Меню

Как сделать счетчик расхода топлива



Датчик расхода топлива автомобиля

Проблема увеличенного расхода топлива и связанных с этих затрат волнует не только владельцев личного автомобиля, но и владельцев автопарков. И если в первом случае увеличенное потребление связано с работой конкретного ДВС, то для автокомпаний проблема в другом — воровство горючего или слив.

Используя современные контактные и спутниковые системы мониторинга, операторы могут на расстоянии осуществлять контроль за расходом ГСМ. Одним из продуктивных механических контроллеров остаются датчики расхода топлива, которые устанавливаются на топливную магистраль и, в зависимости от конструкции, могут передавать информацию в режиме реального времени через систему спутниковой навигации.

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.

Принцип работы

Принцип работы как двухкамерного, так и однопоточного датчика одинаков. Цифровая плата, расположенная в корпусе устройства, формирует сигнал о количестве проходящего топлива. Информация передается напрямую бортовому контроллеру через выход интерфейса, где сохраняется или автоматически передается через КАН-шину оператору.

Монтаж ДРТ технически возможен не на все топливные системы. Для американских авто устанавливают только однопоточный расходомер, и отслеживают количество бензина без учета количества обратки. Это происходит потому, что устройство обратного клапана не сможет высчитать количество топлива в чистом виде, а считает пену или воздушно-пенную смесь, поэтому показания имеют большой процент погрешности — до 10 %.

Место установки

Расходомеры изготавливаются с учетом используемого топлива, класса авто. В паспорте на устройство всегда указывается, для каких двигателей предназначен тот или иной датчик, варианты подключения и настройки. Настройку расходомера проводят мастера сервисного центра, не рекомендуется устанавливать это средство измерения самостоятельно, поскольку потребуется врезка в топливную магистраль.

Не рекомендуется использовать схему подключения однопоточного ДРТ с вариантом «закольцовывания» обратки, когда неиспользованный бензин или дизель не возвращается в топливный бак, а поступает в топливную магистраль после датчика. Это приведет к тому, что при минус 5 топливо в баке не будет прогреваться (прогрев осуществляется за счет подачи горячего бензина или дизеля от мотора в бак), и будет большая вероятность заглохнуть на морозе.

Расходомер устанавливается на необходимом участке топливного шланга и дополнительно крепится через кронштейн к кузову. Некоторые модели расходомера не имеют кронштейна. Зажим топливного шланга на штуцерах прибора проходит через металлический хомут. Герметичность стыков обеспечивают внутренняя прокладка или сальник.

Особенности для бензиновых и дизельных авто

Для дизельных и бензиновых моторов используются одинаковые ДРТ. Установка прибора на бензиновые ДВС считается нерентабельной, поскольку бензин быстро разъедает внутренний механизм контроллера и быстро его изнашивает. Альтернативой для бензинового ДВС может стать бесконтактный датчик или система контроля с КАН-шиной.

Проход дизеля через датчик, наоборот способствует смазке движущихся частей устройства, что повышает его срок эксплуатации. Снизить работоспособность может некачественная солярка с большим содержанием парафинов и присадок. Внутренние элементы конструкции засоряются, возникает некорректная передача сигнала. На дизельных топливных магистралях ДРТ систематически снимают и чистят.

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.

Альтернативные способы контроля расхода топлива

Для владельцев личных авто идеальным вариантом отслеживать расход топлива считаются правильная настройка датчика уровня топлива и корректное отображение величины на указателе расхода.

Вторым вариантом узнать настоящий расход остается использование штатного датчика через КАН-шину. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки.

Контроль расхода топлива через КАН-шину

CAN (Controller Area Network) — это интерфейс, который отслеживает все показания блоков, электронных систем и датчиков в авто, распределяет, передает, обрабатывает информацию для корректной работы узлов и агрегатов. Для отслеживания расхода горючего в КАН-интерфейсе используется штатный датчик уровня, установленный в баке.

Чтобы получить информацию с КАН-шины необходимо подключить систему мониторинга к CAN-интерфейсу. Лучшим вариантом считается бесконтактная передача данных, когда к шине подключаются бесконтактные считывали расхода. Для этого используется адаптер CAN-LOG, с помощью которого проводится передача информации с КАН-шины авто на систему мониторинга.

Бесконтактная схема не требует установки дополнительного оборудования в электросистему авто, не нарушает целостность проводки.

Датчик уровня топлива

Проверить расход бензина или дизеля можно используя штатный емкостный датчик уровня топлива. ДУТ может контролировать и передавать данные о динамическом потреблении горючего во время движения, количестве заправок и сливов с топливного бака.

