Контроль топлива. Система контроля расхода топлива
Система контроля расхода топлива позволяет не только исключить несанкционированную заправку и слив топлива в компаниях, обладающих собственным автомобильным парком. Комплексное использование технических методов с применением систем спутниковой навигации находит применение в постоянном мониторинге ситуации на маршруте следования автомобиля и на площадках автоматических заправочных станций. Операторы диспетчерских пунктов могут удаленно отслеживать положение подведомственного транспорта на местности с большой степенью точности. Для них становятся доступными показания датчиков расхода топлива и уровня его в топливных баках в любой момент времени.
Используемые приборы контроля
Система контроля топлива позволяет выявить и предотвратить факты нерационального использования автотранспортного средства. К ним можно отнести превышение водителем скорости движения, отклонение от заданного маршрута, повышенный расход топлива вследствие превышения весовой нагрузки. Результаты, полученные электронными блоками управления (ЭБУ) и переданные в диспетчерские пункты посредством автомобильных трекеров системы ГЛОНАСС/GPS, позволяют анализировать техническое состояние автомобиля и условия его эксплуатации.
Чувствительные элементы датчиков контроля топлива используют разные принципы определения его количества. Их можно разделить на несколько основных групп:
- измерители уровня, использующиеся для постоянного процентного определения остатка топлива в баке относительно его максимального значения в текущий момент времени;
- сенсоры дискретного типа, представляющие собой сигнализаторы достижения уровня топлива фиксированных значений, установленных элементами регулировки;
- расходомеры, определяющие мгновенное потребление топлива двигателем автомобиля.
Первые два типа датчиков размещаются в топливных баках автомобилей. Расходомеры устанавливаются в трубопроводах магистралей топливной системы. Они входят в состав бортового оборудования системы контроля топлива. Точность измерения может быть повышена при совместном использовании показаний измерителей разных типов.
Методы измерения
Для контроля уровня топлива и его расхода используются контактные методы, при которых осуществляется непосредственное взаимодействие элементов измерительного датчика с топливной средой, в которую он помещается. Наибольшее применение находят датчики следующих типов:
- механические поплавковые измерители уровня, выходной сигнал которых представляет собой изменяющееся сопротивление реостата;
- поплавковые сигнализаторы уровня с магниточувствительными металлическими контактами;
- емкостные датчики уровня;
- датчики расхода турбинного типа.
Перечисленные чувствительные сенсоры являются составной частью бортовой электронной схемы измерения, сигнал которой в аналоговом или цифровом виде используется в дальнейшем для регистрации в ЭБУ транспортного средства. Информация бортового регистратора передается по каналам связи ГЛОНАСС/GPS на основной терминал системы контроля транспорта диспетчера.
Механические поплавковые измерители
Чувствительным элементом датчика такого типа является легкий поплавок, занимающий свое положение на поверхности топлива в баке. Система механических передаточных звеньев связывает его с подвижным контактом реостата, закрепленного в нижней части емкости.
Изменяющееся сопротивление является плечом измерительного моста. Индикатор тока включен в измерительную диагональ моста сопротивлений.
При минимальном количестве топлива поплавок через систему рычагов перемещает подвижный контакт в положение, при котором мост является сбалансированным. Ток в измерительной диагонали не протекает и показания уровня топлива прибора близки к нулевой отметке. По мере заполнения топливного бака поплавок отслеживает положение верхнего уровня, перемещая при этом подвижный контакт реостата.
Это приводит к появлению дисбаланса моста сопротивлений и протеканию тока через измерительный прибор. Стрелка прибора перемещается по шкале в сторону своего максимального значения.
Поплавковые сигнализаторы уровня
Сигнал на выходе такого датчика, имеющий дискретное значение, предупреждает о достижении уровня топлива в баке определенных фиксированных значений. Исполнительными элементами датчика являются магниточувствительные герконы, представляющие собой стеклянные изолированные стеклянные колбы с помещенными в них контактами из металла с высокой проводимостью.
Легкий поплавок со встроенным в его корпус небольшим постоянным магнитом перемещается по вертикальной направляющей, жестко закрепленной в топливном баке. На внутренней поверхности направляющей, изолированной от топлива в баке, на разной высоте закреплены сигнализаторы, контакты которых замыкаются (или размыкаются) при попадании в магнитное поле постоянного магнита поплавка.
Их сигналы фиксируются электронной схемой. Шкала прибора индикатора уровня топлива, установленного в кабине автомобиля, выполнена в виде значений (¼, ½, ¾) части заполнения топливного бака. Его полная заправка соответствует отметке "F" (Full), расположенной в крайнем правом положении на шкале прибора.
Одновременно с этим сигналы герконовых реле используются ЭБУ автомобиля для формирования комплексного сигнала, передающегося трекером ГЛОНАСС/GPS на сервер, связанный с терминалом диспетчера.
Емкостные датчики уровня
Свойство конденсатора изменять величину своей электрической емкости в зависимости от диэлектрической проницаемости материала, заполняющего пространство между его обкладками, используется в измерителях с датчиками емкостного типа.
Такие датчики представляют собой конденсаторы коаксиального типа. Их обкладки выполнены в виде пустотелых цилиндров разного диаметра, имеющих общую вертикальную ось. Свободное пространство между ними при пустых баках заполняет воздух. В процессе заправки топливом его уровень между обкладками конденсатора повышается, изменяя, тем самым, величину суммарной диэлектрической проницаемости материала диэлектрика. Емкость коаксиального конденсатора датчика, включенного в цепь колебательного контура электронной схемы, изменяется. Это приводит к изменению его резонансной частоты, которое отслеживается преобразователем частота/напряжение.
Схема индикации формирует значение, пропорциональное степени заполнения топливного бака в текущий момент времени.
Датчики расхода топлива
Турбинный метод измерения наиболее часто используется в системах контроля расхода топлива. В его основу положена зависимость скорости вращения крыльчатки (турбины), расположенной в трубопроводе топливной системы автомобиля, от расхода жидкости протекающего через него.
Крыльчатка закреплена на корпусе постоянного магнита (ротора), вращение которого приводит к появлению изменяющегося электромагнитного потока в обмотке неподвижного статора, расположенного на стенках трубопровода. Переменное напряжение преобразуется в напряжение постоянного тока, которое воспринимается электронной схемой. Мгновенный расход определяет скорость вращения турбины, а расход топлива за определенное время рассчитывается ЭБУ по числу ее оборотов за это время. Единицей измерения, используемой в системах контроля топлива, служит его объем, израсходованный на прохождение определенного пути. Чаще всего экономичность автомобиля определяется расходом топлива на 100 километров пробега (л/100 км.)
Заключение
Система контроля расхода топлива является составной частью общей системы мониторинга эксплуатации транспорта с помощью комплексного использования различных технических средств. Используя полученные данные, можно разработать нормы расхода топлива для маршрутов, наиболее часто используемых для автомобильных перевозок транспортной компанией. Такой контроль также позволяет предотвратить или свести к минимуму факты хищения бензина и дизельного топлива. К сожалению, контроль качества топлива может быть произведен только в лабораториях компаний с применением специального оборудования.