ГЛОНАСС-мониторинг работы автотракторной техники стал одним из инструментов повышения эффективности предприятия. Важным элементом системы мониторинга техники (СМТ) является подсистема контроля расхода топлива, предоставляющая собственнику и руководству исчерпывающую информацию о реальном расходе топлива.
Обычной практикой является абонентское обслуживание – владелец автопарка платит за сопровождение системы мониторинга и контроля рас-хода топлива поставщику услуг. В эту услугу входят выезды специалистов на диагностику и замену оборудования контроля расхода топлива. При этом основным мотивом при внедрении СМТ является экономия средств на эксплуатацию автотракторного парка. Таким образом, эффективность внедрения СМТ определяется как разница между повышением эффективности работы автотракторного парка и затратами на покупку и эксплуатацию СМТ. В данной статье рассмотрены способы снижения расходов на эксплуатацию СМТ. Самым затратным элементом в обслуживании СМТ обычно является подсистема контроля расхода топлива, ввиду технической сложности и организационных вопросов (вандализм, противодействие персонала). Рас-смотрим методы контроля расхода топлива, обычно применяемые на практике. Каждому из них соответствует своя область оптимального применения, исходя из преимуществ и недостатков.
1. Считывание информации с CAN-шины автомобиля через стандартный интерфейс SAE J1939 [1]. Самый удобный и популярный метод получения информации. Не требуется приобретения и установки дополнительных датчиков.
Данные расхода топлива по CAN являются теоретическими. Этот объем топлива должен был быть подан в цилиндры согласно указаниям бортового компьютера. Поэтому неизбежна ошибка измерения. Она зависит от состояния топливной аппаратуры и не является постоянной.
Погрешность контроля расхода топлива по CAN может быть и в меньшую сторону. Это неприятный момент, так как можно обвинить в хищении топлива невиновного водителя [2].
Счетчик расхода топлива в электронном блоке управления – накопительный расход топлива. Погрешность его относительно остатка топлива в баке также является накопительной. А поскольку учет движения ГСМ ведется по остаткам топлива в баках, то через несколько месяцев работы системы можно обнаружить достаточно серьезное отклонение (в несколько процентов от оборота топлива за период) остатка по данным системы от фактического. Это может быть поводом для изменения коэффициента пересчета данных с CAN-шины.
2. Установка специальных датчиков уровня топлива в бак автомобиля. Самый популярный метод контроля расхода топлива наряду с данными CAN-шины. Как правило, используются датчики уровня топлива емкостного типа. При изменении уровня жидкости в резервуаре изменяется относительная диэлектрическая проницаемость пространства между обкладками конденсатора в результате изменения уровня жидкости, поскольку диэлектрическая проницаемость жидкости и среды без нее (например, воздуха) в общем случае различна. В результате изменяется и электрическая емкость датчика. Изменение электрической емкости датчика определяется электронной схемой и преобразуется в выходной сигнал.
Преимущества данного метода контроля расхода топлива:
1) высокая точность определения заправок и сливов топлива (погрешность примерно 1-2 % от объема топливного бака);
2) можно измерять расход бензинового или дизельного топлива;
3) большинство платформ для мониторинга транспорта умеют определять объем и время заправок и сливов топлива автоматически на основе данных с датчика уровня топлива;
4) недорогое решение.
Недостатки контроля уровня топлива в баке:
1) так как датчик уровня топлива дает данные только о высоте топлива, но не объема, в процессе установки приходится проводить процедуру тарировки топливного бака. Она занимает около часа;
2) уровень топлива в процессе работы машины изменяется неравно-мерно. Флуктуации значений уровня топлива зависят от формы топливного бака и режима эксплуатации машины;
3) программное обеспечение системы мониторинга транспорта может создавать ложные события сливов и заправок топлива. На их основе рассчитываются неверные цифры расхода топлива. Заказчик может потерять много времени на анализ ложной информации;
4) невозможно получить график мгновенного расхода топлива. Иногда он полезен для оценки качества работы машины в сельском хозяйстве либо выполнения иных работ;
5) сложно обнаружить небольшие хищения топлива из обратной магистрали либо из других частей топливной аппаратуры.
3. Установка датчиков контроля расхода топлива.
Расходомеры топлива являются самым точным средством контроля расхода дизельного топлива.
Преимущества:
1) точный расход топлива в любых условиях эксплуатации;
2) получение таких параметров, как мгновенный расход топлива и время работы двигателя;
3) определение режима работы двигателя, а также расхода топлива и времени работы в частичных режимах (холостой ход, перегрузка);
4) исключение возможностей хищения топлива из обратной магистрали.
Недостатки:
1) более высокая стоимость по сравнению с датчиком уровня топлива;
2) может быть установлен только на дизельный двигатель;
3) нет информации о заправках и сливах топлива из бака.
