Контроль топлива

Контроль топлива в GPS мониторинге

Контроль топлива - самая востребованная функция систем GPS мониторинг транспорта, после контроля местоположения. И это не удивительно, ведь расходы на топливо занимают основную статью расходов транспортного предприятия. Топливо в GPS мониторинг транспорте можно контролировать несколькими методами, которые различаются по точности измерения, цене и тому, что клиент получает в конечном итоге.

Мы подберем для вас метод контроля топлива, который наиболее полно решит вашу задачу за минимальные деньги.

Контроль топлива расчётным методом.

Это самый простой и дешевый метод, не требующий никакого вмешательства в топливную систему, но, одновременно и самый неточный.

Достаточно ввести в диспетчерское программное обеспечение значение нормативного расхода топлива для конкретного транспортного средства, оборудованного GPS трекером (например, 28 литров на 100 км). Программа умножит нормативный расход на пробег по данным спутниковой системы и в результате получится расход топлива за период времени. Несмотря на примитивность метода, он все же существенно точнее такого же расчёта, проведенного на основе данных о пробеге с одометра, которые нетрудно подделать.

Также следует учитывать, что данные о расходе топлива будут рассматриваться не сами по себе, а в комплексе с реальным пробегом автомобиля, отображённым на карте. То есть, диспетчер увидит, все ли рейсы сделаны согласно заданий, по указанному ли маршруту следовала машина, имели ли место «левые» рейсы и накрутки спидометра. Следует отметить, что расчётный метод контроля топлива не позволяет увидеть место время и величину заправок или сливов.

Контроль топлива с помощью датчика уровня топлива в баке (дут).

Намного более точный метод, это подключение к бортовому GPS трекеру датчика уровня топлива (дут). Здесь также возможны варианты, отличающиеся по точности и цене. Дешевле всего подключиться к штатному датчику топлива транспорта. При этом также нет никакого вмешательства в топливную систему. Однако погрешность при этом будет достаточно велика (хотя и меньше, чем при расчетном методе): для отечественных автомобилей с механическими поплавковыми датчиками топлива до 20…25%, для новых автомобилей иностранного производства 7…15%.

Износ датчика при этом тоже имеет значение и это еще один из минусов данного метода: по мере эксплуатации точность будет существенно ухудшаться. Таким образом, подключение штатного датчика уровня топлива (дут) к GPS трекеру позволит с определенной точностью контролировать расход топлива и видеть факт (место и время) заправок, или сливов, если таковые имели место. Одним из плюсов подключения к штатному датчику уровня топлива является возможность измерения уровня не только дизтоплива, но и бензина.

Вот как отображается расход топлива и заправки при подключении к GPS трекеру штатных и высокоточных емкостных датчиков уровня топлива. Наклонные линии – расход топлива из бака во время движения. Вертикальная линия – заправка

Емкостный датчик уровня топлива (дут).

Штатный датчик уровня топлива (дут).

Емкостный датчик уровня топлива (дут).

Штатный датчик уровня топлива (дут).

Емкостный датчик уровня топлива (дут).

Штатный датчик уровня топлива (дут).

Контроль топлива в автомобиле изначально обеспечивает штатный датчик уровня топлива (дут). То же, что и предыдущий пример, но для наглядности на график выведена линия реальной, необработанной информации прямо от датчика (светло-зеленый цвет). По этой линии видно, что размах всплесков на самом деле еще больше, и математические алгоритмы обработки уже не могут справиться с ними. То есть если программа попытается сгладить линию расхода от штатного датчика уровня топлива, то она может «не заметить» небольшие заправки или сливы

Выводы сделать нетрудно – линия расхода от штатных датчиков уровня топлива «грязная» с изобилием всплесков, затрудняющих анализ. Это связано с малой дискретностью штатных датчиков уровня топлива (дут) и их низким качеством в целом. Линия расхода от емкостных датчиков уровня топлива гораздо более гладкая. Незначительные «зубцы» на ней, это колебания уровня топлива в баке при движении.

Значительно лучший результат дает установка в топливный бак высокоточного электронного датчика уровня топлива (дут). Наиболее распространенные типы, это емкостный и ультразвуковой датчики топлива (дут). Они не имеют движущихся частей, не изнашиваются, их погрешность не увеличивается со временем. Датчики уровня топлива (дут) не связаны с топливной системой автомобиля и никак не влияют на нее. Погрешность этих датчиков примерно одинакова и составляет 1-2%, а цена 2400…3400 грн.

