Датчик уровня топлива - типы, устройство, ремонт

Датчик уровня топлива ВАЗ 2110 – это измерительный прибор, который весьма необходим при эксплуатации автомобиля. Ведь если не знать сколько топлива в бензобаке, невозможно рассчитать расстояние, которое проедет автомобиль, прежде чем встанет, и не всегда понятно, надо заправляться или еще можно ездить. А если решил остановиться на дозаправку, тогда сколько заливать? Поэтому, когда обнаруживается, что не работает датчик уровня топлива на ВАЗ 2110, или он попросту «врет», любой автовладелец старается устранить эту неисправность как можно быстрее.

Что такое датчик уровня топлива

ДУТ представляет собой специальное устройство, определяющее уровень столба топлива в баке. С его помощью можно узнать точный объем имеющегося бензина или дизеля, их расход за конкретный период и время заправок или сливов. Устанавливают такой датчик не только на машины, но и на стационарные объекты.

Работает ДУТ совместно с указателем уровня топлива, расположенном на приборной панели, куда и передает полученные параметры. Для отображения подробной информации потребуется платформа GPS-мониторинга.

Как функционирует прибор?

Чтобы самому разобраться в проблеме, нужно понимать, как осуществляется замер уровня горючего и передача информации указателю прибора. Схема, реализованная в большинстве транспортных средств, включает следующие основные элементы:

поплавок, изготовленный из легкого полимера, погружен в бензобак и зачастую совмещен с блоком насоса;
датчик бензина – потенциометр (иначе – реостат) рычажного типа;
стрелка указателя со шкалой;
соединительные провода.

Во многих современных автомобилях к системе подключен электронный блок управления.

Классический реостат представляет собой открытую катушку из проволоки повышенного сопротивления. Рычаг, оснащенный контактом и прикрепленный к поплавку, поднимается либо опускается вместе с уровнем горючего в баке, а контакт перемещается по виткам обмотки. Классическая схема работает просто:

Реостат и стрелочный прибор включен в цепь последовательно, оба питаются от автомобильной бортовой сети.
При перемещении поплавка с рычагом сопротивление потенциометра меняется.
Изменение сопротивления вызывает повышение либо снижение силы тока в цепи, на что реагирует стрелка указателя. Шкала проградуирована по значениям сопротивления, соответствующим наполнению бензобака.

Обновленная версия системы работает с участием контроллера. Стрелка уровня топлива получает обработанный цифровой сигнал от электронного блока, подающего питание на потенциометр. Принцип работы не меняется, но схема позволяет получать более точные показания.

Принцип работы датчика уровня топлива

Как именно работает датчик уровня топлива, зависит от его типа. Однако основной принцип их действия всегда идентичен. Он основан на постоянном определении остатков топлива с помощью специального поплавка, трубок или ультразвука. Каждый измерительный элемент особым образом оценивает уровень бензина или дизеля и передает полученные параметры на приборную панель и в систему мониторинга.

Выходной сигнал может быть аналоговым, частотным или цифровым. Каждый имеет свои особенности и преимущества. Наиболее доступными по стоимости остаются ДУТ аналогового типа, но они имеют слабую защиту от помех, из-за чего информация передается с большой погрешностью. Частотные проводят сигналы в кодированном виде, что несколько улучшает ситуацию. Цифровые же датчики уровня топлива имеют микропроцессоры и отличаются лучшей защитой от помех, что позволяет им демонстрировать максимальную точность.

Распространенные неполадки

Отказы ДУТ фиксируются по заметно ошибочным его показаниям или полному их отсутствию. В самом распространённом случае механической связи с поплавком и аналоговом потенциометре стрелка указателя начинает дёргаться, завышать или занижать показания. Связано это почти всегда с механическим износом контактной группы переменного резистора.

Вторым частым случаем становится изменение плотности поплавка из-за деградации материала или заполнения его топливом. Вплоть до полного утопления и постоянных нулевых показаний.

