная замена регулятора.

Основные типы оборудования

Самыми распространенными датчиками уровня топлива на сегодняшний день считаются такие:

• поплавковые или потенциометрические датчики;
• емкостные (в данном случае название датчиков происходит от понятия «диэлектрическая емкость»);
• ультразвуковые датчики.

Виды дут и общее устройство датчика уровня топлива

Если не рассматривать старые авто, на более современных машинах датчик уровня топлива является потенциометрическим датчиком перемещения. Среди его основных плюсов можно выделить простое устройство, точность данных, а также высокую надежность и небольшую стоимость самого устройства.

Что касается недостатков, датчик имеет группу подвижных контактов, которые в процессе эксплуатации имеют свойство изнашиваться. Также часто указанные контакты окисляются. Это приводит к тому, что в результате окисления или полностью не работает датчик топлива, или же работает, но со сбоями (данные не верны).

Идем далее. В топливной системе могут быть использованы потенциометрические датчики:

• рычажного типа;
• трубчатого типа;

Чувствительный элемент в такой конструкции (как у рычажного, так и трубчатого датчика) выполнен в виде поплавка. Указанный поплавок датчика уровня топлива может быть пенопластовым, металлическим или пластиковым. Сам поплавок размещается на поверхности, то есть плавает в горючем.

• В датчиках рычажного типа поплавок соединяется стальным рычагом с подвижным контактом потенциометра. В свою очередь, потенциометр — устройство, которое создает сопротивление при прохождении электрического тока.

При этом потенциометр разделен на отдельные участки-сектора в виде полос. Указанные полосы выполнены из особого резистивного материала, причем для каждого сектора он разный. В основе потенциометра лежит толстопленочный резистор.

Трубчатый датчик уровня топлива предполагает в конструкции особую трубку, в которой (благодаря наличию направляющих)  поплавок получает возможность перемещаться. При этом провода сопротивлений располагаются параллельно, на них замкнуты контактные кольца на поплавке.

Плюсом трубчатого ДУТ является то, что уровень топлива показывается более точно. Этот датчик устойчив к колебаниям горючего в баке, которые возникают при изменении положения кузова авто. Однако такой датчик нельзя ставить во все без исключения топливные баки, так как есть зависимость от геометрических параметров бака.

По этой причине в данном случае используют бесконтактные датчики уровня топлива. В качестве примера, MAPPS. Такое решение хорошо подходит для агрессивных сред, так как это неактивный магнитный датчик положения.

При этом чувствительный элемент полностью закрыт в герметичный корпус, нет прямого контакта датчика уровня топлива в баке с самим горючим. Замер уровня происходит за счет рассмотренного выше поплавка, который присоединен к рычагу с постоянным магнитом.

Указанный магнит осуществляет перемещения по сектору, где в виде лучей крепится большое количество пластин из металла. Наличие магнитного поля позволяет на каждой пластине сформировать отдельный электрический сигнал, причем на каждой пластине такой сигнал разный. Далее сигнал считывается с датчика уровня топлива, что и соответствует тому или иному уровню горючего в баке.

Виды дут по интерфейсам подключения

По выходному сигналу различают такие приборы для замера уровня топлива:

• аналоговый. Данные о количестве горючего передаются в формате величины напряжения выходного сигнала. Например, чем больше топлива – тем выше напряжения. Для перевода данной величины в единицы объема применяется тарировка. Например, напряжение 2 В соответствует 10 литрам бензина. Достоинством такого прибора является возможность использования в тандеме с самыми простыми, доступными по цене трекерами. Однако аналоговому датчику присуща достаточно высокая погрешность – около 4%, поэтому он не подходит для высокоточных измерений;
• цифровой. В конструкцию прибора интегрирована электронная плата, которая анализирует данные измерительного элемента. Данные передаются в формате условных чисел, с помощью тарировки они переводятся в единицы объема. Стоимость цифрового датчика уровня горючего выше по сравнению с аналоговым. Однако такой прибор отличается высокой точностью показаний, поэтому может стать эффективным элементом системы мониторинга. Кроме того, он использует независимое питание, благодаря чему сбои в работе по причине выхода из строя аккумулятора либо генератора исключены;
• частотный – передает данные в формате частоты импульсов. Например, чем выше показатель уровня топлива – тем выше частота импульсов. С помощью тарировки данные переводят в единицы объема. Например, частоте 2000 Герц соответствует 30 литров. Частотные датчики уровня горючего – это некое промежуточное звено между аналоговыми и цифровыми моделями. Они отличаются более высокой точностью и помехостойкостью по сравнению с аналоговыми, но уступают цифровому датчику по этим параметрам. На сегодняшний день частотные приборы измерения уровня топлива встречаются достаточно редко, однако такой сенсор может быть установлен при невозможности использования оборудования с другими интерфейсами.

