Оптимальные нормы среднегодовых расходов воды на один автомобиль или пост

Среднегодовой расход воды, м3
Списочное число автомобилей	Технологической (производственные нужды)	Питьевой (хозяйственные нужды)
Легковые АТП
	25,6	21,0	53,2
	23,5	20,7	51,9
	21,2	20,4	48,7
	19,5	20,2	47,2
	18,4	20,1	46,3
	16,8	20,1	45,8
Грузовые АТП
	79,2	-	66,5
	74,6	-	63,1
	71,7	-	61,2
	67,2	-	58,8
	65,5	-	56,5
Автобусные АТП
	133,0	-	96,4
	117,6	-	91,2
	108,1	-	88,1
	100,1	-	83,6
	96,6	-	88,4
Станция технического обслуживания легковых автомобилей
	592,0	-	440,0
	580,1	-	435,0
	556,7	-	427,0
	545,0	-	357,0

Практическое занятие № 4. Изучение систем контроля расхода топлива

Цель работы

Ознакомиться с приборами и системами контроля расхода топлива.

Задачи работы: изучить достоинства и недостатки отдельных приборов и систем контроля расхода топлива.

Задание

Ознакомиться с существующими приборами и системами контроля расхода топлива и сделать вывод о применимости их для одиночных и массовых вариантах применения.

 

Обычно штатные датчики уровня топлива бывают поплавкового типа. Основными элементами поплавкового датчика уровня являются поплавок и резистор переменной величины. Подъем и опускание поплавка вместе с уровнем топлива в баке, механически изменяет сопротивление резистора, а как следствие, падение напряжения на нем. Однако штатный поплавковый датчик топлива имеет малую точность, на его показания оказывает влияние характер движения автомобиля (разгон, торможение, подъем в гору), показания необходимо математически обрабатывать и усреднять, что также вносит погрешность. Конечная погрешность полученного результата может составлять до 10%, а иногда и более. Если применить программную фильтрацию показаний, то можно значительно улучшить точность показаний штатных средств измерений.

 

Достоинства и недостатки использования штатного датчика топлива.

Для измерений не требуется установка дополнительного оборудования;

возможно как измерение расхода топлива, так и определение фактов слива и заправки;

низкая точность;

невозможно подключить GSM-терминал к штатным датчикам топлива некоторых иностранных автомобилей из-за их конструктивных особенностей (напряжение на датчики подается не постоянное, оно меняется бортовым компьютером)

 

Подключение GSM-терминала к CAN-шине транспортного средства

С целью повышения точности и оперативности учета расхода топлива на транспортном средстве может быть использована CAN-шина для взаимодействия бортового компьютера и «интеллектуальных» датчиков, исполнительных механизмов, диагностического оборудования. Многие европейские производители грузовиков и автобусов (MAN, Scania, Mercedes Benz, Volvo, DAF) поддерживают стандарт J1939 CAN FMS, в соответствии с которым наиболее важные параметры функционирования транспортного средства передаются по CAN-шине в едином формате. Имеется возможность подключить GSM-терминал FORT к CAN-шине, используя для этого специальный адаптер TEC-TR-FMS (производитель TEC Electronics).

 

Рис. 1. адаптер TEC-TR-FMS

 

Адаптер подключается к CAN-шине автомобиля, осуществляет сбор необходимых данных, и выдачу их в GSM-терминал через интерфейс RS-232. Используя адаптер, возможно получать следующие данные о функционировании транспортного средства:

уровень топлива в баке;

расход топлива за период эксплуатации автомобиля;

общий пробег за время эксплуатации автомобиля;

весовая нагрузка на ось и т.д.

Монтаж его значительно проще, чем дополнительных датчиков топлива, а одновременно с показанием уровня и расхода топлива вы также получаете дополнительные данные, передаваемые по CAN шине. Точность определения уровня топлива в баке и его расхода в данном случае зависит напрямую от точности установленных в транспортное средство штатных датчиков.

