Pływak paliwa
Kontrola zużycia paliwa - pływakiem?
W samochodach ciężarowych stosuje się głównie pływaki kontaktronowe. Dzięki prostej konstrukcji są odporne na zabrudzenia i wstrząsy. Pływak zbiornikowy nie jest czujnikiem dokładnym. Błąd pomiaru może wynieść 5-10%. Nie nadaje się do kontroli paliwa i monitorowania kradzieży, chociaż w niektórych przypadkach można wykryć spuszczenie paliwa 15-20 litrów. Zadaniem pływaka jest pokazanie przybliżonej ilości paliwa w zbiorniku oraz konieczność tankowania, tzw. rezerwa.
Niestety pływak ułatwia kierowcom TIR kradzież paliwa. Ze względu na konstrukcję możliwe jest jego zdemontowanie i odciągnięcie paliwa przez otwór montażowy. Możliwe jest też spuszczanie paliwa przez wężyk powrotu z silnika. W takim przypadku spuszczanie odbywa się przy pracującym silniku, co dodatkowo utrudnia wykrycie ubytków. Możliwe jest też odciągnięcie paliwa przez rurkę odpowietrzającą za pomocą przenośnej pompki ręcznej. Powyższe wady pływaków można ograniczyć poprzez znakowanie np. malowanie wszystkich elementów, gdzie można dostać się do paliwa.
Wykres pływaka w zbiorniku
Na zdjęciu (po prawej stronie) przedstawiono wykres typowego poziomu paliwa w zbiorniku w samochodzie ciężarowym z mniejszym zbiornikiem. Dodatkowo zainstalowano czujnik otwarcia wlewu paliwa (korka), który jest podłączony do lokalizatora GPS. Odczyt poziomu paliwa jest przekazywany poprzez magistralę CAN, co wskazuje, że mimo uśredniania przez system komputerowy pojazdu, wykres nie jest idealnie precyzyjny. Pomimo ogólnego podglądu na poziom paliwa w zbiorniku, pełna kontrola nad stanem paliwa nie jest możliwa. Drobnym ubytkom paliwa może być trudno się zauważyć.
Wykres sondy w zbiorniku
Sonda paliwa w zbiorniku prezentuje się inaczej niż tradycyjny pływak (jak na zdjęciu po lewej stronie). Wykres mówi praktycznie sam za siebie, charakteryzując się większą płynnością. W przeciwieństwie do standardowego pływaka, sonda paliwa umożliwia szczegółowe monitorowanie krzywej zużycia paliwa w zależności od obciążenia pojazdu. Dodatkowo, dzięki integracji z systemem GPS i importowaniu danych z kart paliwowych, możliwe jest automatyczne porównywanie danych dotyczących tankowania, co pozwala na szybkie wykrycie ewentualnych niezgodności. Nawet niewielkie ubytki paliwa, na poziomie 5 litrów, mogą być teraz skutecznie wykrywane i udokumentowane, co zwiększa bezpieczeństwo przed kradzieżami.
Jak działa pływak?
Ruchomy pływak unosi się w paliwie i jest prowadzony w aluminiowej rurce. W pływaku umieszczony jest lekki magnes torusowy. W rurce zainstalowane są na całej długości czujniki kontaktronowe, które reagują na przemieszczający się magnes. Zwieranie styków czujników powoduje przełączanie rezystorów i zmianę oporności układu podłączonego do wskaźnika paliwa. Za liniową pracę wskazówki odpowiada prosty układ dolnoprzepustowy albo komputer pokładowy.
Wykrywanie kradzieży i tankowań paliwa
Główną wadą czujników pływakowych jest mała rozdzielczość pomiaru. Dokładność z jaką można określić poziom paliwa w zbiorniku zależy głownie od pojemności zbiornika oraz typu pływaka. Standardowo pływaki mają rozmieszczone czujniki co 10-40 mm. Oznacza to, że dla zbiornika, np. 600 litrów rozdzielczość pomiaru wynosi 10-50 litrów! Można przyjąć, że kierowca jest w stanie ukraść jednorazowo 50 litrów paliwa! Kolejną wadą jest praca czujnika paliwa tylko przy włączonym zapłonie. W nocy, kiedy najczęściej dokonywana jest kradzież, żaden system monitoringu GPS nie powiadomi nas, że zniknęło paliwo. Najczęściej dowiemy się nad ranem albo po przerwie, w poniedziałek. Wady tej nie posiadają sondy paliwowe.
Kradzieże paliwa dzięki martwej strefie
Oprócz małej rozdzielczości problemem jest martwa strefa w zbiorniku. Jest to obszar w którym ze względu na konstrukcję pływaka nie może być zmierzony pomiar paliwa. Pływak ma rozmiary około 50 mm i w przypadku spuszczenia paliwa, gdy odczyt pływaka jest na „rezerwie” około 40-50 litrów nie jest pod kontrolą. W przypadku górnej strefy, kiedy pływak opiera się o kołnierz mocujący, ilość niemierzonego paliwa może wynosić 30-60 litrów. Dlatego kradzieże najczęściej odbywają się podczas tankowania pod korek. Pływak pokazuje już maksimum, podczas gdy kierowca może jeszcze wlać 20 litrów do kanistra.
Jak obliczane jest paliwo w samochodzie?
W większości obecnych samochodów pomiar paliwa dokonywany jest przez jednostkę PCM, która bezpośrednio odczytuje rezystancję pływaka i po przetworzeniu podaje sygnał na wskaźnik paliwa. Obecnie wszystkie sygnały rozprowadzane są przez szynę CAN, w której odczytać można wszystkie parametry pracy silnika w tym: pomiar zużycia paliwa, średnie zużycie i poziom paliwa w zbiorniku. ”, czyli dokonać kradzieży na własną rękę. Spuszczenie paliwa z baku to najłatwiejszy i najczęstszy sposób na tanią benzynę. Są trzy sposoby, aby dobrać się do tego cennego produktu: przez korek, wlew paliwa lub pływak.
Odczyt pływaka może odbywać się impulsowo co zapobiega przegrzewaniu się drabinki rezystorowej. Jednostka PCM oblicza na podstawie chwili zwarcia styku poziom paliwa, a stany pośrednie wyliczane są na podstawie przebiegu i średniego zużycia. I tak do zwarcia kolejnego styku w drabince rezystorowej. Mimo dokładności pomiaru PCM nie jest wstanie stwierdzić ile paliwa ubyło w zbiorniku przy kradzieży. Ilość styków kontaktronowych jest zbyt mała by wychwycić ubytki paliwa rzędu 5 czy 10 litów.
Pływak paliwa w samochodzie osobowym
W samochodach osobowych pływaki paliwowe stosowane są jako uniwersalne moduły o regulowanej wysokości, które można dopasować do wielu modeli pojazdów i wielkości zbiornika.
Zamiast czujników kontaktronowych stosuje się ścieżki rezystancyjne zwierane szczotkami. Zaletą takiego rozwiązania jest duża rozdzielczość pomiaru. Spotykane są czujniki o 30 czy nawet 60 stykach. Pozwala to na odczyt paliwa nawet co 1 litr. W samochodach osobowych przy kontroli paliwa odczytuje się wskazania głównie z magistrali CAN. Jednak w dalszym ciągu pomiar pływakowy możliwy jest tylko przy włączonym zapłonie. Przy tankowaniu pod korek szczególnie duża jest martwa górna strefa pomiarowa. Odczyt prawidłowej ilości w zbiorniku może nastąpić po przejechaniu np. 100km. Co daje 5-7 litrów paliwa bez kontroli.