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.
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.
ДУТ рычажного типа
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.
ДУТ трубчатого типа
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%.
Датчик уровня топлива (ДУТ) – технический прибор, контролирующий степень наполненности бака автомобиля. Реагирует на изменение количества топлива, и передает информацию на индикатор панели приборов, что обеспечивает своевременное информирование водителя о необходимости дозаправки транспортного средства.
Виды датчиков уровня топлива
В современных автомобилях устанавливают несколько видов датчиков уровня топлива, в их числе:
- Рычажный. Конструкция датчика этого типа используется давно. Основными элементами представлены поплавок, потенциометр (резистивные пластины с бегунком) и соединительный подвижный рычаг.
- Трубчатый. Обеспечивает минимальную погрешность показаний во время движения при колебаниях автомобиля. Состоит из полой трубки, поплавка, контактной группы.
- Электронный. Устанавливают в современных автомобилях. Корпус датчика исключает контакт топлива с рабочими частями прибора – рычаг и считывающее устройство соединены магнитным полем. Погрешность показаний такого ДУТ не превышает 1%.
Важно! Независимо от вида измерительного прибора, установленного в автомобиле, на объективность показаний влияет целостность питающих проводов и плотность прилегания контактов в разъемах. Дополнительное сопротивление увеличивает погрешность информации.
Принцип работы ДУТ
Принцип работы датчиков уровня топлива классический и простой – изменения положения поплавка «считывает» контрольное устройство, и передает информацию цифровым или аналоговым сигналом к приборам визуального контроля. Точность данных определяет вид и особенности устройства контрольного оборудования.
Рычажного типа
Взаимодействие элементов датчика этого типа представлено следующим:
- поплавок постоянно занимает верхний уровень топлива;
- потенциометр, подключенный к электросети автомобиля через индикатор на приборной панели, при полностью заполненном бензобаке, создает сопротивление около 7 Ом, что соответствует отметке на приборе контроля «П»;
- при работе двигателя бензин расходуется, уменьшая количество топлива в баке – поплавок опускается вместе с падением уровня, перемещая бегунок потенциометра;
- движение последнего по резистивным пластинам плавно увеличивает сопротивление до 230 – 340 Ом (зависит от характеристик автомобиля), где максимальное значение информирует о полностью пустом баке.
Надежность такой конструкции проверена годами использования. Вместе с тем, точность показаний со временем ухудшается из-за износа резистивных пластин и бегунка.
Трубчатого типа
В работе датчика трубчатого типа использован принцип управления, аналогичный снятию информации рычажными системами, но имеются принципиальные конструктивные отличия. Его основные элементы представлены:
- Корпус с направляющей стойкой и резистивным проводом.
- Поплавок, оборудованный контактными кольцами.
- Фланец крепления устройства с контактной группой для подключения управляющих проводов.
Контроль уровня топлива осуществляется в следующем порядке:
- через отверстие в нижней части корпуса поступает топливо;
- по мере заполнения бака поплавковый механизм перемещается, и будет стоять верхней точке;
- его движение изменяет сопротивление и, следовательно, показатель наполненности бака на индикаторе;
- в верхней точке задействован небольшой отрезок контактного провода, и сопротивление имеет минимальное значение, нижней – длина увеличивается, с соответствующим возрастанием конечных показателей.
Размещение поплавка в ограниченном, сглаживающем колебания автомобиля, пространстве обеспечивает информирование об уровне топлива точнее, чем узлы рычажного типа. Но возможность установки на автомобили ограничена конструктивными особенностями топливных баков.
Электронный (бесконтактный)
Электронные датчики уровня топлива устанавливают в бак при использовании современных образцов бензина на этаноловой, метаноловой основе или био дизеля, так как монтаж контактных узлов определения уровня не эффективен – показания неточны, а износ деталей велик. В свою очередь, неактивный магнитный датчик положения жидкости с задачей справляется успешно и, имеет следующие особенности:
- Исполнительная часть находится в герметическом корпусе, с топливом соприкасается только магнитный поплавок и рычаг.
- Измерения высоты топлива осуществляется сигналом, сгенерированным магнитным полем.
- Изменения фиксируются заранее определенными отрезками, прохождение которых изменяет амплитуду сигнала обратной информации. Так, при заправке бака «до полного» датчик сменит показания только после прохождения следующей отметки, и водитель не будет иметь возможности наблюдать за плавным падением уровня.
Важно! При возможности выбора датчика для установки взамен испорченного, предпочтительнее остановиться на модели с цифровой передачей информации – ее данные имеют меньшую погрешность, чем аналоговые устройства.
Возможные неполадки датчика уровня топлива
Эксплуатация автомобиля сопровождается поломками многих узлов и агрегатов и датчик, контролирующий расход топлива, не является исключением. Нарушения в его работе могут проявляться как полным отказом, так и погрешностями предоставляемой информации.