 

Достоинства и недостатки использования CAN адаптера:

простота монтажа адаптера в автомобиле;

получение дополнительных данных о работе автомобиля, помимо уровня и расхода топлива;

не во всех моделях автомобилей имеется CAN шина с поддержкой стандарта J1939 CAN FMS.

 

Подключение дополнительных датчиков топлива

Дополнительные датчики топлива, монтируемые на транспортное

средство, имеют высокую точность - порядка 1%. Различают датчики уровня топлива - ДУТ (измеряют текущий уровень топлива в баке), и датчики расхода топлива ДРТ (измеряют общий объем топлива, прошедшего по топливной системе за время эксплуатации автомобиля).

 

ДУТ

Наиболее распространенным типом датчиков уровня топлива являются емкостные датчики (бывают также ультразвуковые и т.п.). Принцип действия емкостных датчиков уровня топлива основан на изменении электрической емкости между двумя цилиндрическими пластинами при изменении уровня жидкости, в которую они помещены. Обычно ДУТ способны измерять уровень любых не проводящих ток

жидкостей, поэтому они могут быть использованы как на бензиновых, так и на дизельных ТС. Установка емкостных ДУТ требует сверления отверстия в топливном баке (рис. 2).

 

Рис. 2. ДУТ емкостного типа

 

Длина датчика должна быть не меньше высоты бака, в который он будет установлен. Если длина датчика превышает высоту бака, датчик обрезается до необходимой высоты. Однако в некоторых моделях датчиков запрещается проводить обрезку более чем на 30% от исходной длины, поэтому нужно быть внимательными при оформлении заказа на конкретную модификацию (исходную длину) датчика. Подключение датчика уровня топлива к GSM-терминалу может быть произведено через аналоговый или импульсный вход или через интерфейс RS-232, в зависимости от того, каким выходом оборудован датчик. Большинство дополнительных датчиков топлива для достижения высокой точности измерений проводят усреднение показаний (для исключения пульсаций из-за естественного колебания уровня в процессе движения) и коррекцию в зависимости от температуры топлива. Наиболее предпочтительными являются датчики с интерфейсом RS-232 (датчики с аналоговым выходом не проводят самостоятельно усреднения значений). В таблице ниже представлена сравнительная таблица датчиков уровня топлива, взаимодействие которых с GSM-терминалами FORT было протестировано.

Таблица 5

Характеристика емкостных датчиков ДУТ

Производитель	Сапсан-Контроль	Омникомм
Модель	Стрела-А	Стрела-D232	LLS-AF 20310	LLS 20160
Тип выхода	аналоговый	RS-232	аналоговый	RS-232
Погрешность измерения	0.1 % от длины датчика	0.8% от объема бака
Максимальная длина датчика	4000 мм.	3000 мм.
Температура эксплуатации	от -40 до + 55 С	от -55 до +80 С
Фотография

Достоинства и недостатки емкостных ДУТ:

высокая точность;

контроль заправок и слива топлива напрямую из бака;

высокая надежность т.к. нет движущихся деталей;

не контролируют постепенный слив топлива водителями через врезание в канал подачи или возврата топлива;

сложность монтажа и сложность калибровки (тарирования) датчика.

 

УЗ ДУТ

УЗ ДУТ (ультразвуковые датчики уровня топлива) – используют

эффект отражения ультразвуковой волны от границы раздела двух сред воздух-жидкость. Таким образом, измеряя время прохождения сигнала, можно получить текущий уровень жидкости в баке. Ультразвуковые датчики не требуют вмешательства в конструкцию топливного бака (его сверления), их установка проще, но несколько дольше по времени, чем установка емкостных ДУТ (требуется процесс приклеивания датчика к дну бака).

Несомненным преимуществом УЗ ДУТ является возможность измерения уровня самых различных жидкостей в т.ч. и токопроводящих (в отличие от емкостных ДУТ). Однако стоимость УЗ ДУТ обычно выше, чем емкостных.

Использование УЗ ДУТ рекомендуется в случаях, когда применение емкостных ДУТ невозможно: нельзя сверлить бак т.к. автомобиль на гарантии или требуется измерение уровня токопроводящих жидкостей.