Подключается расходомер к устройству на панели приборов через аналоговый или цифровой разъем. На приборной доске располагается устройство, на шкале (цифровой или стрелочной) отображается реальный объем топлива.

Читайте также:  Счетчики электроэнергии причины установки

Корректно настроенный датчик уровня имеет максимальную погрешность 3 %. Параметр зависит от правильной работы поплавка и от тарировки топливного бака. Чтобы получить максимально точную информацию, в бак устанавливают несколько приборов.

Датчики расхода топлива позволяют снизить затраты на ГСМ на 30 % за счет несанкционированных сливов. Приборы окупаются в течение 2–3 месяцев, что для владельцев автопарка достаточно выгодно. Устанавливать ли ДРТ на собственный автомобиль, каждый водитель будет решать сам. Правильно отрегулированный датчик уровня способен вывести на приборную панель всю необходимую информацию без использования дополнительного оборудования.

Видео по теме

Источник

Электроника для всех

Блог о электронике

Простейший индикатор расхода топлива на инжекторный двигатель

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.
Из-за больших размеров дисплея кнопки сбоку не поместились, пришлось высверливать 2 отверстия в подиуме, но это никак не повлияло на внешний вид а пользоваться стало удобнее. Вот фото нового индикатора

Устройство показывает (повторюсь)

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

Схема
Ничего 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…

Конструкция
Все 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.

Схема и разводка также выложены в архиве в форматах Splan и SprintLayout соответственно:
schem.rar

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

Исходники достаточно подробно прокомментированы, так, что думаю не составит труда разобраться и при необходимости подправить ко-что «под себя». Например, изменить или вообще отключить заставку-анимацию при включении — сейчас пишет «Mitsubishi LANCER IX».

Сама прошивка (hex) и исходники.
Firmware.rar

Доп. информация по компилятору
Программа написана на PicBasic Pro, v2.5b (обязательно пропатчить до 2.5b, версия 2.5 насколько я понял некорректно отрабатывает OneWare команды, я намучился с температурными датчиками пока не поставил соотв. патч)
Сайт PicBasic
Надо скачать также Microcode Studio, чтобы не заморачиваться с командной строкой
Сергей — SSh

142 thoughts on “Простейший индикатор расхода топлива на инжекторный двигатель”

Имею такой же агрегат 🙂 Так же сетую на отсутствие расходомера.
Реализовано в устройстве затемнение подсветки при включении ближнего света/габаритов, ибо даже на фотке видно, что второй экран довольно ярок?
Где можно узнать про первую версию устройства? Я весной собираюсь менять машину, мне бы не хотелось что-то в ней сверлить?
И по поводу съема сигнала о расходе, разве там не K-line протокол?

Читайте также:  Как расчитать оплату по показаниям счетчика

Да, конечно. Узел на реле как раз этим и занимается.
Если же ничего сверлить не хочется, то надо или поставить кнопки в другое место или применить экранчик поуже, так, чтобы кнопки поместились справа от него, как 1-м на фото.
Насчет К-линии — конечно можно, тем более протокол обмена известен. Но ради такого простого дела занимать К думаю не стоит…
А в первой версии были излишества (например отдельный стабилизатор для часов) и, признаюсь, некоторые неточности в прошивке — я всю инфу по ним давно стер…

так получается по K-Line поступают данные на мк?

Нет, как раз так не получается… Написано, что при желании данные можно снимать и с К-line, но в данном случае информация о расходе берется непосредственно с инжектора.

ХА! Уже пару лет обдумывал такую девайсину! И вот те на! 🙂

Есть вопросы.
Будет ли работать ЛЦД-экранчик зимой в морозы?
По опыту, во все уличные устройства с такими экранами ставятся обогреватели (парковочные автоматы, например), ибо жидкие кристалы тупо замерзают 🙂 А при наших зимах… А в салоне машины в морозы тоже будет минус.

Не мог бы автор в 2х словах описать принцип измерения расхода?
Что мы считаем? Частоту следования импульсов? Как узнать расход в цифрах, допустим «6.52 литра»? Можно, конечно, разбираться с программой, но если автору не сложно…

Из предложения «Сигнал с ЭБУ (Fuel) — один из тех, что идут на инжектор, можно использовать любой.» можно сделать вывод, что сигналы идут на форсунки, а любой — это один из четырех. Если так, то расход топлива можно измерить в литрах в единицу времени, а не на 100 километров, как принято, так как прибор не имеет данных о скорости.

Если интересно, можно взглянуть http://eldigi.ru/site/avto/1.php (нашел в гугле). Снимается сигнал с форсунок и датчика скорости. Отдельно рассмотрен вопрос калибровки прибора под форсунки.

