5 способов контроля расхода топлива плюсы и минусы каждого способа

Особенности приборов учета дизеля

На тяжелом топливе обычно работают грузовики и спецтехника, предъявляющие более высокие требования к приборам учета топлива. Принцип действия, как правило, механический. Причем конструкция датчиков имеет более высокую степень изоляции – например, с классом защиты IP66. Таким образом устройство защищается от воздействий агрессивной среды. Корпус может формироваться алюминиевым твердотельным сплавом, измерительные камеры которого также обеспечиваются антифрикционными покрытиями. Размещается расходомер дизельного топлива и в магистрали подачи топливной смеси, и в возвратном канале, по которому жидкость возвращается в бак. Только при условии охвата обоих контуров можно получить точные данные по объему потребления.

Датчик расхода — какой бывает

Второе название — топливный расходомер, прибор  относится к проточному оборудованию, устанавливается на магистраль подачи топлива перед ДВС и отслеживает количество бензина или дизеля при работающем двигателе. Проточный датчик расхода топлива конструктивно представлен в трех вариантах:

• однокамерный;
• дифференциальный;
• бесконтактный.

Простой однокамерный ДРТ контролирует единственный поток топлива, в конструкции не учитывается работа обратного клапана топливной магистрали, по которому неизрасходованное горючее возвращается в топливный бак.

Дифференциальный или двухкамерный (двухпоточный) датчик отслеживает расход топлива, сопоставляя данные по двум потокам. В конструкции используется два расходомера. Пара калибруется относительно друг друга на заводе-изготовителе. На выходе формируется единый сигнал о фактическом потреблении.

Бесконтактный датчик является непроточным, топливо не проходит через корпус устройства. Используется на бензиновых моторах. Считывание информации происходит с форсунок перед формированием топливной смеси. На дизельных авто бесконтактное устройство используется достаточно редко, в основном на грузовых фургонах среднего класса.  Информация поступает на бортовой контроллер и передается через систему GPS-мониторинга.

Факторы, влияющие на расход топлива

Часто задаваемые вопросы

В чем заключается расчетный метод контроля топлива?Этот метод считается одним из способов GPS-контроля расхода топлива. Характерной особенностью его является невмешательство в топливную систему транспорта. Для запуска мониторинга нужно задать в базу программного обеспечения значение нормативного расчета, постоянного для конкретного транспортного средства, на котором установлено GPS-оборудование. Данные пробега берутся из спутниковой базы и умножаются на норматив расхода. По такому же алгоритму рассчитывается суммарный расход за конкретный период

Можно ли просчитать количество заправок грузовика заранее?Количество заправок (сливов) топлива, место и время проследить расчетным методом невозможно. Это абсолютно точно подтверждает практический опыт.

Можно ли организовать точный учет расхода топлива, используя один датчик?Если машина с двумя топливными баками, то нет! Сложность решения задачи заключается в наличии сообщающихся емкостей, в которых постоянно происходит изменение уровней из-за перетока топлива. Установка одного датчика уровня не только не решит проблему, но и исказит реальную картину: невозможно будет проследить заправку, расход и слив горючего.

Что дают предприятию системы ГЛОНАСС/GPS контроля расхода топлива?Круглосуточное отслеживание достоверной информации по каждому подконтрольному транспортному средству, с учетом его модели и эксплуатационных характеристик. Местонахождение заправки, дату и время слива топлива. Литраж бензина в баке. Сведения в он-лайн режиме о количестве топлива в баке. Возможность анализа расчетных данных и фактического расхода. Повышение производительности труда работников и эффективности использования транспорта. Увеличение межремонтного периода.

Позволяет ли ГЛОНАСС в любое время узнать фактический расход горючего в единицу времени?Да, конечно. Это одно из основных функциональных предназначений системы.

Как решить проблему учета расхода топлива при наличии двух топливных баков?Выход из ситуации видится в установке на двухбаковом транспорте по датчику уровня топлива в каждую емкость. Мониторинг производит суммирование двух уровней в конкретный момент времени. Этот показатель будет отображать общий объем горючего в контрольный промежуток времени.