Выход из строя механизма

Механизм ДУТ может сломаться по таким причинам:

• Разгерметизировался поплавок. Топливо попало вовнутрь. Индикатор показывает, что бак пустой или частично полный, независимо от реального количества бензина.
• При длительных поездках по плохим дорогам и, как следствии, воздействии на систему ударных нагрузок, проволочный держатель теряет исходную геометрическую форму. В результате, подвижность поплавка нарушается, прибор работает некорректно.
• Из-за ударных нагрузок при аварии, либо в процессе длительного применения топлива низкого качества, падает сопротивление прибора. Стрелка индикатора стоит на отметке полного или пустого бака.
• По какой-либо причине, вышли из строя резисторные элементы. Признаки – аналогично предыдущему пункту.
• Повреждено крепление датчика. Обычно в таких случаях в багажнике и салоне чувствуется запах топлива.

В качестве профилактики подобных повреждений, рекомендуется время от времени осматривать электрические контакты и крепления.

Где находится дут?

Во всех автомобилях контроллер находится в бензобаке. Чтобы сэкономить место и время для поиска, датчик устанавливают в сборе с бензонасосом. Соответственно, насосное устройство при снятии регулятора придется демонтировать.

Датчик уровня топлива. подробное руководство — navixy

Демонтаж дут

Несмотря на то, что особенности креплений узла на разных моделях авто различны, общая схема работы для всех случаев одинаковая:

• Отключить АКБ (снять провод с минусовой клеммы).
• Убрать часть пластиковой обшивки. Если надо – еще и заднее кресло.
• Очистить от грязи и влаги прибор и пространство вокруг него.
• Отключить провода.
• Открутить крепеж, снять ДУТ.

Диагностика

Особенности проверки устройства своими руками:

1. Для начала следует выполнить диагностику контроллера при помощи мультиметра. Если бензобак автомобиля полный, то уровень сопротивления должен составить около 7 Ом (предварительно тестер надо настроить в режим измерения сопротивления). При заполнении резервуара горючим наполовину рабочая величина датчика увеличивается до 108-128 Ом. В случае, если бак пустой, то уровень сопротивления должен увеличиться до 315-345 Ом.
2. Для выполнения диагностики пользователь должен отключить кабеля от устройства и соединить его с источником сопротивления в 330 Ом. Затем производится подключение в электроцепь резисторного устройства, рассчитанного на 10 Ом. После запуска мотора производится замер величины сопротивления на резисторном элементе путем передвижения ползунка. Указательный компонент перемещается от величины, соответствующей пустому баку, до полного резервуара.
3. Проверка расходомера может быть выполнена с использованием контрольного индикатора или рабочего датчика топлива. Если контроллер работоспособен, то уровень напряжения на проводниках должен соответствовать напряжению в электросети машины.

Зачем необходим дут

Расходы на приобретение топлива – одна из самых больший статей при содержании транспорта. Использование датчика уровня топлива помогает не только фиксировать количество топлива на данный конкретный момент времени, но также:

• определить расход топлива за определенный временной промежуток;
• подсчитать усредненный расход топлива, например, на сотню километров;
• контролировать своевременность дозаправок топливом;
• выявить несанкционированные сливы топлива, факты нецелевого использования служебного автотранспорта.

Все это позволяет вести строгий контроль расхода топлива, находить способы экономии, планировать маршруты, исходя из имеющегося количества горючего. Такие меры способствуют снижению затрат на покупку топлива и содержание автопарка в целом.

Как обмануть дут?

Обмануть датчики уровня топлива можно таким образом:

1. 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.
2. Погружаемые устройства более герметичны, точнее определяют объем горючего и устойчивы ко внешним воздействиям. Для обмана такого регулятора пользователю необходимо согнуть патрубок внутри топливного бака.

Как подобрать дут

При выборе датчика уровня топлива обязательно следует учитывать высоту и геометрию бака. Длина измерительного элемента должна быть немного больше высоты емкости. Если она меньше, малое количество горючего не будет фиксироваться датчиком. Лишнюю часть измерителя уровня топлива всегда можно обрезать.

