Przepływomierz paliwa to urządzenie służące do pomiaru objętościowego zużycia paliwa, czyli ilości paliwa przechodzącego przez przewód paliwowy w jednostce czasu. Wyniki jego pomiarów podawane są w postaci wskazań liczników (tak samo jak w przypadku licznika wody czy prądu). Na podstawie tych informacji platforma śledząca GPS i telematyka oblicza następujące dane:

• Zużycie paliwa w okresie,
• Średnie zużycie paliwa, np. litry na 100 km/milę na galon (mpg)

Oprócz paliw urządzenie jest w stanie mierzyć natężenie przepływu wielu innych rodzajów cieczy i materiałów sypkich. Na przykład wodomierz w mieszkaniu można traktować równie dobrze jak przepływomierz. Dlatego dalej przepływomierz paliwa będzie nazywany przepływomierzem.

Zasada działania

Przepływomierz to urządzenie do bezpośredniego wolumetrycznego pomiaru zużycia paliwa z pierścieniową komorą pomiarową.

Zasada działania przepływomierza opiera się na pomiarze objętości paliwa przechodzącego przez komorę pomiarową. Komora jest głównym elementem wpływającym na dokładność i trwałość przepływomierza. Oto jak to wszystko działa razem:

Pod ciśnieniem płynu przepływającego przez króciec wlotowy przepływomierza do wlotu komory pomiarowej, pierścień ślizga się po wewnętrznej powierzchni komory jednocześnie z przesuwaniem się po wstędzie.

Pierścień wypycha płyn wewnątrz i na zewnątrz komory przez wylot do dyszy wylotowej.

Jeden obrót pierścienia wypycha objętość płynu równą objętości komory. W tym samym czasie płytka elektroniczna przepływomierza wykonuje jeden impuls wyjściowy. Tak więc, gdy paliwo przechodzi przez przepływomierz, powstaje impuls elektryczny.

We wskazówkach producenta zwykle jest podane, ile impulsów jest wymaganych, aby 1 L / 0,26 US GAL paliwa przepłynęło przez urządzenie. Jeden impuls odpowiada zużyciu paliwa (równe objętości komory pomiarowej), więc wystarczy obliczyć różnicę między objętością komory a jednym litrem paliwa.

Na przykład dla przepływomierza Technoton DFM 100D 1 l odpowiada 200 impulsom. W ten sposób objętość komory pomiarowej dla tego przepływomierza wyniesie 5 ml. (1/200 l). Dane te są następnie wprowadzane do platformy telematycznej jako współczynnik dla czujnika pomiarowego (sekcja „Czujniki i przyciski”). Na podstawie tego współczynnika impulsy są przeliczane na litry. Platforma telematyczna ma przetwarzać otrzymane dane, „rozkładać” dane o zużytym paliwie oraz dostarczać użytkownikom informacje w formie tabeli.

Aplikacja

Przepływomierze przeznaczone są do pomiaru zużycia paliwa w przewodzie paliwowym różnych pojazdów i instalacji stacjonarnych. Obszar zastosowań obejmuje:

• Pojazdy. Może to być transport kolejowy, lotniczy lub wodny.

• Dodatkowe wyposażenie pojazdu. Np. agregat sprężarkowy lub inny sprzęt zamontowany na podwoziu pojazdu.

• Instalacje stacjonarne. Przepływomierze mogą być instalowane wewnątrz zbiorników wykorzystywanych na małych korporacyjnych stacjach benzynowych.

Na odczyty przepływomierza nie mają wpływu wahania poziomu paliwa w zbiorniku. Dlatego możesz odblokować pełny potencjał urządzenia podczas pracy w następujących warunkach:

• Stałe wahania paliwa w zbiorniku podczas jazdy w trudnym terenie. Na przykład przepływomierz może być stosowany w maszynach rolniczych (ciągniki, kombajny itp.), pojazdach terenowych lub transporcie wodnym.
• Długotrwałe (od kilku godzin do kilku dni) nachylenie zbiornika paliwa. Dzieje się tak zwykle podczas parkowania pojazdu na stromym podjeździe lub zjeździe. Takie pochylenia są typowe dla motyki rotacyjnej, frezarek do asfaltu lub innych urządzeń do utrzymania dróg.
• Wahania paliwa + długotrwałe spadki. Na przykład podczas pracy w kamieniołomie z ciężarówkami górniczymi.