За что отвечает CAN-шина?Через CAN-шину автомобиля производится считывание данных бортового компьютера путем подключения к GPS-трекеру, согласуясь с модулем по программному обеспечению. Система анализа получает данные о фактическом расходе топлива и уровне его в баках.

В чем разница между проточным и емкостным датчиком?Проточный измеритель не определяет заправки и сливы топлива. Емкостной датчик дешевле, следит за уровнем топлива в баке, количеством заправок, сливов и их объемом, но при работе техники на сложном рельефе дает большую погрешность в измерениях.

Какой датчик самый точный?Установка моделей устройств напрямую зависит о формы емкости и дает большие погрешности. Проточный же датчик нужно врезать только в топливные системы дизелей, измерять впрыск и учитывать при этом «обратку»

Импульсные анализаторы чувствительны к непостоянной (плавающей) нагрузке и выдают сигналы с большими рисками.

Как CAN-шина контролирует расход топлива?Компактная, виброустойчивая CAN-шина, не нарушая целостности системы, снимает информацию и об оборотах двигателя, что важно для контроля расхода горючего. Попутно определяется сумма часов работы и температура двигателя; давление на оси, пр.

Практикуется ли установка датчиков замера уровня топлива в бак «легковушки»?Да, поставить можно

Среди импульсных, проточных и емкостных датчиков предпочтение отдается последним. Это связано с погрешностью в замерах топлива электронной линейкой, которая возникает из-за сложной формы бака. Проблематично определить объема топлива.

Какие приборы по расходу топлива поставить на карьерную технику (грейдер, к примеру)?Учет расхода лучше вести с помощью проточного датчики дизтоплива. Он универсален и для других механизмов (дизельного транспорта, тракторов, экскаваторов, погрузчиков, пр.), где основной учетной величиной считаются моточасы, время работы под нагрузкой, расход горючего в единицу времени.

Преимущества и недостатки

Учитывая, что минимальная стоимость расходомера с подключением и настройкой составляет 150 $, мало кто из владельцев личного автомобиля его купит. Эти средства измерения актуальны для таксопарков, компаний с большим объемом грузоперевозок и пр. Преимущества датчика:

1. Надежность цифровых устройств. Датчики не меняют показаний при высоком/низком магнитном, электрическом поле, что делает невозможным самовольную перенастройку прибора.
2. Точность отслеживания расхода. Максимальная погрешность — 3 %. Для сравнения, погрешность неотрегулированного датчика уровня топлива может достигать 15 %.
3. Не зависит от конфигурации и объема топливного бака. Двухпоточный ДРТ позволяет контролировать объем обратки.

Главный недостаток проточного датчика — отсутствие контроля за количеством заправок и частотой слива топлива с бака. Устройство требует систематического обслуживания, не реже 1 раз в 30 дней и может устанавливаться не на все классы топливных систем.

Датчик расхода топлива своими руками

Конструкции мониторинга рабочих параметров автомобиля заметно продвинулись за последние годы. Они стали функциональнее, технологичнее и просто ближе к массовому потребителю.

Системы учета топливного расхода пока занимают периферийное место в общей нише транспортной электротехники, но и это направление интересует все большее количество автолюбителей. На таком фоне вполне логично появляются расходомеры топлива, действующие по разным принципам.

Также практикуется и самостоятельное изготовление аналогичных приборов учета, которые, разумеется, имеют свою специфику.

Особенности приборов учета дизеля

На тяжелом топливе обычно работают грузовики и спецтехника, предъявляющие более высокие требования к приборам учета топлива. Принцип действия, как правило, механический. Причем конструкция датчиков имеет более высокую степень изоляции – например, с классом защиты IP66. Таким образом устройство защищается от воздействий агрессивной среды.

Корпус может формироваться алюминиевым твердотельным сплавом, измерительные камеры которого также обеспечиваются антифрикционными покрытиями. Размещается расходомер дизельного топлива и в магистрали подачи топливной смеси, и в возвратном канале, по которому жидкость возвращается в бак.

Только при условии охвата обоих контуров можно получить точные данные по объему потребления.