Электронные датчики при неисправности элементов просто перестают выдавать показания. Иногда это связано с проводкой, которая хуже защищена от внешних воздействий. Индикаторы отказывают значительно реже.

Неисправности и ремонт

Если ДУТ неисправен, то это сказывается на качестве измерений и работе указателя уровня топлива. Стрелка может «зависнуть» на нуле, остановиться на месте или просто показывать неверные параметры. Чтобы выполнить самостоятельный ремонт, потребуется изучить схему датчика уровня топлива и выполнить его демонтаж.

Основные неисправности и их устранение:

износ резистивных элементов – решить проблему можно с помощью подгибания «язычка»;
движение платы с резистивными элементами – потребуется припаять компонент на его место;
нарушения в электроцепи – помочь могут смазка компонентов, а также чистка и подтягивание контактов, может потребоваться электросхема;
повреждение проводов – незначительные повреждения допустимо устранить с помощью изоленты;
загрязнение трубки – достаточно произвести чистку и смыть налет специальным чистящим средством.

Любые серьезные поломки в датчике контроля топлива требуют замены поврежденных элементов. В большинстве случаев правильнее будет обратиться в сервис для полноценного тестирования и ремонта. Емкостные же измерители уровня топлива вообще не подлежат домашнему осмотру и требуют внимания специалиста.

Когда необходимо менять датчик

Топливный датчик подлежит замене, если имеет место хоть одна из названных ниже причин:

контакты разрушены настолько, что защищать уже нечего;
резистивные дорожки изношены до предела;
имеются повреждения на поплавке. Такое редко, но случается. Разрывы на приводят к тому, что последний заполняется бензином и тонет, показывая пустой или полупустой бак,
даже когда тот полон;
поврежден сам бегунок.

При названных дефектах ДУТ необходимо заменить однозначно.

Типы датчиков уровня топлива

Существует 3 вида датчиков уровня топлива в баке: поплавковый, емкостной и ультразвуковой. Каждый из них имеет свои особенности измерений и отличается точностью. Как правило, поплавковый ДУТ устанавливается на автомобили с завода, емкостной и ультразвуковой же можно монтировать у интеграторов GPS-мониторинга.

Поплавковый ДУТ

Поплавковый датчик уровня топлива находится внутри бака и показывает только приблизительный объем горючего. Погрешность при измерениях может иногда достигать даже 30%, из-за чего точным его назвать нельзя. Если датчик уровня топлива цифровой, то отклонения от реальных показателей могут быть заметно снижены. Чаще всего они устанавливаются на новые модели автомобилей.

Определяет уровень топлива такой датчик с помощью специального поплавка. Важной составляющей в устройстве выступает потенциометр. Когда в баке меняется количество топлива, поплавок смещается в соответствующую сторону и воздействует на сопротивление резистора с напряжением. Новые параметры передаются на приборную панель и способствуют движению стрелки в определенную сторону.

Емкостной ДУТ

Датчики уровня топлива емкостного типа устанавливаются внутри бака. Они отличаются высокоточными измерениями, погрешность которых не превышает 2%. Такой ДУТ можно монтировать у интеграторов GPS-мониторинга.

По принципу работы датчик уровня топлива емкостного типа несколько отличается от поплавкового варианта. В нем имеются две трубки, наружная и внутренняя, которые крепятся к плате устройства и выполняют функцию обкладок конденсатора. Они опускаются внутрь бака и пропускают ток. Когда повышается или уменьшается уровень горючего, меняется электрическая емкость датчика. Эти параметры и позволяют определить, насколько заполнен бак.

Ультразвуковой ДУТ

Установка ультразвукового датчика уровня топлива производится с наружной части бака и возможна только в сервисе интегратора. Он позволяет измерять объемы горючего с высокой точностью, не отклоняясь от реальных показателей сверх 2%. Однако на результатах измерений могут негативно сказаться инородные элементы или перегородки внутри бака, неровности его стенок и неплотный монтаж самого измерителя уровня топлива.