Контроль топлива с помощью емкостного дут

Емкостной датчик уровня топлива представляет собой длинный конденсатор переменной емкости, погруженный в бак. Его емкость, а соответственно и уровень выходного сигнала меняются в зависимости от того, какая часть датчика погружена в топливо. О точности емкостного датчика уровня топлива (дут) можно судить по количеству точек измерения: у современных датчиков топлива это примерно 4000 точек на глубину бака (у большинства машин глубина бака не превышает 70 см). То есть такой датчик может в статическом режиме «увидеть» изменение уровня топлива в баке на 0,2 мм!

А как же осуществляется контроль топлива в динамическом режиме, то есть во время движения с учетом колебаний уровня связанных с наклоном машины, разгоном, торможением…? Действительно, если отобразить на графике сигнал с точного датчика уровня топлива (дут) во время движения машины, то вы увидите многочисленные всплески, затрудняющие анализ. Вот поэтому в нашей программе контроля топлива используются специальные математические алгоритмы обработки данных. Кроме этого, для вычисления расхода топлива, программа контроля топлива использует данные о включении\выключении зажигания, оборотах двигателя, скорости и др.

График расхода топлива от емкостного датчика уровня топлива (дут). Линия гладкая, что позволяет точно контролировать уровень в баке.

График расхода топлива от штатного датчика уровня топлива (дут) нового автомобиля SCANIA. Линия заметно хуже, хотя датчик совершенно новый. Самое неприятное, что данные от датчика со временем еще больше ухудшатся по мере износа датчика топлива.

График расхода топлива от штатного датчика уровня топлива (дут) старого автомобиля DAF. Здесь комментарии излишни.

Контроль топлива с помощью ультразвукового дут.

Ультразвуковой дут работает по другому принципу: излучатель посылает сигнал, который отражается от границы топлива и возвращается обратно. Электронная «начинка» датчика топлива измеряет время прохождения сигнала, делит его на два (ведь сигнал шел туда и обратно) и преобразует в электрический сигнал, пропорциональный уровню топлива. В настоящее время применяются три метода ультразвукового контроля уровня топлива:

- излучатель расположен в верхней части бака. Сигнал идет в воздухе до границы с топливом, отражается от него и возвращается обратно.

- излучатель расположен на дне бака. Сигнал идет в толще топлива до границы с воздухом и отражается от границы перехода плотности.

- ультразвуковой излучатель крепится под дном бака, снаружи и излучает сквозь дно бака.

Из минусов следует отметить необходимость профилактической чистки излучателя (периодически, в зависимости от чистоты используемого топлива).
Погрешность ультразвуковых и емкостных датчиков уровня топлива примерно одинакова и составляет 1-2%.

Итак, если при подключении к штатному датчику можно увидеть место и время заправки или слива топлива, то при наличии высокоточного датчика топлива видно – еще и сколько литров заправлено\слито. Обмануть такие датчики топлива практически невозможно: при расчете расхода топлива программа контроля учитывает, включен двигатель или выключен, показания тахометра, движется машина или стоит и др.

Возможно даже учитывать температурные изменения и углы наклона топливного бака. С помощью датчиков уровня топлива можно легко «вычислить» такое злоупотребление, как обналичивание карточек. Пожалуй, единственное, с чем датчики уровня топлива не справляются, это слив очень малым потоком на ходу и измерение мгновенного расхода топлива. Но ведь контроль топлива – это не только электроника. Периодический осмотр транспортных средств необходим. А что касается мгновенного расхода топлива, то в большинстве случаев заказчика не интересует, сколько топлива «съел» двигатель. Заказчик просто хочет, чтобы у него не воровали топливо.

Что делать если в машине два топливных бака? Многие наши клиенты заглушают один бак, тогда можно обойтись одним датчиком уровня топлива (дут). Если нужны оба бака, тогда мы устанавливаем датчики в каждый бак. График расхода топлива отображает линии расхода из каждого бака и результирующую кривую.