Разновидности устройств

Классификация основывается как раз на принципе учета показаний, который определяется чувствительным элементом. На сегодняшний день выделяют следующие расходомеры для автомобилей:

• Кориолисовые. Принцип работы основан на эффекте Кориолиса, при котором происходит измерение динамики фаз механических колебаний в трубках, по которым циркулирует топливо.
• Турбинные. В систему интегрируется лопаточное устройство, вращение лопастей которого преобразуется в скоростные показатели. Таким образом, с учетом параметров обслуживаемых каналов определяется и объем потребления.
• Шестеренчатые. Еще одна разновидность механического расходомера топлива, который фиксирует данные посредством вращающихся элементов. В данном случае используется компактное зубчатое колесо, движение которого позволяет регистрировать данные по расходу.
• Ультразвуковые. Это счетчики нового типа, которые вовсе не контактируют с целевой средой, а фиксируют параметры изменения характеристик топливной системы на основе акустических волн.

Установка расходомеров

Приборы устанавливаются в целевом контуре учета посредством физической врезки в канал

И здесь важно подчеркнуть, что топливные каналы в зависимости от модели автомобиля изначально могут иметь выносные патрубки с пробками, которые можно использовать как раз в качестве точек интеграции приборов учета. Также следует учитывать, что монтаж производится за системой фильтрации

Это решение предотвратит возможные загрязнения расходомера топлива и его преждевременный выход из строя.

Механическая фиксация массивных устройств обычно производится на комплектной раме, которая крепится к поверхности кузова

По отзывам автолюбителей, важно рассчитать точку крепления так, чтобы чувствительный канал достаточно сопрягался с целевой средой, а основа корпуса могла быть надежно зафиксирована на монтажной платформе метизами. Желательно, чтобы место установки не предполагало сильных вибрационных нагрузок и тепловых воздействий

Отличия датчиков рычажного и трубчатого типов

Принцип работы обоих устройств идентичен, но некоторые различия все же имеются. В рычажном измерителе поплавок, находящийся на поверхности топлива, соединяется с подвижными контактами потенциометра при помощи металлического рычага. Такой датчик включает в себя и топливный насос, и потенциометр, и топливозаборник, и транзисторы. При изготовлении потенциометрического измерителя своими руками, помните, что лучше использовать толстопленочный резистор — он прослужит гораздо дольше.

Трубчатое устройство для измерения перемещает поплавок при помощи специальной направляющей трубочки. Параллельно трубке проходят проводки сопротивления, на которых замкнется кольцо поплавка. Главным плюсом такого принципа работы — измеряющий прибор будет устойчив к колебанию топлива, во время движения транспортного средства (при поворотах, спусках, подъемах).

Такой датчик можно установить не в каждую топливную систему. Ограничивать будут геометрические параметры топливных баков. Потенциометрические измерители лучше не устанавливать на автомобили, горючее для которых содержит спирты — этиловый или метиловый, а так же биодизель. Такие вещества губительны для контактных поверхностей. Для транспортных средств, использующих горючее, с биодизельными или спиртовыми примесями, лучшим вариантом станет бесконтактный датчик для измерения уровня топлива.

Виды бесконтактных датчиков уровня топлива

Общие сведения и характеристики расходомеров

Большинство таких приборов представляет собой традиционные счетчики небольших размеров, конструкция которых рассчитывается на установку в топливной системе. Характеристики по габаритам типового устройства можно представить так: 50 х 50 х 100 мм.

Это небольшой блок с пропускной способностью 100-500 л/ч. Погрешность в среднем составляет 5-10%. В процессе расхода жидкости прибор фиксирует тем или иным способом показатели чувствительного элемента и сохраняет полученные данные. Реализация системы учета, контроля и представления информации может быть разной. Например, проточный расходомер топлива для автомобиля выполняется с расчетом на ручное снятие показаний. У него может быть механическая панель с отображением данных или привязка к жидкокристаллическому цифровому дисплею в салоне, но информация не обрабатывается бортовым компьютером. Более технологичные устройства допускают и возможность электронного учета в автоматическом режиме. В зависимости от динамики расхода, например, бортовое оборудование может корректировать определенные параметры узлов и агрегатов машины.

