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%.
Указатели уровня топлива
Строительные машины и оборудование, справочник
Категория:
Автомобили и трактора
Публикация:
Указатели уровня топлива
Читать далее:
Амперметры
Указатели уровня топлива
С помощью указателей уровня топлива водитель может в любой момент определить количество топлива в баке и, следовательно, определить, какое расстояние автомобиль может проехать без дополнительной заправки. Эти приборы пригодны только для приблизительного контроля расхода топлива, так как точность их показаний невысока.
Указатели уровня топлива можно разделить на: указатели уровня топлива с непосредственным отсчетом показаний и дистанционные.
Дистанционные указатели уровня топлива по принципу действия можно разделить на четыре типа: электромагнитные, магнитоэлектрические и гидростатические.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Электромагнитный указатель уровня топлива состоит из датчика, укрепленного на верхней стенке топливного бака, и приемника, установленного на щитке приборов.
Рис. 199. Схема электромагнитного указателя уровня топлива
Указатель включается в цепь выключателем зажигания. Датчик указателя представляет собой помещенный в герметичный корпус реостат (рис. 199), по которому скользит ползунок, закрепленный на оси рычага, соединенного с поплавком. Один конец обмотки реостата соединяется винтом с массой (датчиком корпуса), а другой — изолирован от массы зажимом. Во избежание взрыва бензовоздушной смеси в корпусе датчика устраняют возможность образования искры между ползунком и обмоткой реостата путем соединения одного из ее концов, а также ползунка с массой. В приемнике на основании, выполненном из цинкового сплава, крепятся два электромагнита и, между которыми на оси установлен якорек со стрелкой.
Если топливный бак полон, сопротивление реостата включено полностью. При этом результирующее магнитное поле обоих электромагнитов устанавливает стальной якорек в положение, при котором связанная с ним стрелка показывает на деление П шкалы.
По мере расходования топлива поплавок бака опускается, выводя сопротивление реостата из цепи. В результате ток, проходящий через обмотку электромагнита, будет увеличиваться, а ток, идущий через обмотку электромагнита, — уменьшаться. Магнитное поле электромагнита заставит якорек и стрелку отклониться к меньшему делению шкалы.
Магнитоэлектрические указатели уровня топлива более точны и надежны в работе по сравнению с электромагнитными и в последнее время получают все более широкое распространение. Устройство датчика магнитоэлектрического прибора такое же, как и датчика электромагнитного указателя уровня топлива. Устройство приемника указателя уровня топлива аналогично устройству приемника магнитоэлектрического указателя температуры воды, за исключением следующей особенности.
При отсутствии тока в цепи стрелка приемника отклоняется до упора влево. Это положение стрелки обусловливается взаимодействием постоянных магнитов (рис. 200, а), вмонтированного в колодку, и магнита, жестко укрепленного на оси стрелки, и ограничителя. Сила тока в катушке Кi и ее магнитный поток изменяются в зависимости от положения ползунка на обмотке реостата.
При работе прибора сила тока в катушках К2 и К3, а следовательно, и их магнитные потоки остаются неизменными. Магнитные потоки катушек и К2 действуют встречно, а поэтому направление и величина их суммарного магнитного потока будет зависеть от силы тока в катушке.
Если топливный бак заполнен полностью, обмотка реостата будет введена, а ток в катушке и магнитный поток, созданный им, невелики. В этот момент результирующий магнитный поток, созданный тремя катушками, повернет магнит, вместе с ним и стрелку в положение — полного уровня топлива в баке.
При уменьшении уровня топлива поплавок датчика опускается и перемещает ползунок, выключая сопротивление реостата. Сила тока в катушке Кл увеличивается, магнитный поток становится больше, и результирующий магнитный поток трех катушек повернет магнит, а вместе с ним стрелку по шкале приемника в сторону меньшего деления шкалы.
Рекламные предложения:
Читать далее: Амперметры
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Как работает указатель уровня топлива: аналоговый и цифровой механизм
Все транспортные средства нуждаются в топливе, и очень важно следить за уровнем масла в баке. В наши дни есть автомобили с цифровым дисплеем, но старые автомобили имеют указатель уровня топлива со стрелкой. Механизм работы указателя уровня топлива очень интересен. Он повсюду в наших автомобилях и мотоциклах, и это очень полезное устройство.
Это довольно интересные электромеханические и цифровые детали, используемые в наших современных машинах. Указатель уровня топлива — один из самых важных индикаторов в автомобиле, поэтому мы хотим показать вам, как он работает.
В настоящее время рынок движется в сторону электромобилей с батарейным питанием (EV). Но по-прежнему многие автомобили работают на ископаемом топливе, таком как дизельное топливо, бензин и газ. Все они опираются на индикаторы для различных измерений. Датчики уровня топлива работают по принципу электрического сопротивления с поплавком, прикрепленным к металлическому стержню в качестве внутренней «стрелки». Основной механизм зависит от потенциометра или переменного резистора. Поплавок находится в датчике уровня топлива. Он подключается к резистору с помощью рычага. Затем изменение тока считывается индикатором приборной панели, и, наконец, мы получаем показание.
Современные автомобили работают по тому же принципу. Однако у них есть микропроцессор для считывания сопротивления или тока в цепи.