Для большинства автотранспортных средств подходят приборы для контроля топлива с длиной измерительного элемента 70 см. Однако на рынке представлен широкий выбор измерителей разной длины, вплоть до 3 м.

Как сделать датчик своими руками?

Самодельный емкостный контроллер производится из двух модулей, подключенных между собой с помощью трех проводов:

1. Первый модуль, выполненный в виде металлической пластины, подключается к блоку емкостного регулятора.
2. Второй модуль необходимо соединить с блоком отображения.
3. 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:

1. Рабочая поверхность двух электродов должна быть заизолирована от контакта.
2. Пространство между электродами должно полностью заполняться топливом, если контроллер погружается в жидкость.
3. В бензобак необходимо установить датчик под наклоном.
4. Самодельное устройство не должно иметь подвижных компонентов и частей.
5. Питание регулятора должно быть организовано не более, чем от 5 Ватт. Если напряжение будет более высоким, то топливо может воспламениться от воздействия искры.
6. Измерительная схема должна быть размещена как можно ближе к контроллеру. Кабеля для ее соединения должны быть не длиннее 2 см.

Как снять датчик уровня топлива?

Алгоритм действий:

1. Открывается моторный отсек автомобиля, отсоединяется отрицательная клемма.
2. Обеспечивается доступ к контроллеру. В зависимости от места расположения, нужно демонтировать обшивку в багажном отделении или снять задние сиденья.
3. Выкручиваются крепежные винты для удаления крепящей предохранительной пластины.
4. Производится очистка контроллера (если после ремонта он опять будет использоваться). От устройства надо отсоединить все фиксирующие винты и провода.

Как установить?

Монтаж контроллера осуществляется так:

1. Производится очистка посадочного места контроллера от остатков герметика.
2. Если пользователь использует новый регулятор, то в его комплектацию должна была войти резиновая прокладка. Уплотнительный элемент кладется на отверстие в баке для совмещения отверстий под болты.
3. Датчик устанавливается в бак или в топливный насос. При выполнении монтажа надо быть аккуратным, чтобы не повредить и не спутать направление встроенного поплавка.
4. Все винты, фиксирующие контроллер, закручиваются и затягиваются. Если в комплект поставки нового регулятора не входит уплотнительная резинка, используется старая прокладка. В таком случае место монтажа контроллера смазывается герметиком.
5. Устанавливается уплотнительный элемент, совмещаются отверстия для крепежных винтов. Верхняя часть прокладки также обрабатывается герметиком.
6. Устанавливается контроллер, все отверстия совмещаются, болты закручиваются. Также надо подключить все проводники и аккумуляторную батарею.
7. На завершающем этапе пользователю нужно включить работу системы зажигания и изучить показания, которые выдает регулятор.

Какие бывают датчики уровня топлива?

Универсальные датчики уровня топлива бывают двух типов — рычажные и трубчатые.

Рычажные ДУТ для авто состоят из следующих элементов:

• потенциометр;
• бегунок устройства, выполненный в виде перемещающегося контакта;
• рычажный элемент;
• поплавок;
• бензинозаборник.

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.

Основные элементы таких датчиков:

• изолирующая пластинка;
• отверстие, через которое подается горючее;
• защитный патрубок;
• направляющая стойка;
• поплавок;
• контактные колечки;
• резистивный кабель;
• крепежный фланец.

Какие возможности дает современный датчик уровня топлива?

Существует целый ряд важных привилегий, которые получает владелец современного автомобиля, благодаря наличию датчика уровня топлива с максимально точными показателями. Это устройство дало возможность производителям реализовать дополнительные замеры, которые стали неотъемлемой частью эксплуатации автомобиля.

Среди наиболее важных функций можно выделить такие:

Все эти данные компьютер считает с использованием показателя датчика в баке. Если показания данного датчика сильно искажают реальность, вы будете получать регулярные ошибки на экране бортового компьютера автомобиля, а также будете наблюдать кардинально разные основные показатели статистики поездки.