Особенности приборов учета дизеля

На тяжелом топливе обычно работают грузовики и спецтехника, предъявляющие более высокие требования к приборам учета топлива. Принцип действия, как правило, механический. Причем конструкция датчиков имеет более высокую степень изоляции – например, с классом защиты IP66. Таким образом устройство защищается от воздействий агрессивной среды. Корпус может формироваться алюминиевым твердотельным сплавом, измерительные камеры которого также обеспечиваются антифрикционными покрытиями. Размещается расходомер дизельного топлива и в магистрали подачи топливной смеси, и в возвратном канале, по которому жидкость возвращается в бак. Только при условии охвата обоих контуров можно получить точные данные по объему потребления.

Самостоятельное изготовление расходомеров

Полностью с нуля, по отзывам водителей, собрать полноценный счетчик достаточно сложно, и для этого необходимо обладать определенными знаниями в радиотехнике. Однако на базе готового блока управления типа контроллера и датчика с электрическим клапаном задача упрощается. Сам датчик интегрируется в топливную магистраль. Размещать его следует между бензонасосом и карбюратором. Что касается блока управления, то он соединяется с детектором и выводится в салон. Применяя CAN-интерфейс, расходомер топлива своими руками можно подключить и к бортовой электронике. В качестве дополнительных элементов крепления и управления датчиком может потребоваться использование штуцеров, шайб, поддонов и втулок. Техническая инфраструктура должна рассчитываться на автономное срабатывание, когда бензонасос открывается.

Датчик положения дроссельной заслонки

Неполадки, связанные с контроллером механического регулятора проходного канала дросселя, определяются по следующим признакам:

• повышенные обороты ХХ;
• нестабильная работа мотора на холостом ходу;
• некорректный угол опережения зажигания;
• состав топливовоздушной смеси несбалансирован;
• затрудненное переключение передач на автомобилях с АКПП.

Неисправность датчика TPS не дает машине эффективно ответить на нажатие акселератора, потому что ЭБУ не в состоянии вычислить оптимальную нагрузку для ДВС. Для некоторых владельцев авто с «автоматом» будет открытием, что перерасход топлива и потеря мощности напрямую связаны с нерациональным выбором передачи.

При появлении перечисленных признаков становится практически понятно, какие из датчиков системы влияют на расход топлива авто. Для полной уверенности следует произвести два элементарных действия:

1. Проконтролировать размыкание контактов холостого хода (IDL).
2. Проверить целостность переменного резистора.

Используя мультиметр, можно проверить работоспособность контроллера следующим образом:

• подключить прибор к контактам IDL;
• вручную передвигать дроссельную заслонку и фиксировать показания прибора.

Если датчик TPS в норме, то мультиметр должен показать на шкале напряжение до 12 Вольт.

Как обмануть расходомер топлива?

Штатные счетчики контроля потребления бензина или дизеля вполне можно скорректировать в ту или иную сторону. Простейший способ предполагает выполнение слива через обратную магистраль. В этот канал достаточно вставить штуцер и слить жидкость по скрытому контуру. В некоторых конфигурациях встроенную линию можно использовать для непосредственной функции снабжения, и в этом случае счетчики расходомера топлива просто не будут давать актуальную информацию. Еще один вариант предусматривает тепловое воздействие на датчик. Это касается именно детекторов уровня жидкости, которые после термического ожога перестают корректно работать, хотя внешне выглядят целыми. Можно полить прибор кипятком или поднести к нему обогреватель на 5-10 мин. Но прежде чем делать это, стоит подумать о целесообразности таких экспериментов.

Просмотр данных в сервисе мониторинга

Создание датчика

Для просмотра данных расходомера на платформе мониторинга потребуется создать измерительный датчик (Управление устройствами=>Датчики и кнопки=>Добавить измерительный датчик).

В открывшемся окне требуется:

• придумать название для датчика, например Расход топлива
• выбрать вход, к которому подключен датчик, например ДУТ Уровень#1 стоит выбрать, если расходомер подключен к RS-485
• выбрать тип датчика — из выпадающего списка следует выбрать пункт “Расходомер”

После этого, в расширенных настройках измерительного датчика нужно указать коэффициент, рассчитанный по следующей формуле:

К= 1/N,

где N — количество импульсов/условных единиц/CAN-единиц, отсчет которых расходомером соответствует 1 литру топлива. Этот показатель берется из документации к расходомеру.

