Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Większość kierowców wciąż pamięta czasy, kiedy przed każdą podróżą musieli opuszczać metalowy bagnet do zbiornika, aby sprawdzić poziom oleju. Ale to zadanie straciło na aktualności ze względu na powszechne wprowadzenie elektroniki, ponieważ funkcję tę przejął zresztą na bieżąco czujnik poziomu oleju. Jak działa ten czujnik i co jest niezwykłego w jego działaniu, rozważymy w tym artykule.

Urządzenie

Obecnie istnieje dość duża liczba czujników poziomu oleju różniących się cechami konstrukcyjnymi i zasadą działania. Rozważymy urządzenie czujnika samochodowego na przykładzie najprostszej opcji - czujnika pływakowego.

Ryż. 1. Czujnik poziomu oleju

Jak widać na rysunku 1 powyżej, czujnik poziomu oleju składa się z następujących elementów:

  • Styk sterowany magnesem 1, reagujący na zewnętrzne pole. W inżynierii radiowej element ten nazywany jest również kontaktronem.
  • Float 2 - przeznaczony do bezpośredniej interakcji z olejem. Wewnątrz pływaka znajduje się magnes stały, który współdziała z kontaktronem.
  • Rura prowadząca 3 - ustala kierunek ruchu pływaka, pełni rolę podstawy, względem której następuje ruch. Wewnątrz tuby przewidziano szczelną przestrzeń, w której znajduje się zarówno sam kontaktron, jak i jego obwód zasilający.
  • Wyjścia czujnikowe 4 - przeznaczone do podłączenia do obwodu sygnałowego urządzenia wykonawczego lub pomiarowego.

Cała konstrukcja montowana jest w zbiorniku w którym konieczna jest kontrola poziomu oleju, w większości przypadków sposób montażu polega na skręcaniu gwintem. Ta metoda zapewnia dobre uszczelnienie i łatwą wymianę w przypadku awarii.

Jak to działa

W życiu codziennym i przemyśle czujnik poziomu oleju pozwala na ustalenie dostępnej objętości płynu w danej chwili. W tym celu stosuje się różne czujniki, ale czujnik pływakowy będzie najprostszy i najbardziej zrozumiały do zrozumienia, dlatego jako przykład rozważymy zasadę działania na jego przykładzie.

Ryż. 2. Zasada działania czujnika poziomu oleju

Jak widać na rysunku 2, czujnik to uszczelniona rurka z uszczelnionym kontaktronem, na którym zamontowany jest pływak. Element roboczy czujnika ruchu ma dwie pozycje graniczne – maksimum i minimum cieczy, względem których następuje dalsza sygnalizacja i transfer danych. Zasada działania jest następująca:

  • Układ paliwowy samochodu jest napełniony olejem do ustawionej kreski maksimum. Zapewnia to nominalny tryb pracy urządzenia, chłodzenie komory spalania podczas procesów technologicznych.
  • Pływak na etapie napełniania pojemnika do znaku Max również podnosi się dzięki sile Archimedesa do swojej maksymalnej granicy.
  • Olej cały czas utrzymuje pływak na znaku, więc zainstalowany w nim magnes przełącza styki kontaktronu i obwód zamyka się, co wysyła odpowiedni sygnał do przekaźnika lub urządzenia pomiarowego.
  • Jeśli mechanizm przecieka lub kończy się olej, poziom oleju będzie się stopniowo zmniejszał. Pływak czujnika zacznie opadać niżej, ale magnesy będą nadal oddziaływać z kontaktronem.
  • Gdy tylko pływak czujnika poziomu oleju opadnie do znaku Min, jego działanie magnetyczne nie wystarczy do zamknięcia styków kontaktronu i przejdą one do pozycji wyłączonej.
  • Obwód czujnika zostanie otwarty i żaden sygnał nie zostanie wysłany na styki przekaźnika. Pojazd uruchomi alarm uzupełniania oleju.

Dziś w praktyce do określania poziomu oleju stosuje się inne rodzaje czujników. Metoda określania położenia cieczy w nich będzie się różnić od opisanej powyżej, dlatego poniżej omówimy rodzaje czujników oleju.

Odmiany

Zgodnie z postanowieniami paragrafu 1.1.2 GOST 28725-90 czujniki dzieli się na zabezpieczone przed wnikaniem wody i pyłu. Istnieje również osobna kategoria urządzeń przeciwwybuchowych.

W zależności od odporności urządzenia na naprężenia mechaniczne, zgodnie z punktem 1.3 GOST 28725-90, czujniki poziomu oleju można podzielić na odporne na wibracje i odporne na wibracje.

Czujnik opiera się na pewnych zjawiskach związanych z fizycznymi, chemicznymi lub elektrycznymi właściwościami oleju, jako substancji o stabilnym stanie skupienia przez cały proces eksploatacji. Do chwili obecnej najpopularniejszymi typami czujników poziomu oleju w zależności od zasady działania są:

  • Termiczny;
  • Ultradźwiękowe;
  • Elektrotermiczny;
  • Pojemnościowy;
  • Pływak.
Ryż. 3. Czujnik poziomu oleju termicznego

Czujniki termiczne (patrz rysunek 3) są najczęściej stosowane w motoryzacji. Strukturalnie, ich zasada budowy jest dostosowana do szybkości chłodzenia wrażliwego elementu, zwykle drutu metalowego. Aby zmierzyć poziom, drut znajdujący się w oleju jest podgrzewany do określonej temperatury, przekraczającej z góry aktualne nagrzewanie oleju. Następnie drut stygnie iw zależności od czasu wyrównania się jego temperatury do wartości medium olejowego określany jest stopień napełnienia zbiornika.