Предлагаем посмотреть видео про работу датчика уровня топлива:

Когда необходимо несколько дутов

Бывают случаи, когда на одно транспортное средство нужно установить сразу несколько приборов для контроля топлива:

• наличие нескольких топливных емкостей. На грузовом транспорте обычно используется по два или даже три бака. В этом случае датчики уровня топлива устанавливаются во все емкости, что позволяет получить точную и полную картину о расходе топлива;
• бак отличается вытянутой формой (обычно устанавливаются на автотрейлерах). В этом случае минимальные колебания топлива могут негативно повлиять на точность показаний. Поэтому целесообразно установить два (возможно, больше) датчика на разных участках;
• бак имеет сложную конфигурацию (устанавливаются на сельскохозяйственной технике). Установка нескольких приборов, измеряющих уровень топлива, обеспечит высокую точность показаний.

Что касается интерфейса подключения, то здесь собственник принимает решение сам, исходя из своих запросов и финансовых возможностей.

Неисправности дут

Все неисправности ДУТ можно разделить на две группы. К первой относятся неполадки, из-за которых система выдает некорректные показания. Во вторую входят нарушения работы, характеризующиеся поломками деталей, вплоть до полного отказа.

Некорректные показания

Визуальные признаки, из-за которых датчик топлива «врет»:

• Стрелка индикатора постоянно двигается, в большинстве случаев – скачкообразно.
• Прибор показывает частичную заправку или даже пустой бак, тогда как водитель точно знает, что емкость заполнена до предела.
• Мотор долго работает, но стрелка остается в исходном положении, не становится на фактический уровень.
• При явно малом количестве бензина, не загорается контрольная лампочка.

Причины могут быть разные: перегорел предохранитель, нет контакта на питающем проводе и т.п. Возможно, поломка механической части системы.

Проверка датчика и его снятие для ремонта

Чтобы проконтролировать работу ДУТ без снятия, надо к проводу обратного сигнала и к «массе» присоединить переменный резистор с диапазоном 100-200 Ом. Затем, поворачивая рукоятку, менять сопротивление. Получается аналогия с действием на индикатор двигающегося поплавка. Если положение стрелки изменяется, а включенный датчик не реагирует, значит, он не работает.

Ремонт датчика

После демонтажа устройства выполняется его проверка и ремонт:

1. 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».
2. В случае если резистивный слой стерся, для устранения проблемы можно укоротить контакт, имеющийся на плате. Это позволит элементам перемещаться по сохранившейся части слоя.
3. Чтобы отремонтировать контроллер, его нужно разобрать. Поводок извлекается из защелки (этот же элемент выполняет функцию оси контактной пластины).
4. Плата распаивается и извлекается из корпуса регулятора. Затем, используя наждачную бумагу, выполняется очистка схемы от следов окислений. Действовать необходимо осторожно, поскольку плата хрупка.
5. 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.
6. К регулятору подключается провод с разъемом и заземление.

Рычажный

Состоит из поплавка, подвижного соединительного рычага и потенциометра (бегунок с резисторными пластинами).

При полном баке, поплавок располагается на верхнем уровне. Через рычаг он соединен с потенциометром. Последний, через индикатор, с бортовой электросетью. Сопротивление равно 7 Ом., заполнение отражается в показаниях прибора на панели.

По мере сжигания бензина, уровень падает. Поплавок опускается. Соединенный с ним бегунок двигается по резисторным пластинам и увеличивает сопротивление потенциометра, максимально до 230-240 Ом. Когда он доходит до этого значения, индикатор показывает, что бак пустой.

Конструкция очень надежная. Единственный недостаток связан с износом деталей, из-за чего падает точность.

Сколько стоит датчик уровня топлива?

Примерные цены, по которым можно купить ДУТ:

Таблица: виды электронных бесконтактных измерительных устройств для замера объема

Технические характеристики датчиков указателей уровня топлива

В таблице приведены характеристики датчиков БМ112-Д, БМ117-Д для автомобилей ГАЗ моделей 53А, ГАЗ 66, автомобилей ЗИЛ 130, 131, КA3-608 и модификации. Датчики БМ118-Д, БМ120-Д для «Урал-375» и модификации, ГАЗ моделей 52А, 53А к модификации.

БМ124-Д, БМ134-Д для УАЗ-452 и модификации, «Москвич-2140», ИЖ моделей 22125, 2715 и модификации. БМ136-Д – ЛуA3 моделей 967М, 969М. БМ139Д – ГАЗ-24 и модификации, РАФ-2203 и модификации. БМ140-Д – ЗАЗ-моделей 966, 969 и модификации. БМ142-Д – УАЗ-469 и модификации.