Устройство представляет собой особый излучатель, который размещается на центральной части дна бака. Во время использования оно создает ультразвуковые импульсы, которые проходят по всей емкости и возвращаются. Время, затраченное на один цикл пути, становится основой для автоматического вычисления реального уровня оставшегося топлива.

Причины

Теперь нужно узнать, почему этот датчик на вашем автомобиле неправильно показывает текущий уровень топлива и с чем это связано.

Потенциальных причин несколько. Поэтому каждую из них нужно рассмотреть подробно.

Нарушение герметичности установленного поплавка. Встречается на датчиках, где поплавок выполнен в виде шарика из хрупкого пластика. При механических ударах, а также под воздействием сильного холода материал разрушается. При нарушении герметичности поплавок просто остаётся на поверхности жидкости, либо тонет. В итоге контроллер показывает, что горючего нет. Для ремонта требуется заменить отдельно поплавок, либо полностью весь датчик. Намного реже поплавочная часть отсоединяется от рычага, и начинает самостоятельно перемещаться внутри ёмкости.
Повреждение рычага. Из-за его деформации поплавок теряет подвижность или некорректно передаёт информацию. Причина возникновения проблемы в длительной езде. Причём по неровным и плохим дорогам. Либо в нарушении правил демонтажа топливного узла из бака. Рычаг можно попытаться восстановить. Но чаще ремонт проводится путём его замены.
Деформация корпуса контроллера. Из-за этого установленные резистивные элементы дают некорректные показания, либо повреждается рычаг и неправильно снимает данные. Причина в заливке горючей жидкости низкого качества, либо в механических нагрузках.
Поломка резистивных элементов. Распространённая причина, из-за которой ДУТ перестаёт корректно работать. Возникает она из-за естественных протекающих причин. То есть резисторы стираются от длительного срока службы. Контакт между элементами пропадает, и стрелка оказывается на нуле, либо просто дёргается.
Нет контакта на участке электроцепи. Это происходит на тех контактах, которые с течением времени попросту могут окисляться из-за воздействия влаги или самого заливаемого горючего. Провода повреждаются, нарушается целостность изоляции, происходят обрывы и пр. Иногда причина кроется в электроразъёмах.
Замыкание провода ДУТ на массу. Это возникает именно с сигнальным проводом, который начинает коротить на массу. Как результат, показатели ДУТ становятся некорректными, сопротивление при этом стремится к нулю. Сколько бы топлива не было залито, датчик покажет фиктивный полный бак.
Сгоревший предохранитель. В авто есть датчик, который отвечает за ДУТ. Конкретный номер предохранителя следует найти в руководстве по эксплуатации конкретного авто.
Поломка крепления на корпусе внутри самого топливного резервуара. В итоге датчик упал в бак, либо его перекосило. Обычно сопровождается распространением запахов топлива в салон.
Обрыв со стороны сигнального провода. Встречается на трубчатых датчиках. Тогда стрелка постоянно указывает на то, что бак с жидкостью для работы ДВС пустой.
Образование налёта. Ещё одна характерная особенность контроллеров трубчатого типа. Налёт накапливается на направляющей стойке. Это мешает нормальному и свободному перемещению установленного поплавка. Налёт появляется из-за заливки горючего низкого качества. Стрелка останавливается в одном статичном положении.
Повреждение магнитного датчика, проводов. Актуально для бесконтактных устройств контроля уровня горючего. На некоторых моделях ДУТ такого типа стоят контрольные и управляющие платы. С ними тоже случаются проблемы. Тогда датчик окончательно выходит из строя, и корректный уровень горючего не отображается.

Практика показывает, что чаще всего проблемы наблюдаются со стороны резистивных элементов, а также поплавка. Они истираются за время эксплуатации, и корректно отображать и передавать данные уже не могут.

Не стоит сразу винить датчик. Есть вероятность, что сломана стрелка прибора, либо неисправности есть со стороны проводов, соединяющих элементы.

