Как работает и как подключить датчик уровня газа ГБО?

Применение газа как автомобильного топлива дает рад преимуществ, среди которых:

• прямое сокращение эксплуатационных расходов, что определяет меньшая стоимость газа;
• заметное уменьшение износа двигателя за счет большей детанационной стойкости газа;
• снижение экологической нагрузки сокращением выбросов вредных продуктов сгорания.

Недостатки газовых двигателей (сложность запуска, снижение мощности, риски взрыва, сокращение объема багажника из-за установки баллона для хранения запаса сжиженного газа) при современном уровне техники не имеют существенного значения. При таких условиях быстро увеличивается количество сторонников установки газобаллонного оборудования, которое по принципу дозировки газовой смеси делят на шесть поколений. Наибольшее распространение имеет техника 2 — 4 поколений, применение эффективных электронных датчиков 5-го и 6-го поколений пока сдерживает их стоимость.

Одна из проблем при оснащении автомобиля газовым оборудованием — контроль уровня топлива в баллоне. Баллоны комплектуют штатными манометрами датчика давления газа. Однако удобство эксплуатации транспортного средства диктует необходимость переноса индикатора в салон автомобиля.

Содержание

1. Устройство и принцип работы
2. Конструктивные особенности датчика
3. Особенности газового индикатора и выбор места установки
4. Различия датчиков уровня газа
5. Разновидности салонных индикаторов
6. Установка и подключение датчика
7. На ГБО 2 поколения
8. НА ГБО 3 поколения
9. На ГБО 4 поколения
10. Калибровка
11. Видео в развитие темы

Устройство и принцип работы

Конструктивные особенности датчика

При применении газобаллонного оборудования необходимо подобрать датчик.

В основу устройства контроля количества газового топлива положен датчик уровня газа. Чувствительный элемент этого устройства монтируют на мультиклапане газового баллона, а показания воспроизводит обычный или многоцветный светодиодный индикатор. Ряд старших моделей этих устройств обеспечивают более точную стрелочную индикацию или используют цифровой индикатор уровня.

Схожесть принципов функционирования этих устройств с обычным указателем уровня топлива позволяет скомбинировать их, а вид показаний выбирают переключателем.

Особенности газового индикатора и выбор места установки

Бензиновый и газовый индикаторы демонстрируют значимые различия:

• для наиболее распространенных аналоговых устройств полный бак топлива традиционно соответствует правому положению стрелки, тогда как для газа картина оказывается прямо противоположной;
• диапазон изменение сопротивления газового датчика соответствует примерно половине от аналогичного для бензинового.

При совмещении показаний уровня газа и бензина  топливных баков возможную путаницу с одновременным усилением наглядности показаний устраняют модернизацией комбинации приборов. Для этого шкалу топливного указателя  штатного прибора дополняют голубым сектором так, чтобы он закрывал только половину ее диапазона. Пример доработки показан на рисунке 1.

Во втором случае за показания уровня газа выводят отвечает отдельное устройство, которое врезают в переднюю панель в любом удобном месте.

Электрическую схему соединения отдельных блоков подобного комбинированного прибора показывает рисунок 2.

Различия датчиков уровня газа

В основу устройства резистивного или электромеханического типа положен магнит, который жестко зафиксирован на оси поплавка мультиклапана и поворачивается вместе с ним. Применение такой схемы разрывает прямую механическую связь с газовой смесью, что положительно сказывается на эксплуатационной надежности устройства. Поворотный магнит взаимодействует с секторным реостатом, т.е. по мере изменения уровня газа происходит изменение сопротивления цепи.

Резистивные приборы, которые устанавливают на мультиклапан, конструктивно выполняют по двух- и трехконтактной схемам, что меняет организацию соединительной проводки.

Кроме резистивных датчиков доступны устройства, реализующие иные принципы работы. Так бесконтактный ультразвуковой датчик уровня функционирует по принципу звуковой локации. Фактически он замеряет линейную величину, которую затем пересчитывают в объемные единицы. Увеличение точности работы устройства достигнуто тем, что:

• применяют акустические колебания ультразвукового диапазона;
• баллоны располагают горизонтально;
• используют только те датчики, которые предназначены для конкретного типа газобаллонного оборудования.

Принцип ультразвуковой локации реализует популярный датчик gaslevel.

Производитель обычно рекомендует датчики для работы с конкретным типом газобаллонного оборудования. Для удобства монтажа комплект поставки, как правило, дополнен крепежом.

Разновидности салонных индикаторов

Используется несколько вариантов индикаторов датчиков измерения уровня газа, исполнение которых демонстрирует рисунок 3.

Они делятся на:

• светодиодные столбчатые;
• аналоговые стрелочные;
• цифровые.

