Датчик уровень масла своими руками

Датчик уровня масла: устройство, принцип работы, виды, схемы

Большинство автолюбителей еще помнят те времена, когда перед каждым выездом им приходилось опускать металлический щуп в бачок для проверки уровня масла. Но эта задача утратила свою актуальность в связи с повсеместным внедрением электроники, так как эту функцию перенял датчик уровня масла, при чем на постоянной основе. Как устроен этот датчик и чем примечательна его работа, мы рассмотрим в данной статье.

Устройство

На сегодняшний день существует достаточно большое количество датчиков уровня масла, отличающихся конструктивными особенностями и принципом действия. Устройство автомобильного сенсора мы рассмотрим на примере простейшего варианта – поплавкового датчика.

Рис. 1. Устройство датчика уровня масла

Как видите на рисунке 1 выше, датчик уровня масла состоит из следующих составных компонентов:

• Управляемый магнитом контакт 1, реагирующий на приложенное извне поле. В радиотехнике этот элемент также называется геркон.
• Поплавок 2 – предназначенный для непосредственного взаимодействия с маслом. Внутри поплавка располагается постоянный магнит, вступающий во взаимодействие с герконом.
• Направляющая трубка 3 – задает направление движения поплавку, выступает в роли основания, относительно которого и происходит движение. Внутри трубки обеспечивается герметичное пространство, где расположен как сам геркон, так и цепь его питания.
• Выводы датчика 4 – предназначены для подключения к сигнальной цепи исполнительного или измерительного устройства.

Вся конструкция устанавливается в емкость, где необходимо контролировать уровень масла, в большинстве случаев способ установки предусматривает резьбовое ввинчивание. Такой способ обеспечивает хорошую герметичность и простоту замены в случае выхода со строя.

Принцип работы

В быту и промышленности датчик уровня масла позволяет зафиксировать имеющийся объем жидкости в текущий момент времени. Для этого используются самые различные сенсоры, но наиболее простым и понятным для понимания будет датчик поплавочного типа, поэтому в качестве примера мы рассмотрим принцип действия на его примере.

Рис. 2. Принцип действия датчика уровня масла

Как видите на рисунке 2, датчик представляет собой герметичную трубку с запаяннымгерконом, на которой насажен поплавок. У рабочего элемента датчика движения присутствует два граничных положения – максимума и минимума жидкости относительно которых и происходит дальнейшая сигнализация и передача данных. Принцип работы заключается в следующем:

• В топливную систему автомобиля заливается масло до установленной максимально допустимой отметки. При этом обеспечивается номинальный режим работы агрегата, охлаждение камеры сгорания во время технологических процессов.
• Поплавок на этапе заполнения емкости до отметки Max также поднимается за счет архимедовой силы до своего максимального предела.
• Масло удерживает поплавок на отметке постоянно, поэтому установленный в него магнит коммутирует контакты геркона и цепь замыкается, о чем приходит соответствующий сигнал на реле или измерительное устройство.
• В случае утечки или выработки масла механизмом его уровень будет постепенно уменьшаться. Поплавок датчика начнет опускаться ниже, но магниты продолжат взаимодействовать с герконом.
• Как только поплавок датчика уровня масла опуститься до отметки Min, его магнитного воздействия станет недостаточно для замыкания контактов геркона, и они перейдут в отключенное положение.
• Цепь датчика разомкнется, и сигнал на контакты реле поступать не будет. В автомобиле сработает сигнализация о необходимости доливки масла.

Сегодня на практике применяются и другие типы сенсоров для определения уровня масла. Способ определения положения жидкости в них будет отличаться от описанного выше, поэтому далее мы расскажем о разновидностях масляных сенсоров.

Разновидности

В соответствии с положениями п.1.1.2 ГОСТ 28725-90 датчики подразделяются на защищенные от проникновения воды и пыли. Также существует отдельная категория взрывозащищенных устройств.

В зависимости от устойчивости приспособления к механическим воздействиям согласно п.1.3 ГОСТ 28725-90 датчики уровня масла можно разделить на вибропрочные и виброустойчивые.