Неисправность в показателях
Своевременно выявить нарушения работы контрольного топливного узла позволят следующие признаки:
- стрелка-указатель уровня горючего не статична, находится в постоянном движении, дергается, может прыгать;
- при уверенной заправке «до полного бака» указатель уровня топлива будет показывать частично наполненный или пустой бак;
- при работающем моторе стрелка не отклоняется до фактического уровня бензина (солярки), находится в исходном положении;
- проблема может выглядеть как отсутствие предупреждения контрольной лампочки о предельно низком уровне топлива.
Всегда необходима диагностика. В некоторых случаях, например, если указатель не реагирует на запуск двигателя, возможно, перегорание предохранителя или потеря контакта на одном из питающих проводов (проверяется тестером), других – неисправность следует искать в механической части датчика.
Неисправность механизма
Некорректная работа механизма датчика может быть связана со следующими причинами:
- Поплавок потерял герметичность, и во внутреннюю полость поступило топливо. В этом случае независимо от наполненности бака, датчик проинформирует о его частичном наполнении или отсутствии топлива. Неисправность устраняют заменой поплавка или контрольного узла целиком.
- Нарушение геометрической формы проволочного держателя. Оно будет влиять на подвижность поплавка, и приборы начнут барахлить. Деформация происходит при длительной эксплуатации авто на неровной дороге или в условиях пересеченной местности в результате которой на механизм воздействует ударная нагрузка. Устранение неисправности представлено приданием держателю первоначальной формы.
- Повреждение корпуса прибора, сопровождающееся падением сопротивления. Это происходит при длительной эксплуатации с использованием топлива низкого качества, независимо от того инжекторный, карбюраторный двигатель, или ударных нагрузках в авариях. При этом показания контрольного индикатора будут занимать позицию максимально заполненного бака или находится в положении «ноль».
- Выход из строя резистивных элементов. Приборы контроля будут врать так же как в вышеприведенном случае. Прибор будет обманывать до полной замены узла.
- Нарушения крепления датчика к баку автомобиля. Последствия представлены тем, почему в салоне и багажнике машины ощущается характерный бензиновый или дизельный запах топлива.
Важно! Периодические контрольные осмотры состояния контактов электрических проводов, надежности крепления датчика, решают вопрос своевременного выявления неверно работающей системы контроля наполненности бака.
Ремонт и замена датчика уровня топлива своими руками
При выявлении отклонений в работе системы контроля уровня топлива диагностируют неисправности, и если они связаны с механической частью прибора – проводят замену элементов, используя подходящий ремкомплект или датчик меняют полностью.
Проверка датчика
Работоспособность датчика без демонтажа проверяют универсальным способом, подключив к контакту провода обратного сигнала и кузову автомобиля переменный резистор с рабочим диапазоном от 100 до 200 Ом. Изменение сопротивления вращением его ручки, аналогично действию поплавка при перемещении. Если резистор изменяет положение стрелки на индикаторе, при отсутствии реагирования включенного ДУТ, делают вывод, что он неисправен.
Снятие датчика
Для ремонта датчик демонтируют. Различные модели автотранспорта имеют конструктивные особенности крепления узла, но общий порядок работы представлен следующим:
- отключается электрическое питание автомобиля путем снятия силового провода с минусовой клеммы аккумулятора, в дополнение можно снять и плюсовую;
- для обеспечения допуска к прибору демонтируют часть пластиковой обшивки, в отдельных автомобилях – заднее сидение;
- наружные части прибора, и окружающее пространство отчищается от загрязнений, а также удаляется влага;
- отключаются провода питания;
- откручиваются крепежные элементы и датчик снимают.
Важно! Последовательное расположение демонтируемых элементов и крепления на ровной площадке исключит вероятность неправильной установки деталей при сборке, предупредит ошибки.
Установка датчика
Монтаж нового или отремонтированного датчика проводят в обратной последовательности. Обратить особое внимание необходимо на следующее:
- В комплекте с датчиком прилагается инструкция по монтажу. Ее необходимо изучить.
- Чистоту посадочного места узла. Отчищают от старого герметика, исключив попадание мусора в бак.
- Установку прокладки. Если в комплекте нет в наличии нового уплотнения, используют старую прокладку, предварительно смазав ее герметикам. Его применение оправдано и в других местах, где необходимо дополнительное уплотнение.
- Крепление. Обеспечивают равномерную затяжку крепежных болтов.
- Подключение электрической части. Обеспечивают плотный контакт на соединениях, при соблюдении правильной схемы подключения. «Минусовой» провод подключают к аккумулятору.
- Проверяют работу системы информирования.
- Устанавливают обшивку и прочее на штатные места.
Важно! После пробега около 50 км проводят повторную диагностику исправности системы, проверяют потребление бензина и, протягивают элементы крепления.
Как заменить датчик уровня топлива в баке на автомобиле отечественного производства, представлено следующим видео:
Заключение
Ознакомившись с принципом работы, видами и способами ремонта датчиков уровня топлива, большинство водителей сможет самостоятельно выявить и устранить неисправность, обеспечив себя актуальной информацией о возможности эксплуатации автомобиля до следующей дозаправки.