Достоинства и недостатки ультразвуковых ДУТ:

	все преимущества емкостных ДУТ;
	не требуется сверление отверстий в баке;
	возможность измерения уровня любых жидких сред в т.ч. токопроводящих;
	все недостатки емкостных ДУТ;
	большая цена по сравнению с емкостными ДУТ.

Таблица 5

Характеристика ультразвуковых датчиков ДУТ

Производитель	ТрансСенсор
Модель	УЗИ-0.8 (УЗИ-2.5, УЗИ-6.5)
Тип выхода	аналоговый
Погрешность измерения	менее 0.5% в статике, 3% в динамике
Пределы измерения уровня	от 18 до 6500 мм.*
Температура эксплуатации	от -40 до + 80 С
Фотография

* - зависит от модели.

 

ДРТ

Датчики расхода топлива (их также называют проточные датчики) имеют электромеханический принцип действия. Топливо, протекающее через камеру ДРТ, приводит в движение крыльчатку, вращение которой в свою очередь преобразуется в электрические импульсы. ДРТ подключается к счетному входу GSM-терминала, а подсчитанное количество импульсов в программном обеспечении преобразуется к количеству израсходованных литров топлива. Однако, не все топливо, поступившее из бака к двигателю расходуется, некоторая его часть по обратному каналу возвращается в бак. Для правильного подсчета израсходованного топлива необходимо учитывать этот факт. Возможны следующие варианты:

1. Монтаж второго аналогичного ДРТ в обратный канал.

2. Использование дифференциальных ДРТ, объединяющих в единой конструкции, два ДРТ для прямого и обратного каналов.

3. Модификация топливной системы, при которой топливо из обратного канала направляется снова к двигателю, а не в топливный бак.

Использование двух ДРТ (1-ый вариант) требует их точного подбора и согласования (число импульсов на 1 литр у них должно совпадать). В дифференциальном датчике данная задача решена изначально, к тому же обычно стоимость одного дифференциального датчика ниже, чем 2 обычных. Реализация третьего варианта на некоторых автомобилях может привести к падению мощности двигателя и увеличению расхода топлива. В любом случае, подбор датчиков расхода топлива и их монтаж на транспортное средство должен осуществлять специалист, хорошо знакомый с устройством и особенностями топливной системы конкретной модели автомобиля. В таблице ниже представлена сравнительная таблица датчиков расхода топлива, взаимодействие которых с GSM-терминалами FORT было протестировано.

Таблица 6

Характеристика датчиков расхода топлива

Производитель	"Aquametro" AG	Технотон	Flowmate
Модель	DFM-8D	DRT-5.2	Oval M-III
Измеряемый тип топлива	дизельное	дизельное	любые жидкости
Дифференциальный датчик	Да	Нет	нет
Допустимый расход	4... 150 л/час	2...80 л/час	3...500 л/час*
Погрешность измерения	1 %	1 %	1%
Температура эксплуатации	от -40 до + 125 С	от -40 до + 60 С	от -20 до +80 С
Фотография

* - зависит от модели.

 

Цены на ДРТ достаточно высоки. При выборе ДРТ необходимо учитывать также их вандалостойкость (защиту от вскрытия, защиту от "намотки" показаний с помощью магнитов и т.п.)

 

Достоинства и недостатки ДРТ:

высокая точность;

при правильном выборе и монтаже ДРТ их значительно сложнее обмануть водителю, чем любые другие виды датчиков;

не позволяет определить факты слива и заправки топлива (сливы возможно определить только косвенно, сравнив измеренный расход с чеками на оплату заправок топливом);

сложность монтажа датчиков;

меньшая надежность по сравнению с ДУТ, т.к. в конструкции имеются движущиеся детали.