За основу датчика взяты некоторые явления, связанные с физическими, химическими или электрическими свойствами масла, как вещества с устоявшимся агрегатным состоянием в течении всего процесса работы. На сегодняшний день наиболее популярным видами датчиков уровня масла, в зависимости от принципа действия, являются:

• Тепловые;
• Ультразвуковые;
• Электротермические;
• Емкостные;
• Поплавковые.

Рис. 3. Тепловой датчик уровня масла

Тепловые датчики (см. рисунок 3) являются наиболее распространенными в практике автомобилестроения. Конструктивно их принцип построения рассчитан на скорости остывания чувствительного элемента, как правило, металлической проволоки. Для измерения уровня проволоку, расположенную в масле нагревают до установленной температуры, заранее превышающей текущий нагрев масла. После этого проволока остывает, а в зависимости от времени выравнивания ее температуры до значения масляной среды, определяют степень заполнения резервуара.

Рис. 4. Ультразвуковой датчик

Ультразвуковые приборы (рисунок 4) основаны на принципе разности преодоления звуковыми волнами различных материалов или сред. Конструктивно этот вид содержит ультразвуковой излучатель, направляющий колебания в емкость с маслом. У масла и воздуха плотность сильно отличается, поэтому и скорость распространения волн в этих средах будет разной. Измеряя скорость движения ультразвука от источника до поверхности масла, датчик может определить наполнение объема.

Рис. 5. Электротермический датчик

Принцип работы электротермического датчика (рисунок 5) основан на зависимости сопротивления проводников, в зависимости от температуры материала. В качестве измерителя здесь используется металлическая проволока, обладающая высоким температурным коэффициентом, часть которой постоянно погружена в масло. Через проволоку пропускается электрический ток, нагревающий нить, в зависимости от глубины погружения в жидкость, отведение тепла на соответствующем участке будет лучше, сопротивление ниже, а величина тока больше. На выходе электрические параметры фиксируются и по их значению делается оценка уровня масла.

Рис. 6. Емкостной датчик

Емкостные датчики (рисунок 6) работают по принципу измерения емкости машинного масла, как диэлектрика. Конструктивно такие приспособления состоят из двух трубок 2 и 3, помещенных одна в одну, пространство между трубками заполняется диэлектриком 4. При перемещении уровня к максимальной отметке емкость между стенками трубок будет максимальной, а при постепенном снижении емкость измерительного блока 5 будет уменьшаться, что и зафиксирует электронный блок 7.

Схемы подключения

Разные модели датчика уровня масла могут отличаться и схемой подключения в конкретную цепь. Одним из примеров их использования является электропроводка транспортного средства, поэтому схема подключения будет иметь следующий вид:

Рис. 7. Схема подключения теплового датчика уровня масла

Как видите на рисунке 7 выше, оценка состояния производится сразу через датчик температуры и уровня масла. Далее сигнал передается в блоки оценки обоих параметров. В случае соответствия заложенному алгоритму функция передается в электронный блок и в виде ШИМ сигнала поступает на панель приборов. В современных авто информация о состоянии двигателя выводится на дисплей перед водителем.

Рис. 8. Общая схема подключения авиационного датчика

В отличии от автомобильного, авиационные модели датчика уровня масла завязаны по более сложной схеме, что обусловлено вопросом безопасности пассажиров во время полета. Как видите на рисунке 8, информация от измерительного устройства поступает в блок анализатора, где происходит сравнение информации с установленными параметрами работы мотора. В случае превышения критического порога, данные с анализатора передаются в блок корректировки, который через систему обратной связи проверяет информацию, получаемую с датчика. При подтверждении снижения на недопустимую величину в исполнительный блок поступает команда о добавлении жидкости в резервуар.

Применение

Сфера применения датчика уровня масла охватывает двигатели внутреннего сгорания с масляным охлаждением. Наиболее примечательны они в автотракторной технике, повсеместно наполняющей улицы. Помимо этого их можно встретить в мотоблоках, дизельных генераторах, маслонаполненных радиаторах охлаждения. В системах отопления он может совмещаться с другими измерительными приборами.

Отдельную нишу занимает авиационная отрасль, где уровень масляных составляющих измеряется не только в системе охлаждения двигателя. Однако и требования, предъявляемые к сенсорам, нельзя сравнить с автомобилем, несмотря на то, что принцип действия у них идентичен.