Ryż. 4. Czujnik ultradźwiękowy

Urządzenia ultradźwiękowe (Rysunek 4) działają na zasadzie różnicy w pokonywaniu fal dźwiękowych różnych materiałów lub mediów. Strukturalnie ten typ zawiera emiter ultradźwięków, który kieruje wibracje do pojemnika z olejem. Gęstość oleju i powietrza jest bardzo różna, więc prędkość propagacji fali w tych ośrodkach będzie różna.Mierząc prędkość ultradźwięków od źródła do powierzchni oleju, czujnik może określić objętość napełnienia.

Ryż. 5. Czujnik elektrotermiczny

Zasada działania czujnika elektrotermicznego (Rysunek 5) opiera się na zależności rezystancji przewodników od temperatury materiału. Zastosowany tutaj miernik to metalowy drut o wysokim współczynniku temperaturowym, którego część jest trwale zanurzona w oleju. Prąd elektryczny przepływa przez drut, ogrzewając nić, w zależności od głębokości zanurzenia w cieczy, rozpraszanie ciepła w odpowiednim obszarze będzie lepsze, rezystancja jest niższa, a wielkość prądu jest większa. Na wyjściu rejestrowane są parametry elektryczne i na podstawie ich wartości dokonywana jest ocena poziomu oleju.

Ryż. 6. Czujnik pojemnościowy

Czujniki pojemnościowe (rysunek 6) działają na zasadzie pomiaru pojemności oleju silnikowego jako dielektryka.Strukturalnie takie urządzenia składają się z dwóch rur 2 i 3, umieszczonych jedna w jednej, przestrzeń między rurami jest wypełniona dielektrykiem 4. Kiedy poziom przesuwa się do znaku maksymalnego, pojemność między ściankami rur będzie maksymalna, a wraz ze stopniowym spadkiem pojemność jednostki pomiarowej 5 będzie się zmniejszać, co naprawi jednostkę elektroniczną 7.

Schematy połączeń

Różne modele czujnika poziomu oleju mogą różnić się schematem podłączenia do danego obwodu. Jednym z przykładów ich zastosowania jest okablowanie pojazdu, więc schemat połączeń wyglądałby tak:

Ryż. 7. Schemat podłączenia czujnika poziomu oleju termicznego

Jak widać na rysunku 7 powyżej, stan jest oceniany natychmiast przez czujnik temperatury i poziomu oleju. Ponadto sygnał jest przesyłany do bloków oceny obu parametrów. W przypadku zgodności z wbudowanym algorytmem, funkcja przekazywana jest do jednostki elektronicznej iw postaci sygnału PWM przesyłana do tablicy rozdzielczej.W nowoczesnych samochodach informacja o stanie silnika wyświetlana jest na wyświetlaczu przed kierowcą.

Ryż. 8. Ogólny schemat połączeń czujnika lotniczego

W przeciwieństwie do modeli samochodów, modele lotnicze czujnika poziomu oleju są wiązane według bardziej złożonego schematu, co wynika z kwestii bezpieczeństwa pasażerów podczas lotu. Jak widać na rysunku 8, informacje z urządzenia pomiarowego trafiają do analizatora, gdzie są porównywane z zadanymi parametrami silnika. W przypadku przekroczenia progu krytycznego dane z analizatora przekazywane są do zespołu korekcji, który poprzez system sprzężenia zwrotnego sprawdza informacje otrzymane z czujnika. Po potwierdzeniu spadku o niedopuszczalną wartość jednostka wykonawcza otrzymuje polecenie dolania płynu do zbiornika.

Aplikacja

Zakres czujnika poziomu oleju obejmuje silniki spalinowe chłodzone olejem.Są najbardziej niezwykłe w technologii autotraktorów, która wszędzie wypełnia ulice. Ponadto można je znaleźć w ciągnikach jednoosiowych, generatorach diesla, chłodnicach wypełnionych olejem. W instalacjach grzewczych można go łączyć z innymi przyrządami pomiarowymi.

Oddzielną niszę zajmuje przemysł lotniczy, gdzie poziom składników olejowych mierzony jest nie tylko w układzie chłodzenia silnika. Jednak wymagań dotyczących czujników nie można porównywać z samochodem, mimo że zasada ich działania jest identyczna.

W transformatorach dużej mocy ze zdalnym wskaźnikiem oleju funkcja pomiaru położenia poziomu dielektryka jest również przypisana do czujnika pływakowego, który przekazuje informację na wyświetlaną tarczę ze strzałkami.

Referencje

Do napisania artykułu wykorzystano następującą literaturę techniczną:

    A. Mernikov, Wielka encyklopedia. Samochody» 2016
  1. B. F. Jakowlew „Diagnostyka układów elektronicznych samochodu” 2010
  2. D.Sklyar "Naprawa samochodów dla manekinów" 2010
  3. Sivukhin D.V. „Ogólny kurs fizyki” 1975

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Elektryk