Датчик БМ150-Д для автомобилей семейства ВАЗ. БМ154 – ВАЗ 2102. БМ168 для ВАЗ-2121. 24.3827 – BA3-2108. Датчик БМ158-Б для автомобилей семейства КамАЗ. БМ159-Д для автомобилей запорожец ЗАЗ-968А и модификации. 22.3827 – ЗАЗ-1102. 151.3827 – «Москоич-2140» люкс.

Типы дут и принцип их работы

Популярные конструкции ДУТ: рычажный, трубчатый и электронный. Принцип работы у всех одинаковый. Контролер считывает положение поплавка и передает информацию на индикатор. Точность и надежность работы зависит от устройства оборудования.

Трубчатый

В конструкцию входят поплавок, полая трубка и контактная группа. Датчик работает аналогично предыдущему, но есть конструктивные отличия. Поплавок имеет контактные кольца. В корпусе есть резистивный провод и направляющая стойка. Для подключения управления, предусмотрен крепежный фланец.

Бензин поступает в корпус снизу. При полном баке, поплавок располагается наверху. В этой точке, на него замкнут минимальный отрезок контактного провода, сопротивление – наименьшее. По мере расходования топлива, поплавок опускается, резистентность увеличивается. Внизу она будет максимальной.

Преимущество системы в том, что поплавок находится в ограниченном пространстве. Колебания машины сглаживаются, показания намного точнее, чем у рычажной схемы. Но, есть ограничения по установке.

Ультразвуковой дут: особенности

Ультразвуковой датчик уровня топлива представляет собой излучатель ультразвуковых волн. Он устанавливается на внешней поверхности дна емкости с горючим и создает импульсы на частоте ультразвука. Волны проходят через металл и толщу горючего, на рубеже сред «горючее – воздух» они отражаются.

Как и емкостной, ультразвуковой прибор может стать элементом системы мониторинга транспорта. При установке датчика топлива следует учесть такие особенности:

• нужно обеспечить идеальный контакт прибора с внешней поверхностью емкости. При нарушении данного условия сигналы могут искажаться, а соответственно – показания уровня топлива будут неточными;
• на качество сигнала способны влиять наличие перегородок внутри бака, материал этих перегородок, наличие неровностей на внутренней поверхности дна, наличие на дне воды, льда, мусора.

Использование ультразвукового датчика уровня топлива станет оптимальным вариантом для автотранспортных средств, переведенных на газ.

Электронный

Это современная модель, в которой детали не соприкасаются с топливом. Считывающий узел соединяется с рычагом через магнитное поле. Погрешность измерений – не более 1%. Подобные устройства применяются, когда машина заправляется бензином на основе метанола, этанола либо биодизеля. Другие конструкции в таких случаях малоэффективны.

Исполнительный узел датчика располагается в герметичном корпусе. В контакт с топливом вступает только рычаг и магнитный поплавок. Высота поплавка меряется по импульсам магнитного поля. Фиксация изменений ведется по установленным отрезкам. Их прохождение меняет амплитуду обратного сигнала. Индикатор обновляет показания после того, как датчик пройдет очередную отметку.

Подводим итоги

Современные датчики уровня топлива, которые располагаются в баке, имеют довольно простую и понятную конструкцию. Они призваны служить достаточно долго и не ломаться. Но некачественное топливо и другие неблагоприятные условия эксплуатации часто приводят к тому, что устройства раньше времени выходят из строя.

Если вы хотите разобраться с тем, как работает система замера остатка топлива в вашем автомобиле, придется покопаться в технической документации и найти непосредственно датчик уровня топлива для вашей модели. Во многих авто производители меняли конструкции датчиков практически с каждым рестайлингом.

Обратите внимание на конструкцию, а также на тип подаваемого сигнала. Также определите, датчик срабатывает через бортовой компьютер или непосредственно отправляет сигнал на панель приборов. Это важные особенности, которые позволят вам значительно проще разобраться в конструкции замера объема топлива в баке.

Впрочем, разбираться в этих системах нужно только в том случае, если техника подвела и сломалась. Если все работает исправно, никаких проблем не возникает, остается только наслаждаться качественным отображением остатка бензина или солярки в топливном баке вашего автомобиля.

Заключение

Датчик уровня топлива – прибор относительно несложный. Обладая необходимой информацией, можно самостоятельно продиагностировать его работоспособность. А, если потребуется, то и заменить, не обращаясь в сервисную службу.