В силовых трансформаторах большой мощности с вынесенным маслоуказателем функция измерения положения уровня диэлектрика также возлагают на поплавочный сенсор, который передает информацию на выведенный стрелочный циферблат.

Список литературы

Для написании статьи использовалась следующая техническая литература:

1. А. Мерников «Большая энциклопедия. Автомобили» 2016
2. В. Ф. Яковлев «Диагностика электронных систем автомобиля» 2010
3. Д.Скляр «Ремонт автомобилей для чайников» 2010
4. Сивухин Д. В. «Общий курс физики» 1975

Источник

Датчик уровня масла своими руками

Начиная стандартной для меня фразой «а пока мотор разобран» мне пришла идея сделать контроль уровня масла. Что бы в процессе работы двигателя я знал, что с уровнем, а точнее на каком там все уровне. Замер уровня масла нередкая вещь в современном автомобиле, но ничего из уже применяемого в других машинах меня не устраивало по каким либо причинам. Решил сделать датчик сам. Выбор пал на резистивно — герконовый датчик, где в вертикальную линию выстроен ряд герконов, а плавающий рядом поплавок с магнитом замыкает герконы, в зависимости от уровня плавания поплавка. Так как температура в поддоне достаточно высокая, то от какой либо электроники я естественно отказался. Данные с герконов выходят наружу, а там уже умная электроника дальше делает свое дело.

Для начала нужно было предусмотреть место установки. Держа в руках поддон, визуально делая горизонт по следам испарений- отложений масла, можно вычислить уровень

Замеры расстояний, имеющихся герконов и требуемых напряжений дало нормальный вполне устраивающий датчик на 10 герконах:

Механическая часть готовилась под печать на моем DLP 3D принтере. Получилось пять деталей:

Поплавок овальной формы. Форма выбрана из условий жесткости и силы цилиндрического магнита в нем. Объем воздуха поплавка примерно 3 кубосантиметра, Рассчитывал объем по воде, у них примерно одинаковая плотность с маслом, правильность расчета на воде и проверял) Расположение магнита выбрано из учета расстояния до герконов и магнитных полей самого магнита.

Сама шахта, где вертикально перемещается поплавок имеет повторяющую форму поплавка, по бокам линии отверстий для свободного перемещения масла. Зазор выбран из учета теплового расширения, проверял потом все на кипятке и в морозилке. Материал полимера выдерживает достаточно высокую температуру, похож по свойствам на оргстекло, но немного пластичнее и к примеру паяльник его не плавит.

Снизу шахта имеет внутренний выступ, чтоб поплавок не выпал из шахты, сверху крышку унитаза , чтоб поплавок не выдавило выше шахты.

Шахта крепится слайдером к основанию. Перемещая шахту можно точно подогнать нужный уровень. Внутри основания находятся 10 герконов.

Одним из составляющих элементов транспортного средства является датчик уровня масла. Этот контроллер направляет сигнал на индикатор приборной панели.

Если загорается лампочка датчика уровня масла, то, безусловно, это свидетельствует о возникновении проблемы.

Многие владельцы автомобиля ВАЗ-2110 сразу же направляются в автосервис с целью устранения поломки. Но так необходимо поступать только в тех случаях, если начинающий автомобилист не имеет даже базовых знаний в области ремонта транспортного средства.

Если же под рукой есть пособие по эксплуатации «десятки», то проблему можно устранить собственноручно. Таким образом, автомобилист может сэкономить время и личные деньги.

Как функционирует датчик уровня масла?

Небольшой прибор погружён в моторное масло. Принцип функционирования базируется на измерении сопротивление тока. Если масла в картере достаточно, то контроллер полностью погружен в него. В результате, значение сопротивления будет максимальным. Если же устройство не погружено в жидкость, сопротивление падает, а на приборной панели появляется соответствующий сигнал. Таким образом, водитель может контролировать уровень моторного масла.

Иногда автомобилисты путают рассматриваемый контроллер с датчиком давления масла. На самом деле, это два совершенно разных датчика, но они оба сигнализируют о неисправностях в системе смазки силового агрегата.