Specyficzna konstrukcja zbiornika paliwa często nie pozwala na zainstalowanie kilku czujników poziomu paliwa, a użycie jednego czujnika prowadzi do wyższego wskaźnika błędów. W takim przypadku zalecamy wybór przepływomierzy w celu wykonania dokładniejszego pomiaru zużytego paliwa.

Obejrzyj ten film, pokazujący działanie przepływomierza w trudnym terenie – 2 minuty.

Płyny robocze

Przepływomierz jest w stanie zmierzyć dowolną ciecz o lepkości kinematycznej od 1,5 do 6 mm2/s.

Aby zapewnić wysoką precyzję pomiaru i stabilną pracę przepływomierza, wszystkie zespoły komory pomiarowej muszą być smarowane (tylko do pomiaru zużycia oleju napędowego). Dlaczego olej napędowy? Wynika to z właściwości smarnych oleju napędowego, które pomagają zmniejszyć tarcie między powierzchniami. W przypadku benzyny mechanizm w większości przypadków pracuje „na sucho” (z wyjątkiem silników dwusuwowych, w których benzyna jest zmieszana z olejem silnikowym). Taka praca „na sucho” przyspiesza zużycie, zmniejsza dokładność pomiaru i prowadzi do dodatkowego błędu przepływomierza. Dlatego w rzeczywistości przepływomierz może być stosowany tylko do pomiaru zużycia oleju napędowego.

Rodzaje przepływomierzy

Na koniec 2018 roku w rankingu najczęściej stosowanych znalazły się przepływomierze firmy Technoton. W naszym przewodniku zaklasyfikujemy przepływomierze według Technoton. Inni producenci również produkują podobne modele przepływomierzy, ale mogą używać ich właściwych terminów. Na przykład producent Mechatroniki nazywa przepływomierze „czujnikami zużycia paliwa”.

Aby lepiej zrozumieć istniejące typy przepływomierzy, radzimy najpierw przyjrzeć się bliżej układowi paliwowemu silnika.

1. Zbiornik paliwa
2. Filtr zgrubny
3. Niskociśnieniowa pompa paliwowa
4. Filtr dokładny
5. Wysokociśnieniowa pompa paliwowa
6. Wtryskiwacze
7. Zawór obejściowy

Na schemacie możesz rozróżnić:

• Przewód paliwowy (oznaczony pomarańczowymi i czerwonymi strzałkami), który dostarcza paliwo ze zbiornika do „silnika” (a dokładniej do wysokociśnieniowej pompy paliwowej i wtryskiwaczy).
• Powrotny przewód paliwowy (oznaczony niebieskimi strzałkami), który usuwa nadmiar paliwa z „silnika” (z wysokociśnieniowej pompy paliwowej i wtrysków) i przekazuje go do zbiornika.

Niskociśnieniowa pompa paliwowa dostarcza znacznie więcej paliwa na wejście wysokociśnieniowej pompy paliwowej niż silnik potrzebuje w dowolnym trybie pracy. Nadmiar paliwa z wysokociśnieniowej pompy paliwowej i wtryskiwaczy wraca do zbiornika paliwa przez przewód powrotny.

Na przykład dla ciągnika John Deere odczyty na biegu jałowym wyniosą: w przewodzie zasilającym: 200 litrów na godzinę, na przewodzie powrotnym: 197 litrów na godzinę. Zużycie paliwa przez silnik wyniesie 3 litry na godzinę.

Przepływomierz jednokomorowy

Przepływomierz jednokomorowy mierzy ilość paliwa przepływającego przez przewód zasilający, czyli od zbiornika paliwa do „silnika”.