Насчет морозов — Вы правы, поэтому-то и рекомендовано использование ЖК с расширенным температурным диапазоном, они до -30 работают. Кстати, в пробной версии у меня некоторое время стоял обычный индикатор, он действительно замерзал, но после включения через некоторое время «отходил». Лучше конечно туда OLED вставить, как только достану подходящий — переделаю под него.
Сейчас у меня почти готов индикатор на светодиодах, но шкала маловата — всего 12 градаций — этот минусовых температур не боится.

Принцип измерения расхода довольно прост — форсунки имеют так называемую производительность, и т.к. давление в топливной магистрали постоянное, то кол-во топлива, проходящее через форсунку определяется временем открытия последней. Т.е. измеряя длительность (не частоту!) импульсов и умножая её на производительность получаем расход. Если же еще снять сигнал с датчика скорости, то путем несложный вычислений можно получить и расход на 100 км.
В первой версии эта возможность была, потом, как я уже писал, изъял за ненадобностью. Если же привязывать не к пройденному пути а ко времени, то информация о скорости не нужна, надо просто выкинуть подпрограмму прогрессбара и вместо неё выводить цифры. Но, по-моему, прогрессбар и легче для восприятия и не отвлекает во время движения в отличии от прыгающих на экране цифр…

Спасибо за ответ!
Теперь всё примерно ясно! Бум копать информацию.

Я юзал недорогой (

10 баксов новый) экранчик от Нокия 5110 = вполне достойно смотриться в плане отображения информации. Правда, он тоже ЖК. Рабочая температура до -10 цельсия. Маловато-с….

Смотрю OLED модули на ebay.com — совсем недорогие.

То есть фактически, помимо часов и термометра, этот девайс являет собой не расходомер, а «экономайзер» ? На ВАЗ2107 такое явление штатно присутсвовало.
Мне всегда было интересно, зачем такие устройства нужны, не поясните практическую пользу?

Вот зачем нужен расходомер (который л/100км показывает), я
более-менее представляю — мериться его показаниями на форумах и
сравнивать с паспортными данными на автомобиль. А экономайзер зачем?

Но вообще интересная штучка, конечно. Программный функционал бы я к ней другой приделал, а железка сама по себе хорошая.

А я, например, совсем противоположного мнения )) Мне наоборот, не нужны показания в цифрах типа Х литров на Y километров, тем более, что бегающие перед глазами цифры будут отвлекать. А экономайзер для того и предназначен — для экономичной езды. Я как раз на себе и почуствовал разницу в расходе до и после установки пробора. Сейчас он мне как-бы и не очень нужен, но именно благодаря ему выработался стиль езды при котором расход топлива значительно снизился. Насчет функционала — пожалуйста, что угодно, было-бы интересно посмотреть.

вы не путайте, экономайзер и эконометр. Экономайзер — это исполнительное устройство (например, экономайзер принудительного холостого хода, как в зубилах карбовых был, или экономайзер вакуумный коррекции угла зажигания на трамблере в карбовых старых машинах). Эконометр — это тот прибор который ставили в ранние зубилы (с низкой торпедой) и вроде в жигули семерки. Он показывал просто разрежение во впускном коллекторе. Пользы от него — ноль, одни понты. То что сделал автор статьи похоже на это, не хочу обидеть конечно, но все же если прицепится еще к ножке ЭБУ датчика скорости и учесть скорость, то ценность прибора вырастет в разы. Ибо сейчас он показывает грубо говоря просто несколько заторможеное положение педали газа. Если точнее то просто считается время открытия форсунки.
Ssh проделал полезную работу, не стоит воспринимать мое ИМХО близко к сердцу, но все же л/100 полезен, и особенно если его отображать в таком виде как у автора (прогресс баром)
Почему данная схема может быть ошибочной — пример: Едем на 3й передаче, обороты скажем 4 тыс. в мин. расход показывает скажем по прогресс бару 50%. Переходим на 4ю, едем на тех же оборотах, расход показывает тот же, но скорость наша НАМНОГО выше, т.е. мы едем НАМНОГО БОЛЕЕ экономично , но прибор этого знать не может, не имея данных о скорости! Это касается низких скоростей, так как на трассе иногда на 4й передаче кушает меньше чем на 5й, очень зависит от условий. таких примеров можно море привести.

Читайте также:  До какого числа установка газовых счетчиков

СОгласен… но не совсем 🙂
В любом случае кол-во потребляемого топлива для конкретного автомобиля однозначно определяется временем открытия форсунки, так? Вот это количество мне и надо было контроллировать. А практическая польза — я уже писал — после установки уменьшился расход — это факт!