Экономию средств может обеспечить правильный выбор метода контроля расхода топлива для каждой конкретной единицы техники исходя из указанных выше преимуществ и недостатков.
Необходимо выяснить возможность считывания данных о расходе топлива с шины CAN и проверить точность показаний. При необходимости иметь точные данные о заправках и сливах топлива из бака дополнительно устанавливаются датчики уровня топлива.
При отсутствии либо неадекватности данных с шины CAN на технику, выполняющую транспортные работы, как правило, больше подходят датчики уровня топлива. На сельхозтехнику и спецтехнику, имеющую топливный бак несимметричной формы, рекомендуется устанавливать датчики расхода топлива.
Для более полной информации о параметрах работы транспортного средства может применяться и комплексный подход, когда одновременно используются несколько методов контроля расхода топлива.
Покупкой и установкой СМТ затраты предприятия не ограничиваются. Хорошая СМТ должна эксплуатироваться пять и более лет. Это означает, что на передний план выходят затраты на поддержание ее работоспособности. Их минимизация существенно снизит стоимость владения СМТ.
Самым сложным элементом в обслуживании являются датчики контроля уровня и расхода топлива. Если упростить их обслуживание и число выездов обслуживающей компании, можно существенно уменьшить расходы на эксплуатацию системы мониторинга.
Спроектированный ЗАО «Мехатроника» датчик уровня топлива Eurosens Dominator имеет одновременно модульную конструкцию и быстросъемное байонетное крепление к топливному баку.
Это дает ряд новых эксплуатационных возможностей, недоступных ранее. Первое – это простота технической поддержки. Если с устройства удаленного мониторинга поступают некорректные данные по уровню топлива в баке, то причины могут быть разные. Это вода или грязь в топливном баке либо неисправность датчика уровня. Можно локализовать проблему: датчик легко извлекается из байонетного крепления, отсоединяются электроды. По получаемым данным можно определить, где находится проблема – в электронном модуле датчика, его электродах либо топливе. Для этого не требуется выезд специалиста, а датчик фиксируется в байонетном креплении снова без сверления новых отверстий в топливном баке. Единственное, что потребуется, – снова опломбировать датчик от несанкционированного извлечения. Это делается просто благодаря специальным отверстиям в байонете и датчике и может выполняться ответственным персона-лом владельца техники. После локализации проблемы, если она заключается в электронном модуле датчика, на замену поставщик может выслать новый модуль, который ответственный персонал может установить самостоятельно, а старый выслать для изучения. Если проблема заключается в загрязнении электродов, их легко снять и почистить. Таким образом, число выездов к клиенту снижается до минимума.
Как видно из приведенного примера, разница в стоимости составляет больше половины стоимости нового датчика. Кроме того, при переустановке датчика на новую технику нередко его электроды имеют недостаточную длину. Для Eurosens Dominator достаточно заказать новый комплект электродов, что в 8 раз дешевле нового датчика.
Аналогичный подход был применен при создании расходомеров Eurosens.
Ранее датчики расхода топлива считались высокоточным инструментом контроля, устанавливать и обслуживать который могут лишь аттестованные сервисные центры производителя. Для максимального упрощения установки и обслуживания расходомеров с одновременным повышением точности были приняты следующие технические меры:
1) вместо традиционных герконов для контроля работы измерительной камеры применены несколько датчиков Холла. В итоге расходомеры Eurosens нечувствительны к внешнему магнитному полю;
2) контроль направления потока топлива избавляет от необходимости установки обратных клапанов в топливную магистраль;
3) установка термодатчиков в камерах прямой и обратной магистрали позволяет учитывать разницу температур топлива, поступающего в двигатель и возвращающегося в бак;
4) конструктивно обеспечена легкая разборка датчиков расхода топлива Eurosens для их очистки в условиях предприятия. Это существенно снижает затраты на эксплуатацию, поскольку ранее очистка расходомера влекла: транспортные расходы на доставку в сервисный центр; оплату очистки расходомера; неработоспособность подсистемы контроля расхода топлива в ожидании получения расходомера;
5) расходомеры Eurosens могут быть оперативно вскрыты и очищены без снятия с гарантийного обслуживания.
Таким образом, датчики уровня топлива Eurosens Dominator и датчики расхода топлива Eurosens позволяют реализовать новый подход в системах ГЛОНАСС мониторинга транспорта и контроля расхода топлива, когда основной объем оперативного технического обслуживания выполняется силами заказчика. Разумеется, это сопровождается уменьшением ежемесячных счетов за обслуживание системы со стороны поставщика услуг ГЛОНАСС-мониторинга. А в связи с упрощением обслуживания выполнять функции поставщика может одна из структур автотранспортного предприятия.
1. SAE J1939-71. Surface Vehicle Recommended Practice. Vehicle Application Layer.
2. Is ECM data accurate enough to use when making decisions about fuel saving technologies or operational practices? Case Study [Electronic resource] // A PIT Group Technical Report – 2015.