Przepływomierze jednokomorowe dzielą się na następujące typy:

• Przepływomierz autonomiczny – wyniki jego pomiarów wyświetlane są w górnej części przepływomierza. Takie urządzenia są zasilane przez wbudowaną baterię i najlepiej nadają się do kontrolowania nieautoryzowanego spuszczania paliwa ze stacjonarnych zbiorników itp.
• Z kablem interfejsowym – takie mierniki służą do przesyłania danych na platformę monitorującą. W tym celu wystarczy połączyć się z lokalizatorem GPS za pomocą jednego z poniższych interfejsów:

• Interfejs impulsowy
• RS-232
• RS-485
• CAN BUS

Przepływomierze z kablem interfejsu są zasilane energią elektryczną z pokładowego źródła zasilania pojazdu. W przypadku zaniku zasilania zewnętrznego urządzenie kontynuuje pracę z wbudowanego akumulatora i zapisuje dane o zużyciu paliwa w pamięci podtrzymującej. Po przywróceniu zasilania wszystkie zgromadzone dane są przesyłane z pamięci wewnętrznej do platformy monitorującej.

Stan pracy miernika określamy na podstawie wskaźnika LED umieszczonego w jego górnej części: jeśli urządzenie działa poprawnie, wskaźnik miga.

Opcjonalnie przepływomierz z kablem interfejsu może być wyposażony w wyświetlacz do pokazywania wyników pomiarów.

Przepływomierze z kablem interfejsu są zasilane energią elektryczną z pokładowego źródła zasilania pojazdu. W przypadku zaniku zasilania zewnętrznego urządzenie kontynuuje pracę z wbudowanego akumulatora i zapisuje dane o zużyciu paliwa w pamięci podtrzymującej. Po przywróceniu zasilania wszystkie zgromadzone dane są przesyłane z pamięci wewnętrznej do platformy monitorującej.

Stan pracy miernika określamy na podstawie wskaźnika LED umieszczonego w jego górnej części: jeśli urządzenie działa poprawnie, wskaźnik miga.

Opcjonalnie przepływomierz z kablem interfejsu może być wyposażony w wyświetlacz do pokazywania wyników pomiarów.

Przepływomierz dwukomorowy

Przepływomierz z dwiema komorami pomiarowymi nazywany jest dwukomorowym lub różnicowym. Przepływomierze dwukomorowe mierzą zużycie paliwa jako różnicę objętości paliwa przepływającego przewodem zasilającym i powrotnym, czyli ilość paliwa dostarczonego ze zbiornika do silnika pomniejszona o objętość paliwa z silnika do zbiornika.

Przepływomierze różnicowe to:

• Przepływomierz autonomiczny – wyniki jego pomiarów wyświetlane są w górnej części przepływomierza. Takie urządzenia zasilane są z wbudowanego akumulatora i służą do monitorowania paliwa w pojazdach (niedozwolona jest transmisja danych na platformę monitorującą).
• Z kablem interfejsowym – może przesyłać dane do platformy monitorującej. Aby to zrobić, połącz się z lokalizatorem GPS za pomocą jednego z następujących interfejsów:
• Interfejs impulsowy
• RS-232
• RS-485
• CAN BUS

Przepływomierze różnicowe z kablem interfejsu są zasilane energią elektryczną z pokładowego źródła zasilania pojazdu. W przypadku zaniku zasilania zewnętrznego urządzenie kontynuuje pracę z wbudowanego akumulatora i zapisuje dane o zużyciu paliwa w pamięci podtrzymania. Po przywróceniu zasilania wszystkie zgromadzone dane są przesyłane z pamięci wewnętrznej do platformy monitorującej.

Stan pracy przepływomierza różnicowego jest określany na podstawie wskaźnika LED umieszczonego w jego górnej części: jeśli urządzenie działa prawidłowo, wskaźnik miga.

Opcjonalnie przepływomierz różnicowy z kablem interfejsu może być wyposażony w wyświetlacz do pokazywania wyników pomiarów.

Przepływomierz CAN-bus

Producenci samochodów mogą zapewnić możliwość przesyłania danych o zużyciu paliwa za pośrednictwem sieci CAN-bus pojazdów lub specjalnego sprzętu. Przepływomierz CAN-bus nie jest urządzeniem fizycznym, ale algorytmem obliczającym zużycie paliwa na podstawie czasu pracy wtryskiwaczy. Czas pracy jest mnożony przez ilość paliwa, która przepływa przez wtryskiwacz na jednostkę czasu. Wyniki są następnie korygowane z uwzględnieniem innych parametrów CAN. W końcu otrzymuje się dość dokładne dane dotyczące zużycia paliwa w pojazdach z silnikami wysokoprężnymi i benzynowymi.