Они также могут компенсировать форму бака и очень точно рассчитать объем оставшегося топлива. Микропроцессор также может «демпфировать» движение иглы. Это означает, что ваш указатель уровня топлива не качается резко, когда вы поворачиваете за угол или поднимаетесь на холм, что выплескивает топливо в бак вместе с поплавком, обнажая большую часть стержня. Эти вещи могут вызвать ошибки в чтении и индикации.
Как работает указатель уровня топлива? Механизм аналоговой системы
В традиционной старой системе есть масляный бак, металлический стержень, батарея и переменный резистор или потенциометр. Мы показали это на всей схеме подключения указателя уровня топлива ниже. Основным принципом здесь является изменение сопротивления. По сути, в этой системе измерения уровня топлива есть два блока. Один из них — отправитель, а другой — индикатор . Передающий блок — это деталь, которая проверяет уровень бензина или дизельного топлива и изменяет сопротивление. Блок индикатора — это просто часть, которая находится на нашей приборной панели и показывает показания в цифровом или механическом виде.
В баке обычного автомобиля или мотоцикла есть поплавок, который находится над топливом, так как он легкий. Поплавок соединяется с металлическим стержнем, который соединяется с переменным резистором. Цепь резистора получает питание от автомобильного аккумулятора. В резисторе есть различные области с разными значениями сопротивления. Это необходимо для управления током при изменении положения шатуна.
Когда уровень масла падает, поплавок также падает. Поплавок соединен со стороной или плечом потенциометра. Это изменяет значение тока в цепи. Обычно ток ниже, когда уровень падает, а когда уровень повышается, ток также увеличивается. Это означает, что значение сопротивления (Ом) выше, когда уровень масла падает. Таким образом, когда транспортное средство движется и потребляет масло, изменяется уровень, а также сопротивление и ток. Затем индикатор на приборной панели измеряет ток цепи. Затем откалиброванная приборная панель дает нам количество топлива в баке.
Примерно так работает аналоговая система измерения уровня топлива.
Современный цифровой указатель уровня топлива: светодиоды, ЖК-дисплей и интеллектуальные системы
В настоящее время компании производят автомобили с цифровыми спидометрами и более безопасными указателями уровня топлива. Они гораздо точнее и меньше страдают от поломок. Стоимость обслуживания меньше, а срок службы больше. У них также нет шансов сломать циферблаты. Мы можем видеть людей с автомобилями, которые показывают показания указателя уровня топлива неправильно, а индикатор застрял на полном или пустом топливе. Цифровые не ломаются легко. Там точность выше и лучше для всех и в основном потребителей или водителей.
В более новых системах микропроцессоры и другие электронные схемы используются для считывания сопротивления и получения точных данных.
Вместо механической стрелки, работающей по принципу электромагнетизма, есть универсальный цифровой экран. Обычная старая игольчатая система использует простой амперметр для считывания тока в системе и запуска откалиброванного циферблата. Цифровые индикаторы используют новые ЖК-экраны и светодиодные экраны для отображения данных. В современных автомобилях с интеллектуальным программным обеспечением отображается новый параметр, известный как 9.0012 DTE (Расстояние до пустого) . Старые аналоговые датчики показывают количество оставшегося масла, но система DTE показывает, какое расстояние мы можем проехать на оставшемся топливе.
Подробнее: Самодельный аппарат для дуговой сварки с использованием MOT
На приборной панели мы также видим символ насоса со стрелкой, указывающей направление и положение впускного отверстия. Называется мойланская стрела . Это помогает водителям парковаться в правильном положении на бензоколонках. Впервые это было реализовано в автомобилях Ford.
Многие люди до сих пор паркуют свои автомобили в неправильном направлении, и мы можем увидеть много таких забавных видеороликов в Интернете.
Магниторезистивный датчик уровня
Обычные манометры используют поплавок и электрический ток в потенциометре. В идеале это не считается безопасным, так как может возникнуть опасность возгорания. Теперь есть новая система датчиков уровня, которая делает систему герметичной и удерживает электронику снаружи бака. В магниторезистивном указателе уровня топлива в рычаге поплавка находится магнит. Его положение передается от магнитного поля при его перемещении внутри резервуара за счет изменения уровня. Он имеет очень хорошую точность, очень безопасен и частично меняет механизм работы традиционных указателей уровня топлива. Основным принципом для этого типа датчика является магнитосопротивление.
Автомобильная промышленность в настоящее время движется в сторону электромобилей, и эти вещи постепенно исчезнут по мере того, как мы движемся к питанию от аккумуляторов.
Теперь промышленность будет вращаться вокруг улучшения плотности энергии материала и создания более качественных аккумуляторов для транспортных средств. Многие страны настаивают на этом, и мы постепенно увидим больше электромобилей на дорогах с более совершенными технологиями и более высокими характеристиками.
Теги: EngineeringScience
Типы указателей уровня топлива — Как это работает?
Из этой статьи вы узнаете что такое датчик 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:
- Электрический указатель уровня топлива переменного тока со сбалансированными катушками.
- Электрический указатель уровня топлива биметаллического типа.
- Электрический датчик уровня топлива теплового типа.
- Термостатический электрический указатель уровня топлива.
#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 (пустая), также протекает через катушку F (полная). 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 теплового типаРабочий
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.
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.