Две зеленые линии – расход из первого и второго бака. Фиолетовая линия – суммарный расход. Видно, что вначале первый бак перекрыт и расход идет из второго бака. Потом кран открыли, и топливо начало перетекать из первого бака, где к тому времени топлива было больше, во второй бак. Так же, как и обычно будут видны заправки в любой из баков с последующим перетеканием топлива в другой бак.

Контроль топлива расходомером.

Есть группа транспортных средств, которые характеризуются относительно высоким расходом топлива и одновременно малым перемещением по местности, например – экскаваторы, бульдозеры, погрузчики. Ещё одна группа транспортных средств имеет расход почти (или полностью) независимый от скорости, например – дизель-генератор, дополнительный двигатель миксера бетономешалки или рефрижератора. В таких случаях для контроля топлива можно использовать датчик расхода. В отличие от датчика уровня, который устанавливается непосредственно в бак, эти датчики устанавливаются в разрыве топливной системы и показывают, не уровень топлива, а сколько топлива «съел» двигатель.

Для точного измерения расхода дизельного топлива необходима установка двух датчиков (или одного двухканального) на подачу и на «обратку». Если попытаться сэкономить и обойтись одним датчиком, замкнув «обратку» так сказать обратно в топливную систему, то ни к чему хорошему это не приведет: двигатель может терять мощность, так как из «обратки» в него будет поступать горячее вспененное топливо, да и топливо в баке не будет подогреваться. Если все же применить два датчика, то датчик расхода топлива из «обратки» будет давать погрешность из-за того, что поток топлива после двигателя пульсирует, на что датчик расхода не рассчитан.

Как правило, датчики расхода топлива конструктивно содержат пластмассовые или (реже) металлические шестерни, которые вращаются под воздействием набегающего потока топлива. Датчики нужно периодически чистить, чтобы точность измерения не менялась со временем, и сам датчик не оказывал влияния на мощность двигателя. Датчики расхода топлива могут точно измерить мгновенный расход топлива и расход за период, но не могут показать место, время и объем заправок или сливов.

Так отображается расход топлива при установке расходомера в грузовом автомобиле. Зеленая линия на графике – расход топлива. Синяя линия – пройденный путь. По мере увеличения пройденного пути увеличивается объем израсходованного топлива.

CAN-шина.

Во всех современных автомобилях есть САN-шина из которой можно взять информацию от многочисленных датчиков, в том числе от топливного. При этом нет никакого вмешательства в топливную систему и не нужно сверлить бак. Минусом данного метода является большая погрешность (ведь данные снимаются со штатного датчика автомобиля, о точности которого было сказано выше).

Отображение графика расхода топлива с использованием данных от CAN-шины автомобиля SCANIA. На графике три цветные линии. Зеленая – подача. Черная – «обратка». Синяя – расход из бака, то есть разность между подачей и «обраткой».

Выводы.

Резюмируя сказанное можно сказать, что:

- штатный датчик уровня топлива позволит примерно видеть расход топлива, место и время заправок и сливов. Имеет большую погрешность, которая со временем увеличивается. Не требует сверления бака.

- электронный датчик уровня топлива позволит точно видеть расход топлива, заправки и сливы. Нет вмешательства в топливную систему. Обладает малой погрешностью. Требует сверления бака, однако это не представляет для нас сложности.

- датчик расхода топлива с высокой точностью покажет расход топлива, но не позволит увидеть место, время и объём заправок\сливов. Имеет место вмешательство в топливную систему. Требуется периодическая разборка датчика и чистка. Имеет самую высокую цену из перечисленных вариантов контроля.

Вот так отображается слив 12,6 литров топлива из 300 литрового бака.

- Из всего вышесказанного видно, что идеального или универсального метода контроля топлива не существует. Также как и не существует полностью автоматической системы контроля топлива. В каждом случае мы подберем для вас наиболее оптимальный с точки зрения результата и цены вариант.

- Стоимость оборудования для одного автомобиля обойдется вам дешевле всего лишь одной полной заправки его бака, а работать оно будет годами! Психологический эффект вы ощутите мгновенно, а экономический эффект через один-два месяца.

- Если вы не хотите больше мириться с «левыми» рейсами, накрутками спидометра, сливами или недоливами топлива - система GPS мониторинг транспорта, это решение для вас. Прочитать как обеспечивается контроль топлива в GPS мониторинге можно и на нашей страничке в фейсбуке.