W platformie monitoringu i telematyki dane są obecne w postaci miernika cyfrowego, który wskazuje zużycie paliwa w litrach/galonach przez cały okres eksploatacji pojazdu. Aby wiedzieć, ile paliwa zużywa się dziennie, wystarczy odjąć odczyty liczników z początku dnia od odczytów z końca dnia. W oparciu o tę zasadę zostanie zbudowany raport Przepływomierza (zobacz jak to wygląda w sekcji Raporty).

Możesz dowiedzieć się, czy dane dotyczące zużycia paliwa mogą być przesyłane za pośrednictwem magistrali CAN Twojego pojazdu, przechodząc do tej tabeli parametrów CAN. Wybierz swój model samochodu i sprawdź, czy parametr „Całkowite zużycie paliwa” jest oznaczony jako +.

Urządzenia firm trzecich, np. Nozzle Crocodile, również potrafią liczyć zużycie paliwa na podstawie czasu pracy wtryskiwaczy, ale mają mniejszą dokładność w porównaniu ze standardowym przepływomierzem CAN. Z reguły takie urządzenia służą do kontroli zużycia paliwa w przypadku braku innych metod. Na przykład można je wykorzystać do pomiaru zużycia gazu w pojazdach LPG (Autogaz).

Wybór przepływomierza

Co należy wziąć pod uwagę przy zakupie, montażu przepływomierza?:

• Moc silnika – parametr ten ma wpływ na minimalne i maksymalne zużycie paliwa przez silnik (litry na godzinę). Producenci przepływomierzy określają dwa odrębne parametry odpowiadające zużyciu paliwa:
  • Przepływ maksymalny – pokazuje maksymalną ilość paliwa, jaka może przejść przez komorę pomiarową przepływomierza (litry na godzinę). Maks. natężenie przepływu musi być większe niż max. wartość zużycia paliwa przez silnik.
  • Minimalne natężenie przepływu – wskazuje minimalną ilość paliwa wymaganą do rozpoczęcia pracy mierzonej komory. Min. natężenie przepływu musi być mniejsze niż min. wartość zużycia paliwa przez silnik.

W przypadku, gdy wartość zużycia paliwa jest większa niż maksymalne natężenie przepływu, silnik nie otrzyma wymaganej ilości paliwa i nie osiągnie pełnej mocy, przez co stanie się niestabilny lub zgaśnie.

Należy pamiętać, że w niektórych sytuacjach (np. gdy pojazd stoi na biegu jałowym lub porusza się z małą prędkością) wartość zużycia paliwa może być mniejsza niż przepływ minimalny. Dane te nie będą brane pod uwagę przez przepływomierz i będą prowadzić do mniejszej dokładności.

Dobór przepływomierza w zależności od mocy silnika:

W przypadku braku danych o mocy silnika zalecamy wyszukanie wartości zużycia paliwa dla każdej kategorii transportowej z osobna.

• Niezależnie od tego, czy masz na gwarancji samochód, czy wyposażenie specjalne, lepiej użyć przepływomierzy różnicowych. Działają dobrze, a proces montażu nie wymaga dokonywania zmian w układzie paliwowym.
• Interfejsy połączeń — do połączenia przepływomierzy z trackerami GPS wykorzystywane są następujące typy interfejsów:
  • Wejścia impulsowe
  • Interfejsy szeregowe:
  • RS-232
  • RS-485
  • CAN

Interfejs do podłączenia przepływomierza do lokalizatora GPS wybierany jest przy zamawianiu przepływomierza od producenta. Należy pamiętać, że przepływomierz może mieć tylko jeden interfejs i powinien odpowiadać interfejsowi trackera. Dlatego przed złożeniem zamówienia warto sprawdzić, jakie interfejsy są dostępne w Twoim lokalizatorze GPS.