Особенности конструкции ДУТов

Производители иногда меняют устройство датчиков уровня топлива в некоторых моделях, дополняя их новыми элементами. Обычно они оборудуются специальными компонентами, добавляющими новые функции или улучшающими имеющиеся. Схема основного измерителя остается неизменной.

Удаленный контроль электропитания ДУТа

Иногда передача сигнала от измерителя уровня топлива прекращается. Происходит это по двум причинам: севший аккумулятор или отключение питания. В некоторых случаях недобросовестные водители делают это намеренно для слива горючего. Функция удаленного контроля исключает такую ситуацию и отправляет информацию в автопарк, если датчики топлива были отключены.

Контроль температуры топлива

Функция контроля температуры может присутствовать даже на ультразвуковых датчиках уровня топлива. Она позволяет выявлять отклонения в нагреве горючего и поддерживать двигатель исправным, но практической пользы в ней нет, так как на сроки обслуживания машины температурные показатели не влияют.

Универсальный интерфейс для подключения

Датчик уровня топлива с универсальным интерфейсом подключения позволяет выбирать между аналоговым и цифровым сигналом в любой момент. Такая возможность полезна в случаях, когда устройство требуется соединить с уже имеющимся трекером или закупается целая партия измерителей для большого автопарка.

Индикатор уровня топлива

Размещается индикатор топлива в кабине. Он показывает точный объем оставшегося горючего для контроля расхода. В некоторых случаях прибор несет дисциплинирующую функцию. С помощью показателей в кабине можно намекнуть недобросовестному водителю, что слив будет зафиксирован индикатором уровня топлива и приведет к наказанию.

Изгиб ДУТа

Если бензобак имеет сложную форму, то может потребоваться специальный ДУТ с возможностью изгиба измерительной части. Такие модели допускают однократное сгибание под углом до 70° без снижения срока службы прибора.

CAN-подобная шина S6

Использование CAN-подобной шины продвигается на рынке ДУТ в качестве создания универсального интерфейса для подключения различных приборов в автомобилях. Такие устройства с измерителем уровня топлива передают информацию по CAN-шине и дают большое преимущество в виде возможности совмещения нескольких датчиков.

Взрывозащищенное исполнение

ДУТы во взрывозащитном исполнении имеют особую конструкцию, которая обеспечивает повышенную безопасность. Они используются на бензовозах и прочей технике, перевозящей опасные грузы, где законодательно допускается установить только такой топливный датчик.

Встроенный GPS-трекер в ДУТ

Если автомобилю не требуется полноценная система GPS-мониторинга, но отслеживать местоположение нужно, то ДУТ с GPS-трекером станет оптимальным вариантом. Он помогает контролировать расход топлива и видеть нахождение машины, не приобретая дополнительных дорогостоящих устройств и экономя пространство.

Калибровка

При установке и обрезке емкостного измерителя уровня топлива потребуется произвести его калибровку. Для этого нужно задать новые параметры с указанием минимального и максимального объема горючего. Сделать это можно, просто замерив уровень топлива в пустом и наполненном баке.

Процесс калибровки:

Подключить ДУТ к компьютеру, предварительно перевернув его измерителем вверх.
Заполнить пространство между трубок используемым горючим.
Когда показатели в ПО на компьютере зафиксируются, отметить их полным баком.
Слить топливо из датчика, дождаться стабилизации в ПО и отметить пустой бак.

Также выполнить процедуру можно с помощью резервуара, но этот способ будет намного сложнее и потребует больше времени. Поэтому проще воспользоваться подручными средствами из инструкции выше.

Как выбрать датчик

Выбирая ДУТ, следует сразу определиться, какого типа он будет. Ситуации, когда есть смысл ставить поплавковую модель, встречаются редко. Как правило, выбор стоит между ультразвуковым датчиком уровня топлива и емкостным. Большой разницы между ними нет, поэтому вопрос скорее индивидуальный.

