PZM – Motoryzacja

Pomiar poziomu oleju

Wobec oczywistych niedogodności związanych z pomiarem poziomu oleju w misce olejowej za pomocą pręta pomiarowego kilka firm opracowało proste czujniki minimalnego poziomu oleju. Umieszczony na pływaku 1 pierścień stykowy 2 zwiera styki 3, gdy poziom oleju opadnie do minimum. Czujnik ten nadaje się tylko do cieczy nie przewodzących. Rysunek 11.49b przedstawia uniwersalny czujnik kontaktronowy. Składa się on z dwóch części: – magnesu ferrytowego 5 umieszczonego na odpowiednio prowadzonym pływaku, – . kontaktronu 4 umieszczonego w miejscu odpowiadającym minimalnemu poziomowi. W chwili gdy magnes znajduje się obok środka kontaktronu, nastąpi zamknięcie lub rozwarcie obwodu prądu (zależy to od typu kontaktronu) i włączenie urządzenia sygnalizującego ubytek cieczy. Czujnik termistorowy połączony szeregowo z lampką kontrolną nadaje się również tylko do cieczy nie przewodzących. Termistor jest umieszczony w rurce mosiężnej 6 z otworkami. Oznacza to, że poziom oleju jest zbyt niski i rezystor pomiarowy nie jest chłodzony przez olej.

Termistor

Ciecz otaczająca termistor chłodzi go i tym samym jego rezystancja jest w przybliżeniu stała. Gdy poziom cieczy opadnie poniżej termistora, to pod wpływem nagrzewania spowodowanego przepływem prądu, jego rezystancja zmaleje – prąd wzrośnie jeszcze bardziej i zaświeci się lampka sygnalizacyjna. Opisane powyżej czujniki wymagają wprowadzenia określonych zmian w konstrukcji zbiornika. Jako wyposażenie dodatkowe firma VDO opracowała czujnik elektrotermiczny montowany w otworze prętowego wskaźnika poziomu oleju. Drucik pomiarowy zamocowano na izolatorach wewnątrz rurki, w zakresie minimalnego poziomu oleju. W momencie włączenia zapłonu układ czasowy przepuszcza przez rezystor pomiarowy Rm impuls prądu o stałym natężeniu trwającym 1,5 s. Przepływ prądu powoduje wzrost temperatury, a tym samym zwiększenie rezystancji Rm. Układ pomiarowy mierzy i zapamiętuje spadek napięcia na rezystancji Rm w chwili t = 0 i po zakończeniu impulsu prądowego – t = 1,5 s. Układ progowy porównuje różnicę zmierzonych wartości i zapala lampkę kontrolną przy wzroście różnicy AU powyżej wartości progowej.

Działanie

Napięcie mierzone Um i kompensujące Uk są odejmowane we wzmacniaczu operacyjnym. Drut pomiarowy powinien być osłonięty przed bryzgami paliwa. Korekcję liniowości wskaźnika wykonuje się zmieniając długość drutu oporowego zanurzonego w poszczególnych strefach zbiornika. Cienkowarstwowe foliowe czujniki elektrotermiczne produkowane są na automatycznych liniach produkcyjnych. Wynikająca z zasady działania duża swoboda w doborze ilości wartości rezystorów umożliwia łatwą linearyzację wskazań nawet dla bardzo skomplikowanych kształtów zbiornika paliwa oraz współpracę z układami cyfrowymi. Dokładność pomiaru zwłaszcza w zakresie małych ilości paliwa jest znacznie większa niż w przypadku innych typów czujników – ważne przy współpracy z kalkulatorem pokładowym obliczającym przewidywany zasięg do wyczerpania zapasu paliwa. Czujniki elektrotermiczne nadają się również do pomiaru poziomu innych cieczy eksploatacyjnych. Temperatura otoczenia nie wpływa na wynik pomiaru. Po włączeniu stacyjki lampka kontrolna świeci przez 1,5 s, po czym gaśnie, gdy poziom oleju jest wyższy od minimalnego.

Pomiar poziomu cieczy eksploatacyjnych

We współczesnych samochodach jest to miernik poziomu paliwa (który zawsze tak martwi kierowców gdy jego wskazówka zbliża się do dolnej krawędzi). Poziom innych cieczy eksploatacyjnych: cieczy chłodzącej, płynu hamulcowego, elektrolitu w akumulatorze, wody w zbiorniczku wtryskiwacza oraz olejów smarujących kontroluje się wizualnie, np. za pomocą marki prętowej (olej silnikowy) lub otworów pomocniczych (skrzynia przekładniowa i mechanizm różnicowy). Kontrola poziomu tych cieczy jest kłopotliwa (zły dostęp, brak oświetlenia, konieczność zabrudzenia rąk), toteż kierowcy wykonują ją niechętnie lub wcale. Wyciek płynu może zdarzyć się w czasie jazdy, co może być przyczyną zatarcia silnika (wyciek oleju silnikowego) lub nawet wypadku (wyciek płynu hamulcowego). Wszystkie wymienione pomiary można w prosty sposób wykonać metodami elektrycznymi, przy czym stopień skomplikowania układu zależy w dużej mierze od typu czujnika (czujniki pomiarowe i sygnalizacyjne) oraz od rodzaju cieczy (przewodzące lub nieprzewodzące).

Pomiar ilości paliwa

W klasycznych układach do pomiaru poziomu paliwa stosuje się najczęściej czujnik potencjometryczny, którego rezystancja wyjściowa zależy od położenia suwaka sprzężonego z pływakiem umieszczonym w zbiorniku paliwa. Wadą tego typu czujnika jest wrażliwość na przypadkowe zmiany poziomu spowodowane ruchami paliwa w zbiorniku. Wady tej są pozbawione czujniki rezystancyjne. Czujnik rezystancyjny, który, podobnie jak czujnik potencjometryczny, nadaje się tylko do cieczy nieprzewodzących. W wersji opracowanej przez VDO składa się z zanurzonej w benzynie rury, w której na prowadnicy porusza się pływak. Czujniki typu pływakowego można stosować tylko w zbiornikach paliwa o prostych formach geometrycznych. Kształty współczesnych bezpiecznych zbiorników montowanych w strefie najmniejszych odkształceń pojazdu mogą być bardzo skomplikowane. Stosuje się wtedy czujniki pojemnościowe w wykonaniu elastycznym lub elektrotermiczne. Wielkością sterującą układ elektroniczny jest zmiana pojemności czujnika spowodowana zmianą poziomu paliwa.