Датчик уровня топлива (ДУТ) представляет собой измеритель объема горючего, устанавливающийся в баке транспортного средства. Принцип действия устройства схож с работой поплавка — контроллер измеряет уровень топлива и отправляет показатели расхода на панель приборов. Данные, зафиксированные датчиком, преобразуются блоком управления и выводятся на приборном щитке аналоговым или цифровым устройством.
Принцип действия электрического топливного датчика в автомобиле основан на измерении объема горючего и самостоятельном срабатывании при критическом остатке бензина. При активации резистор системы измерений, установленный в бензобаке, подает визуальный сигнал. Замер объема топлива осуществляется посредством использования специального поплавка. Степень заполнения резервуара горючим можно отследить по показаниям приборной панели: по мере расхода топлива указатель, расположенный на щитке, постепенно снижается.
Особенности принципа действия контроллера:
1. Поплавок, предназначенный для измерения, при расходе горючего опускается, а при его увеличении — перемещается вверх.
2. При перемещении поплавок контактирует со специальными секторами, подключенными к проводам. Кабеля идут на датчик топлива, установленный на приборной панели. Изменение количества пластин, подключенных к резистору или потенциометру, способствует изменению уровня сопротивления.
3. Если бак полный, то бегунок располагается в крайнем положении и ток передается в потенциометре по самому короткому пути. Передача силы осуществляется с использованием пластины, установленной с краю. Соответственно, уровень сопротивления низкий и варьируется в районе 7 кОм. При расходе топлива бегунок начинает передвигаться, в результате чего проводка добавляется новыми пластинами (сопротивление растет). При полном баке рабочий параметр составляет около 120 Ом.
4. У трубчатых регуляторов несколько иной принцип функционирования. Топливо поступает через нижнюю часть устройства (его технологическое отверстие) по специальной трубке. Поплавок устанавливается на поверхности горючего.
Какие бывают датчики уровня топлива?
Рычажные ДУТ для авто состоят из следующих элементов:
– бегунок устройства, выполненный в виде перемещающегося контакта;
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.
Виды электронных бесконтактных измерительных устройств для замера объема
Магнитные – датчики оснащаются чувствительными элементами, плотно зафиксированными и защищенными от соприкосновения с топливом. Данные об объеме горючего подает на индикатор рычажный элемент, подключенный к магниту. Это приводит к передвижению магнита по секторами, на которых имеются стальные пластинки. Сигнал считывается регулятором.
Радиоуправляемые – информация о работе устройств поступает на приборную панель по радиоканалу. Основная особенность электронных бесконтактных датчиков заключается в системе питания. Устройства запитываются на отдельный долговечный аккумулятор, ресурс эксплуатации которого в среднем составляет около семи лет. Провода, которыми нужно подсоединять датчик, отсутствуют. Батарея не расходует энергию, параметры датчика не зависят от электричества, соответственно, его значения более точные.
Ультразвуковые – устройства располагаются на наружной поверхности бензобака, а также на контрольном информационном модуле. С каждым отдельным видом горючего может работать разная программа. Такие системы характеризуются точными показаниями и обладают максимально высокой взрывозащищенностью.
После демонтажа устройства выполняется его проверка и ремонт:
– 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».
– В случае если резистивный слой стерся, для устранения проблемы можно укоротить контакт, имеющийся на плате. Это позволит элементам перемещаться по сохранившейся части слоя.
– Чтобы отремонтировать контроллер, его нужно разобрать. Поводок извлекается из защелки (этот же элемент выполняет функцию оси контактной пластины).
– Плата распаивается и извлекается из корпуса регулятора. Затем, используя наждачную бумагу, выполняется очистка схемы от следов окислений. Действовать необходимо осторожно, поскольку плата хрупка.
– 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.
– К регулятору подключается провод с разъемом и заземление.
Как сделать датчик своими руками?
Самодельный емкостный контроллер производится из двух модулей, подключенных между собой с помощью трех проводов:
– Первый модуль, выполненный в виде металлической пластины, подключается к блоку емкостного регулятора.
– Второй модуль необходимо соединить с блоком отображения.
– 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:
– Рабочая поверхность двух электродов должна быть заизолирована от контакта.
– Пространство между электродами должно полностью заполняться топливом, если контроллер погружается в жидкость.
– В бензобак необходимо установить датчик под наклоном.
– Самодельное устройство не должно иметь подвижных компонентов и частей.
– Питание регулятора должно быть организовано не более, чем от 5 Ватт. Если напряжение будет более высоким, то топливо может воспламениться от воздействия искры.
– Измерительная схема должна быть размещена как можно ближе к контроллеру. Кабеля для ее соединения должны быть не длиннее 2 см.
Как обмануть ДУТ?
Обмануть датчики уровня топлива можно таким образом:
– 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.
– Погружаемые устройства более герметичны, точнее определяют объем горючего и устойчивы ко внешним воздействиям. Для обмана такого регулятора пользователю необходимо согнуть патрубок внутри топливного бака.