Насчет остального (эмоции и т.д.) наоборот — я с интересом слежу за всеми комментами и благодарен за любые замечания, предложения, критику и т.д.

в том то и дело что не однозначно. при большем времени открытия форсунок может быть меньший расоход относительно пути, я пример приводил. Расход уменьшился потому что все-таки как то оно показывает, так же как несколько уменьшался расход у тех кто пользовался эконометром на зубилах. Но больше данная фича учит «не газовать лишний раз» , отсюда в осноновном уменьшение расхода. Если сделать что бы прогресс бар показывал расход относительно пути — уверен, расход еще уменьшится и значительно.

varan, позволь тебя поправить. На четвертой передачи прибор автора будет показывать больший расход при одинаковых оборотах.
Естесственно, если привязаться к скорости, то все встанет на свои места.

В любом случае будет показывать такой расход какой есть на самом деле вне зависимости от оборотов, скорости и т.д. Именно такая цель и ставилась при разработке.

Вы путаете содержимое информации и ее представление. Согласен что прогрессбар удобнее для восприятия (спидометр, я считаю, тоже прогрессбар), чем циферки. Вопрос в том, что сейчас отображается расход по времени, а хочется видеть литры на километры. А как видеть — цифрами или столбиком — кому как нравится.

Так я же и говорю — мне не хочется литры на километры, была у меня предусмотрена и такая функция — за год ни разу не воспользовался…
Я-то этот прибор делал не для продажи а лично для себя и под свои запросы. Вон на некоторых автомобилях вообще в стоке стоят «обратные» расходомеры, показывают не л/км а км/л

то на американских, так называемый MPG (милес пер галлон) совершенно дебильная единица измерения, полезность которой крайне сомнительна.
Ну скажите, если я хочу поехать в крым, и туда от меня 500 км, и я хочу рассчитать сколько бензина мне нужно, я беру эти 5 сотен км и умножаю на расход на сто, потом умножаю на два, потом умножаю на цену бензина и знаю сколько мне нужно бензина на поездку в крым! а если расход паспортный в мпг, то как мне блин считать? это мне нужно делить 500 км на 1.6, потом то что получится делить на паспортный мпг, потом это умножать на 4.33 или сколько там в галлоне? потом на два, потом на цену на бенз. ужас

И я не говорю о том что ту фичу юзать что была (я так понял цифрами у тебя отображалось л/сто), а говорю о том что было бы неплохо прогресс бар рисовать учитывая сигнал с датчика скорости. А там гляди уже и до продажи недалеко 🙂 ну разве плохо будет немножко заработать, так сказать окупить праведный умственный труд?

🙂 Точно так…
Насчет информации о скорости конечно можно подумать… но в след. релизе (если будет). Насчет коммерции — вряд-ли, есть еще парочка интересных (на мой взгляд конечно) девайсов — их тоже выложил в паблик на Амадеусе…

«Принцип измерения расхода довольно прост — форсунки имеют так называемую производительность, и т.к. давление в топливной магистрали постоянное, то кол-во топлива, проходящее через форсунку определяется временем открытия последней. Т.е. измеряя длительность (не частоту!) импульсов и умножая её на производительность получаем расход.»
Неверное допущение о том, что давление топлива в рейке постоянное. В разных режимах работы двигателя ЭБУ выставляет давление в рейке соответствующее режиму, разница между минимальным и максимальным давлением обычно около 30%, может быть и больше. Соответственно в какие-то моменты прогресс бар короче на треть и не даёт нужного представления о реальном расходе топлива.
Вообще простейшие экономайзеры в качестве параметра берут разрежение воздуха во впускном коллекторе и при помощи простейшего датчика (есть контакт/нет контакта) преобразуют в простейший электрический сигнал, который зажигает светодиоды. Думаю если подобрать чуть более навороченый датчик разрежения, то можно снять сигнал, который будет показывать расход на прогрес-баре, а не просто 0/1, и эта информация будет гораздо более правдоподобной.

Насчет подсветки разобрался.

А плату девайса надо защитить от пыли и влаги, а то со временем начнутся проблемы.

В принципе Вы правы, но думаю пока это время придет — не раз переделаю индикатор ))
Сейчас уже есть желание в очередной раз сменить дисплей, дело в том, что этот на солнце как-бы «выцвел». Если достану OLED — поставлю его, а нет — постараюсь подобрать что-нибуть посимпатичнее синего или красного свечения. Янтарные у меня есть — но что-то не нравятся…
Еще есть мысль — приспособить дисплей от мобильника, но эту возможность пока не изучал — именно в части температурного диапазона, а то например от S65 смотрелся бы весьма неплохо..

Олед рулит, не требует подсветки и глазу приятен.

Источник

Adblock
detector