Как обмануть расходомер топлива?

Штатные счетчики контроля потребления бензина или дизеля вполне можно скорректировать в ту или иную сторону. Простейший способ предполагает выполнение слива через обратную магистраль. В этот канал достаточно вставить штуцер и слить жидкость по скрытому контуру. В некоторых конфигурациях встроенную линию можно использовать для непосредственной функции снабжения, и в этом случае счетчики расходомера топлива просто не будут давать актуальную информацию. Еще один вариант предусматривает тепловое воздействие на датчик. Это касается именно детекторов уровня жидкости, которые после термического ожога перестают корректно работать, хотя внешне выглядят целыми. Можно полить прибор кипятком или поднести к нему обогреватель на 5-10 мин. Но прежде чем делать это, стоит подумать о целесообразности таких экспериментов.

Выбор экономичного автомобиля

Самыми экономичными на сегодняшний день являются автомобили с электрическим двигателем. Они работают на аккумуляторах, для зарядки которых требуется электричество. Такая зарядка значительно дешевле бензина.

За ними следуют гибридные авто. В них бензиновый мотор сочетается с электрическим. Экономия в таком варианте существенная в сравнении с полностью бензиновыми или дизельными.

Ни первые, ни вторые в России не распространены, поэтому вам, вероятно, придется выбирать себе классический вариант. Наиболее экономичные среди них — с наименьшей массой и наименьшим объемом двигателя. Производители обычно указывают средний расход моделей в характеристиках. Но надежнее полагаться на отзывы реальных владельцев.

Дополнительный функционал

Наличие системы GPS-мониторинга, пожалуй, является наиболее современным дополнением датчиков топливного расхода. Такие устройства позволяют передавать информацию бортовому компьютеру по беспроводному каналу. Многофункциональные устройства могут комплексно фиксировать данные по расходу в нескольких системах одновременно. Учитываться может основная топливная смесь и технические жидкости с присадками и модификаторами. Преимущество комплексного мониторинга заключается в возможности точного контроля добавок для топливной, трансмиссионной и других систем. Кроме того, могут предусматриваться разные режимы работы приборов. Существуют расходомеры топлива, которые помимо функции счетчиков выполняют задачи контроля холостого хода, фиксируют возможные температурные перегрузки и на основе полученной информации регулируют климатическое оборудование. При вводе устройства в сигнализационную инфраструктуру датчик расхода вполне может программироваться на выполнение задач контроля обогревателя и системы автозапуска двигателя.

Расходомер топлива своими руками

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить

Блог о электронике

Сразу же после покупки автомобиля (Mitsubishi Lancer, 2003) озадачился установкой индикатора расхода топлива. Японцы сильно сэкономили на этом авто и не установили некоторые полезные функции — пришлось исправлять ситуацию.

Первой мыслью было или покупка готового — существуют множество промышленных устройств, в том числе заточенных под Lancer 9, или самостоятельная сборка какой-нибуть любительской конструкции — и таких немало. Поизучав немного тему выяснил, что все предложенные девайсы обладают избыточностью функций — а мне-то всего навсего нужен расходомер. Поэтому и было решено делать самому.

Единственное место на панели куда-бы приборчик вписывался — на место штатных часов, поэтому хочешь-не хочешь он должен и время показывать. Ну и так как при применении 2-х строчного ЖК в этом случае остается незаполненный угол — значит и туда надо что-нибуть более-менее полезное вставить, например индикацию температуры.

Кстати говоря, поначалу задумывалась индикация и некоторых других параметров — зарядка аккумулятора, расход на 100 км, мгновенный расход в цифрах и т.д. уже и не припомню — и почти все задумки были реализованы в первой версии индикатора.