Что учесть при выборе ДУТа:

Тип выходного сигнала. Рекомендуется отдавать предпочтение цифровым устройствам, работающим по стандарту RS-485.
Длина измерителя в емкостном ДУТе. Если прибор будет иметь слишком короткие трубки, то минимальный уровень топлива будет отображаться некорректно.
Дополнительные функции. Необходимость присутствия функций, расширяющих возможности устройства, определяется индивидуально.
Усиленная защита питания и гальваническая развязка. Такие параметры помогают сохранить работоспособность устройства после скачка напряжения.
Материал корпуса. Металлические приборы более устойчивы к ударам и обеспечивают защиту от электромагнитного влияния извне.

Также немаловажно обратить внимание на комплектацию прибора и производителя. В коробке должны присутствовать крепежи, прокладки и пломба. Предпочтительно выбирать модели от Bosch, Omnicomm, VDO или Italon. Особенно в тех случаях, когда приобретается электронный ДУТ с дополнительными функциями. Если есть необходимость сэкономить, то можно рассмотреть варианты от AEB, Febi и JP Group.

Замена устройства

Если потребуется установить новый датчик топлива, заменив старый, то ехать в сервисный центр нет необходимости – процедуру можно выполнить самостоятельно. Нужно лишь иметь под рукой все инструменты.

Как заменить ДУТ:

Если автомобиль бензиновый, в самом начале нужно отключить отрицательную клемму аккумулятора.
Снять облицовку багажного отсека и демонтировать задние сиденья, чтобы обеспечить доступ к датчику.
Убрать защитную пластину, скрутив саморезы, и тщательно протереть поверхность, удалив грязь вокруг датчика.
Отключить все подведенные электроцепи, предварительно оставив на каждой маркировку, чтобы исключить ошибки в дальнейшем.
Скрутить винты, фиксирующие ДУТ, и аккуратно отсоединить устройство. Если измеритель установлен в топливном насосе, то может потребоваться разобрать и его.
Произвести тщательную чистку от грязи и клея на месте, где будет установлено новое устройство, обеспечив хорошую герметичность.
Устанавливая датчик, важно точно совместить его с прокладкой и, если есть необходимость, аккуратно обработать уплотнитель клеем.
Выполнить все действия в обратной последовательности, за исключением установки облицовки и задних сидений.

Когда подключение будет выполнено, следует произвести диагностику. Сначала требуется залить полный бак и убедиться, что стрелка показала увеличение объема топлива. Затем нужно проехать не менее 30 километров и проверить, нет ли утечек и запаха горючего. Если все в порядке, то останется вернуть на место сиденья и облицовку.

Большинство действий с датчиком можно произвести самостоятельно. Однако не стоит разбирать устройство и производить его ремонт, если нет опыта работы с аналогичными приборами. Лучше обратиться в сервис и получить квалифицированную помощь.

Ремонт своими руками

Если датчик оборудован пористым компонентом, то для его смены имеется несколько вариантов:

Можно демонтировать его из гнезда фиксатора и установить новый, закрепив его.
Либо произвести замену самого поплавка вместе со штангой.

Второй вариант более предпочтительный, поскольку прост в реализации. При загрязнении поверхности полосы на шкале реостата производится очистка элемента.

Процедура очистки выполняется исключительно ватой либо мягкой тканью, заранее обработанной спиртом. Использование жестких материй или других изделий не допускается. Это приведет к повреждению рабочего слоя шкалы, он достаточно тонкий, поэтому можно спровоцировать поломку реостата. Ремонту элемент не подлежит, придется его менять.

Если от контроллера оторвались контакты электроцепи, их надо аккуратно припаять обратно либо соединить в месте повреждения. Пластины, обладающие механическими повреждениями (трещины, излом), ремонту не подлежат, только меняются. Если датчик выдает некорректные показания, то исправить проблему можно путем регулировки угла на так называемой штанге. Этот элемент предназначен для фиксации поплавка. Чтобы получить точные показания, угол выгибается в разные стороны.