При вытекании масла необходимо предпринимать соответствующие меры, поскольку ситуация является крайне опасной для силового агрегата. Но в некоторых случаях не происходит «масляного голодания» двигателя, а просто перестает функционировать датчик.

Информация считывается электронным блоком управления и передается на приборную панель. В такой ситуации автовладельцу необходимо выполнить замену контроллера.

Не горит лампа датчика уровня масла: основные причины и проверка работоспособности

Необходимо напомнить, что лампа не горит только в двух случаях:

1. если падает уровень масла силового агрегата;
2. вторая причина заключается в выходе из строя самого датчика.

Иногда происходит окисление контактов, что также требует вмешательства в конструкцию транспортного средства.

Водителям с опытом хорошо известно, что именно датчик масла ВАЗ 2110 часто заставляет нервничать новичков. После проверки оказывается, что уровень масла находится в норме.

Поэтому первое, что должен сделать владелец автомобили ВАЗ-2110 — это проверка контроллера. Для проверки прибора необходимо выполнить следующие действия:

• установить транспортное средство на смотровой яме;
• полностью снять защиту силового агрегата;
• после этого автовладельцу откроется датчик уровня;
• теперь необходимо включить зажигание. Таким образом, на прибор будет подаваться электропитание;
• далее нужно отключить контакты, идущие непосредственно на датчик;
• для проверки нужно воспользоваться вольтметром;
• контакты измерителя подключаются к соединительной колодке и массе машины;
• измеритель должен показать напряжение 12 вольт. Это свидетельствует о нормальной работе прибора.

Обычно в результате измерение обнаруживается отсутствие напряжение. В данном случае имеют место 3 причины:

1. выход из строя блока индикации;
2. окисление контактов;
3. повреждение электроцепи.

Вначале необходимо обратить внимание на контакты и проводку. Если с этими элементами всё в порядке, то необходимо покупать новый прибор.

Как выполняется замена датчика (ДУМ) на автомобиле ВАЗ-2110?

Замену рассматриваемого элемента можно выполнить в сжатые сроки без использования специальных инструментов. Справиться с работой сможет даже начинающий владелец десятки. Для работы нужно подготовить новое устройство и стандартные инструменты. Последовательность действий:

1. транспортное средство устанавливается на смотровой яме. Водителю понадобится добраться в подкузовное пространство. Если у автовладельца отсутствует возможность воспользоваться ямой или эстакадой, то, в крайнем случае, работу можно выполнить на ровной поверхности, предварительно постелив коврик. При этом нужно отметить, что заменить датчик таким образом будет неудобно;
2. замену рекомендуется выполнять после полного остывания силового агрегата, так как работать предстоит со смазочным материалом;
3. далее нужно включить зажигание и отключить аккумуляторную батарею;
4. демонтаж защиты силового агрегата. Чтобы упростить откручивание крепежных элементов, рекомендуется воспользоваться специальным средством ВД-40;
5. отключение проводов, которые идут на контроллер уровня масла. Найти датчик не составит труда. Он находится непосредственно возле масляного фильтра в подкузовном пространстве;
6. поверхность устройства нужно очистить от пыли и грязи. Для этого понадобится чистая ветошь;
7. чтобы открутить прибор, понадобится торцевой ключ на 10;
8. чтобы демонтировать устройство, его необходимо немного раскачать. При этом не следует делать резких и сильных движений, поскольку это может привести к повреждению поплавка;
9. на следующем этапе устанавливается новое устройство, предназначенное для определения уровня масла. Найти датчик для автомобиля ВАЗ-2110 не составит труда, воспользовавшись услугами интернет-магазинов;
10. устройство монтируется на свое посадочное место;
11. дальнейшие работы выполняются в обратном порядке.

В процессе разборки и сборки конструкций владельцу десятки рекомендуется обратить внимание на остальные элементы, расположенные под защитой. Поскольку конструкция демонтирована, можно проверить функциональность отдельных деталей.