Двигатель заглушен, поэтому прогрессбар отсутствует. Плюсом первой версии считаю то, что при установке на автомобиль не пришлось абсолютно ничего сверлить, точить и т.д. Просто отщелкнуть штатные часы и на их место защелкнуть прибор. Кнопки управления (3 шт.) располагались справа от дисплея.

Но покатавшись некоторое время понял, что из всех функций мне нужны всего 3 (остальными за все это время я ни разу не воспользовался). И тут как раз попался новый дисплей, более симпатичный — решил поставить его ну и заодно переписать все заново — выкинуть ненужные функции.

Просто переставить дисплей не получилось-бы во-первых из-за разных габаритов и во-вторых — новый дисплей негативный, надо менять систему диммирования.

Устройство показывает (повторюсь)

• 1. Мгновенный расход в виде прогрессбара
• 2. Время
• 3. Температуру за бортом или в салоне — по выбору (переключается кнопкой)

СхемаНичего особенного — микроконтроллер PIC16F876 считывает данные с датчиков температуры (DS18B20), с микросхемы часов (DS1307) и с ЭБУ, обрабатывает все это и выводит на дисплей (LCD 2×16). Сигнал с ЭБУ (Fuel) — один из тех, что идут на инжектор, можно использовать любой.

Для формирования (скорее даже согласования) сигнала применен узел на n-p-n транзисторе. Питание устройства — через стабилизатор на 7805. Отдельного питания для микросхемы часов при заглушенном двигателе не предусмотрено т.к. backup батарейки согласно даташиту должно хватить лет на 10.

Управляется устройство 2-мя кнопками, одна из которых — «Mode» — переключает индикацию внутренней и внешней температуры, вторая — «Set» — в зависимости от того какая из температур выбрана устанавливает или часы или минуты. Дисплей — любой подходящий по размерам двухстрочник, главное чтоб он был с расширенным температурным диапазоном.

Датчики температуры установлены — один в салоне, другой выведен под передний бампер.

Диммер — котакты реле размыкаясь просто подключают добавочный резистор в цепь питания светодиодов подсветки тем самым приглушая их. Реле включается от габаритов.

Диммер, как уже указывалось, для негативного дисплея, разница между негативным и позитивным в том, что в первом случае днем дисплей должен подсвечиваться ярче чем в темноте.

Второй же наоборот — днем подсветка вообще не нужна, включается только с габаритами.

МК кстати можно использовать и другой, послабее. Надо только перекомпиллировать программу под новый. Просто этот остался от предыдующего варианта…

КонструкцияВсе устройство собрано на одной печатной плате, посредсtвом которой оно и крепится в защелки штатных часов. На этой же плате расположены и резервная батарейка часов и разъем для подключения LCD и разъем ICP (внутрисхемного программирования). Разводка — под SMD элементы.

Управляющая программа Прошивка написана на одном из самых простых для изучения и понимания компиляторов — PicBasic Pro.

Состоит из главной программы — mmc.pbp и 3-х подключаемых модулей

• LCD.inc — описание подключения ЖК дисплея к выводам МК
• LCDchar.inc — доп. символы ЖК дисплея
• LCDbar.inc — функция прогрессбара, в этом же модуле содержится переменная, определяющая «чувствительность» прогрессбара BAR_range VAR WORD : BAR_range = 6000

Управляющее устройство состояния поступающего воздуха

Контроль состояния воздуха для смеси осуществляется двумя приборами:

• MAP Sensor – измеряет объем поступающего воздуха. Работает по принципу – чем больше поступает воздуха при открытой заслонке, тем больше подается горючего. Задача – создать оптимальное соотношение смеси 14,7:1.
• MAF Sensor – контролирует массу воздуха, который поступает в цилиндры. Конструктивно состоит из резистора и платиновой нити, температурные показатели которой в идеале поддерживаются на одном уровне. ЭБУ определяет перепад температур и подает на контроллер сигнал, соответствующий определенному потоку воздуха.

Выяснить, какой из этих датчиков неисправен, можно при помощи автосканера. Некоторые авто оснащаются режимом самодиагностики, но не стоит полностью полагаться на его возможности. Поэтому специалисты рекомендуют использовать сканирующее устройство и проверять характеристики не только сенсоров, но и инжекторной системы.