Простейшие столбчатые устройства содержат несколько светодиодов. Как минимум их четыре: три зеленых и один красный. Зеленые индикаторы отмечают высокий, средний и низкий уровень газа. Включение красного диода происходит, если остаток газа составляет 10 %.

Стрелочные и цифровые устройства отличаются только видом исполнения шкалы. Так называемые метановые манометры содержат встроенную микросхему, отдающую цифровой сигнал в нужном формате.

Установка и подключение датчика

Установка устройства не представляет больших проблем, так как производитель предлагает его комплект. Заводская комплектация включает по меньшей мере:

• сам датчик с чувствительным элементом и индикатором;
• соединительный кабель, длина которого достаточна для выноса индикатора в салон автомобиля и его установку в приборной панели или же непосредственно рядом с ней.

Комплект поставки дополняют инструкцией, которая позволяет выполнить монтаж самостоятельно без специальных знаний при наличии минимальных слесарных навыков.

На ГБО 2 поколения

Устройства для газобаллонного оборудования второго поколения ГБО-2 оптимизированы под пропан-бутановые смеси. Наибольшее практическое распространение получили WPG-4, Apache, АЕВ.

Для измерения уровня популярным датчиком WPG-4 его чувствительный элемент устанавливают на мультиклапан. Исполнение этого датчика показывает рисунок 4. Монтаж выполняют строго по инструкции, обязательно контролируют герметичность соединений. Далее соединяют провода с индикатором в салоне автомобиля.

Резистивные устройства второго поколения допускают модернизацию, цель которой —  расширить диапазон изменения тока так, чтобы полное перемещение стрелки индикатора при измерениях уровня топлива и газа совпадало. Эта процедура сводится к изменению сопротивления штатных резисторов, требует разборки и некоторой модернизации печатной платы. Корректно выполнить ее можно только тогда, когда автолюбитель имеет навыки монтажа электронных схем.

НА ГБО 3 поколения

Оборудование ГБО третьего поколения отличаются от второго тем, что часть управляющих функций выполняет электроника. По части механических подключений эти устройства идентичны. Данная особенность отражена в Европе: техника, относимая в России к третьему поколению, считается там одной из разновидностей второго.

Наиболее серьезные отличия заключаются в применении шагового электродвигателя, управляющего дозатором рабочей смеси.

При установке оборудования 3-го поколения необходимо внести определенные изменения электрической схемы подключения. Их суть состоит в вводе в контроллер ряда сигналов, снимаемого с работающего двигателя. Для этого:

• данные по качественному составу смеси управляющая электроника берет от лямбда-зонда;
• информация для определения количества подготавливаемой рабочей смеси снимается из положения дроссельной заслонки;
• дополнительно в электронику датчика поступают данные от датчика температуры и частоты вращения вала.

Всю собранные сигналы обрабатывает контроллер, который при дозировании рабочей смеси учитывает также настройку мультиклапана.

Электроника позволяет выполнить аварийный запуск двигателя только газом. Этот режим задают вручную.

Выполнение необходимых подключений зависит от модели датчика, их следует осуществлять по инструкции.

На ГБО 4 поколения

Система ГБО 4 и ее вариант ГБО 4+ отличается увеличением точности работы за счет изменения управляющих алгоритмов и более полного сбора данных о текущем режиме работы.

Для монтажа этой системы необходимо установить датчик на баллонный мультиклапан. Конструкция датчика такова, что его подключение не вызывает серьезных проблем. Пример ее реализации демонстрирует рисунок 5.

Устройство могут комплектовать штатным стрелочным индикатором, который представляет собой самостоятельный прибор.

Для увеличения удобства эксплуатации сигналы, снимаемые с датчика системы гбо, по проводам штатного контрольного кабеля выводят на салонный индикатор.

Подключение выполняют строго по инструкции производителя. Существенные особенности от предыдущих случаев отсутствуют.

Калибровка

Калибровку датчиков с электронной схемой управления осуществляют подключением их контроллера к управляющему компьютеру с последующим занесением необходимых констант во внутреннюю память последнего (программирование). При калибровке настраивают показания индикатора так, чтобы их максимум соответствовал полному баку.

Калибровку устройств столбчатого типа часто дополняют настройкой уровня включения красного светодиода. Контроллер программируют так, чтобы его срабатывание сопровождалось автоматическим переходом на питание двигателя бензином.  Последнее сделано из соображений обеспечения его устойчивой работы и защиты от внезапных «провалов».

Настройка датчика резистивного типа при его модернизации дополняется подбором сопротивлений для «растягивания» показаний по всей штатной шкале.

Видео в развитие темы