Если во время движения автомобилист обнаруживает то, что на приборной панели загорелась лампа, сигнализирующая о критически низком уровне масла, то в первую очередь нужно проверить датчик. В отечественном автомобиле ВАЗ-2110 этот элемент достаточно часто выходит из строя, в то время как уровень масла находится в допустимых пределах. Также стоит отметить, что всю работу по замене датчика можно выполнить в своем гараже без привлечения специалистов автомастерских.

Добрый день владельцы N52!
Давно беспокоил вопрос логики работы электронного датчика уровня масла, непонятого, не всегда надежного и дорогого. Нарыл хорошую статью)) и узнал много чего еще…

Электронный контроль состояния масла
На двигателях N52 маслоизмерительный щуп с направляющей трубкой отсутствует. Это создает удобства для владельца. Благодаря этому обеспечивается более точное определение состояния масла. Уровень масла в двигателе измеряется датчиком состояния масла (ÖZS) и передается на центральный информационный дисплей (CID) в E63. Температура и уровень масла в двигателе также измеряются и вычисляются датчиком ÖZS. Сигнал с ÖZS обрабатывается в DME. Далее обработанный сигнал передается через PT CAN, модуль безопасности и межсетевого обмена (SGM) и K CAN на комбинацию приборов и на CID. Измерение уровня масла предотвращает его недопустимое падение и, тем самым, повреждение двигателя. Отслеживание состояния масла позволяет точно определить, когда требуется его замена. При переполнении двигателя, которое может привести к его негерметичности, высвечивается предупреждение.

Датчик состояния масла (ÖZS)

Принцип работы датчика состояния масла
Датчик состоит из двух цилиндрических конденсаторов, расположенных один над другим. Определение состояния масла производится посредством нижнего малого конденсатора (6). В качестве электродов конденсатора используются две металлические трубки (2 + 3), вставленные одна в другую. Между электродами находится диэлектрик – моторное масло (4). Электрические свойства моторного масла изменяются по мере его старения и истощения топливных присадок. Диэлектрик: токонепроводящее вещество в электрическом поле. Электрическое поле проходит через диэлектрик. При изменении электрических свойств моторного масла (диэлектрика) изменяется емкость конденсатора (датчика состояния масла). Это значение емкости преобразуется встроенным в датчик электронным блоком (7) в цифровой сигнал. Цифровой сигнал передается в DME в качестве информации о состоянии масла в двигателе. DME использует это фактическое значение в качестве основы для расчета времени следующей замены масла. Уровень масла в двигателе измеряется в верхней части датчика (5). Эта часть находится в масляном картере на уровне масла. При падении уровня масла (диэлектрика) соответствующим образом изменяется емкость конденсатора. Электронная схема датчика преобразует значение емкости в цифровой сигнал, который посылается на блок DME. Возможные неисправности/последствия Электронный блок датчика состояния масла снабжен функцией самодиагностики. При неисправности ÖZS в DME передается сообщение о неисправности. Для измерения температуры масла в двигателе используется платиновый датчик температуры (9), расположенный у основания датчика состояния масла. Отслеживание уровня масла в двигателе, его температуры и состояния осуществляется непрерывно в течение всего времени, когда на контакт 15 подается напряжение. Подача напряжения питания на датчик состояния масла осуществляется с контакта 87.

Возможные неисправности/последствия
Электронный блок датчика состояния масла снабжен функцией самодиагностики. При неисправности ÖZS в DME передается сообщение о неисправности.

Электронный контроль уровня масла
Измерение уровня масла осуществляется в два этапа: статическое измерение уровня масла на стоящем автомобиле; динамическое измерение уровня масла во время движения;

Статическое измерение уровня масла при выключенном двигателе
Это только приблизительное измерение, т. к. ÖZS при выключенном двигателе распознает только минимальный уровень масла. Уровень масла правильно измеряется только на работающем двигателе! При статическом измерении уровня масла водитель может при включенном зажигании определить, достаточен ли уровень масла для уверенного пуска двигателя.
1. Важно, чтобы автомобиль стоял в горизонтальном положении, иначе результат измерения будет неправильным.
2. Выберите функцию бортового компьютера «Service» (ТО) > «Ölstand» (Уровень масла). Если для уверенного пуска двигателя имеется достаточное количество масла, на CID появляется графическое изображение двигателя с зеленым маслосборником.

Источник