Комплексное решение контроля транспорта с помощью системы TORRES представляющих собой счетчик проточного типа, дополненный электроникой, благодаря которой счетчик имеет такие функции как:

общий расход топлива (таким образом, осуществляется контроль расхода топлива);

время работы двигателя (ведется контроль транспорта);

моментальный расход дизельного топлива (датчик расхода топлива фиксирует количество разового расхода топлива, что дает возможность диагностики состояния двигателя);

возможность обнуления показателей общего расхода топлива и времени работы двигателя.

Автотрекеры

Автотрекер позволяет осуществлять: контроль за несанкционированным использованием транспорта, запись параметров эксплуатации автомобиля для проведения их дальнейшего анализа, а также отслеживается и отображается на экране персонального компьютера расположение мобильных объектов.

 

 

Рис. 3. Датчик системы TORRES

 

 

Рис. 4. Автотрекер

 

Автотрекер обладает следующими возможностями:

отслеживание по карте перемещений автомобилей (GPS мониторинг транспорта) с целью отслеживания нецелевого использования транспортных средств, фактов простоя, а также с целью организации работы службы диспетчеров. Осуществлять контроль маршрута, контролировать график движения, контроль прибытия в контрольные точки и на объекты. Сравнивать треки с эталонными маршрутами с целью отслеживания их отклонения от эталона. Выполнять автоматическую прокладку маршрутов. Добавлять на карту собственные объекты. Отображать на карте остановки и стоянки (с отображением времени остановки);

разграничение права доступа пользователя к различным настройкам (4 уровня доступа);

воспроизведение маршрутов движения транспортного средства с помощью плеера треков;

осуществление контроля над скоростным режимом. Благодаря тому, что системой GPS мониторинга транспорта постоянно фиксируется скорость автомобиля, можно постоянно следить за скоростным режимом, а, следовательно, контролировать безопасность движения и дисциплинированность водителя.

 

Мониторинг транспорта: система СКРТ

Следующим уровнем контроля является система СКРТ - эффективный набор инструментов для управления автопарком - оперативный (с использованием спутников GPS или ГЛОНАСС) мониторинг транспорта, контроль расхода топлива, нагрузки на оси, времени работы машин и десятков других параметров эксплуатации автотракторной техники.

Функции системы:

оперативный мониторинг транспорта;

контроль расхода топлива;

контроль нагрузки на оси и веса груза;

контроль блокировки дифференциала, оборотов, давления масла и температуры двигателя - всего более 30 параметров эксплуатации машины;

проверка и разработка норм расхода топлива.

 

Функциональность. Есть возможность контролировать нагрузку на оси и вес груза, температуру двигателя, давление масла, включение блокировки дифференциала и еще десятки параметров работы машины.

Контроль расхода топлива 4 методами - используя точный датчик уровня топлива в баке, магистральный датчик расхода топлива на современных машинах EURO (TIER) 3/4/5 данные могут сниматься непосредственно с бортовой CAN шины. Решение для машин с бензиновыми двигателями - контроль топлива по инжектору (форсунке).

Комплексный подход. Задачи оперативного мониторинга транспорта, контроля топлива, контроля времени работы и технического состояния автопарка решаются одновременно.

Экономический эффект. Повышение производительности работы

автопарка;

снижение затрат на ГСМ и оплату труда;

увеличение срока службы машин, снижение затрат на ремонт и техобслуживание

Система полностью автоматизирована, позволяет обеспечить тотальный контроль и учет за движением и расходом топлива на предприятиях в различных отраслях.

 

СОСТАВ СИСТЕМЫ:

Расходомеры серии с системой идентификации транспортных средств, устанавливаемые на стационарные и передвижные АЗС, позволяют пресечь хищение топлива в самом начале движения топлива внутри предприятия.

Расходомеры, устанавливаемые на технику, предотвращают необоснованный перерасход и воровство топлива.

Система мониторинга в реальном времени позволяет получать данные:

расход топлива в данный момент и за любой интервал времени;

время работы двигателя каждой единицы техники;

маршрут передвижения, скоростной режим, стоянки и т.д.;

контроль движения топлива на топливозаправщиках и АЗС, с системой опознавания каждой заправленной единицы техники.

 

Приборы контроля остатков топлива в баках

Топливомер ПТ-043 предназначен для замера уровня топлива (остатка топлива) в баках грузовиков и легковых автомобилей. Топливомер ПТ-043 применяется в тех случаях, когда конструктивные особенности расположения топливных баков не позволяют применить топливомер ПТ-041 с его прямой измерительной трубкой. Например, когда над топливным баком нависает кузов грузовика или, когда между заливной горловиной и топливным баком имеется не прямая соединительная трубка (у большинства легковых автомобилей).

Топливомер ПТ-043 - это измеритель, который позволяет буквально увидеть, сколько топлива остается в баке и при этом замерить остаток с высокой точностью.

Работа топливомера основана на принципе сообщающихся сосудов, открытым Архимедом более 2 тысяч лет назад.

Основной проблемой для применения принципа сообщающихся сосудов при измерении уровня топлива является агрессивность топлива. Часто в качестве прозрачных трубок использовалось стекло, которое могло просто разбиться. В топливомере ПТ-043 применена гибкая прозрачная синтетическая трубка, стойкая к любым видам топлива.

 

Состав и принцип работы топливомера ПТ-043

Топливомер состоит из мерной линейки с укрепленной на ней измерительной трубкой и грушей для закачки топлива. Топливомер имеет механический упор для фиксации измерителя на заливной горловине автомобиля. В заливную горловину бака вставляется заборная трубка топливомера.

Работа топливомера основа на принципе сообщающихся сосудов: топливного бака и измерительной трубки, укрепленной на линейке. Для нагнетания топлива в измерительную трубку на конце трубки имеется резиновая груша. С помощью груши в измерительной трубке создается разряжение воздуха, в результате чего топливо из бака поступает в измерительную трубку. В результате, уровни топлива в баке и в измерительной трубке устанавливаются одинаковыми по принципу сообщающихся сосудов. По измерительной линейке топливомера фиксируется уровень топлива в миллиметрах и, далее, по тарировочной таблице определяется количество топлива в литрах.

На фотографии видно, что при измерении замеров упорная трубка вставляется в горловину бака. Таким образом, нижний край горловины является опорой для топливомера.

Один конец упорной трубки должен держаться рукой, а другой конец трубки лежит на горловине. Для правильных замеров необходимо держать трубку так, чтобы она располагалась горизонтально.

Конструкция топливомера позволяет зафиксировать упорную трубку топливомера на горловине бака, как легковой машины, так и автобуса или грузовика.

Процедура замера остатка топлива в баке занимает 10-15 секунд.

 

Рис.6. Процедура замера остатка топлива в баке

 

С помощью встроенной в топливомер ПТ-043 линейке замеряется уровень топлива в баке в миллиметрах. По тарировочной таблице, составленной для данного бака, определяется объем топлива в литрах.

Для получения тарировочной таблицы необходимо сделать замеры бака как показано на следующем рисунке.

Для грузовиков с открытыми топливными баками не представляет труда сделать замеры бака, по которым рассчитывается тарировочная таблица.

Для легковых автомобилей, топливные баки которых имеют сложную форму, рассчитать тарировочную таблицу довольно проблематично. В этом случае необходимо применить проливку бака.

Опыт показал, что расчетные тарировочные таблицы получаются с малой погрешностью. Однако, даже если баки имеют одинаковый объем и форму, они могут отличаться длиной и наклоном горловины. А поскольку точкой отсчета уровня для топливомера является горловина, то замеры делать необходимо.

Разумеется, если баки абсолютно одинаковые (включая горловину), то для замеров остатка топлива можно пользоваться одной таблицей и небольшие расхождения не повлияют на точность измерения.

Для топливомеров ПТ-043 точность измерения уровня не хуже 1% от емкости бака. Для удобства применения, таблицы составляются с шагом 2 мм. Например, точность замера уровня топлива для Газели с баком объемом 70 литров составляет 1 литр. Для целей учета расхода топлива такой точности замеров вполне достаточно.

 

Рис. 6. Методика определения емкости топливного бака