Этим летом я решил подумать над тем, как измерять уровень топлива в поплавковой камере карбюратора. Причем, чтобы это делалось автоматически в процессе движения машины. К сожалению, штатно Солекс не предусматривает такой возможности. На более старых карбюраторах было смотровое окно (если открыть капот и нагнуться, то можно было посмотреть) уровень, но в Солексе и его нет. Разработчики (ДААЗ) утверждают, что правильный уровень должен обеспечиваться исправными деталями и правильной регулировкой положения поплавка.

Но, ведь всякое бывает. Если игольчатый клапан поплавка с металлическим наконечником, то он может иногда пропускать лишний бензин и уровень топлива поднимается выше нормативного, смесь переобогащается. А если использовать игольчатый клапан с резиновым наконечником, то уровень топлива становится нестабильным уже именно по причине наличия резины и может периодически занижаться (когда? насколько?). Про нестабильность упоминают работники ДААЗ. Поэтому все же надо бы как-то контролировать уровень динамически, т.е. в процессе. Ну, а там, глядишь, и регулировать как-нибудь, да получится. Скажем, как это делалось раньше в японских, немецких карбюраторах.

Да и хотелось бы детальнее выяснить, как уровень топлива в поплавковой камере влияет на приемистость машины. Потому как иногда жмешь на газ – и она вполне обгоняет другие машины, в т.ч. импортные иномарки). А иногда – будто чего-то двигателю не хватает. Вот и хочу понять, чего именно.

Честно говоря, иногда приходят мысли: а не перейти ли мне на впрыск, т.е. на инжектор?

В самом деле, ведь практически все так ездят, карбюраторных-то машин ныне совсем мало осталось. Но.

Но, как только вспомню, сколько придется покупать дополнительных (и недешевых) диагностических приборов… или придется быть зависимым от автосервиса. И сразу такие мысли куда-то исчезают. Скажем, про то, как оно бывает в автосервисах – я слегка осведомлен. Это пока машина более-менее нормальная, практически исправная – вот такие машины на автосервисах ремонтируют очень даже неплохо (хотя, и тут бывает по-разному). Ну, а когда ей несколько десятков лет, да когда неисправность не так-то просто диагностировать – вот тут, бывает, владельцы автомобилей начинают ходить из угла в угол (точнее, из автосервиса в автосервис). Ну, или «ездить так» (пока совсем уж не развалится). Чего только не делают: и катализаторы удаляют, и обманки разные ставят, и какие-то там проводки по-особому соединяют, и т.п. Ну, или как-то там продают машину, берут кредиты и покупают более новую.

Т.е., еще раз: инжектор – он хорош ровно до тех пор, пока хорош. Это, разумеется, нередко продолжается годами, даже многими годами. Но, как только что-нибудь там «такое» возникнет – так возникает серьезная проблема. Решить которую лично мне гораздо сложнее будет, чем то, с чем я сталкиваюсь при обслуживании карбюратора (там все делается, как правило, в течение полудня, не дольше). Поэтому пока если и думаю об инжекторе, то лишь теоретически, может, на отдаленную перспективу.

Собственно, автосервисменов (ремонтников) вполне можно понять по-человечески. Они ведь приходят на работу, чтобы деньги зарабатывать, а не чтобы гореть научно-творческими поисками, выискивая, что же там такого странного происходит в очередной клиентской машине. Да еще, попутно, слушать пофыркивание части клиентов, мол, «что так долго», «почему так дорого» и т.п. Поэтому то, о чем они в курсе и что могут легко обнаружить – это они, зачастую, устраняют (честно или нечестно – это уже второй вопрос). Ну, а если человек просто физически не может найти неисправность в течение 5…20 минут – понятно, что ему выгоднее забыть о ней и взять следующего клиента. Иначе, повторюсь, он не заработает столько, сколько ему требуется.

Да и взять блогеров, живущих ныне в США. Вроде бы, все хорошо, машина классная, все такое. Но, проходит год-два. И вот, в один не очень прекрасный день лицо блогера – неподдельно печальное, даже репортаж выходит скомканный, зрители жалуются, типа, «хватит ныть». Оказывается, машина-то раньше была куплена б/у, там пробег уже этак неплохой и вот, увы, что-то сломалось. Лампочка «Check engine» на панели горит. Машина едет, но как-то не очень. Поеду, мол, сколько назначат сумму ремонта. И еще когда деталь привезут, неизвестно. И едва ли это – розыгрыш для того, чтобы побудить зрителей к увеличению донатов. Скорее всего, и в самом деле с машиной возникла проблема.

Т.е. я к тому, что сказки о «неломающихся классных машинах» следует оставить для тех, кто, к примеру, смотрит лете-визор, колется, по своему недоразвитию, от «короновируса» (а то и от героина, морфия, ацетона – чего уж там), ну, и т.д. А использовать для повседневной езды лучше бы такие машины, которые имеют приемлемый для человека оптимум соотношения:

«цена – качество – функциональность – легкостьОбслуживания»

В этом смысле мне неизвестен автомобиль лучше и оптимальнее, чем карбюраторная Нива. Ну, это на мой взгляд так, конкретно для моего образа жизни. Кто-то другой, возможно, укажет иной критерий и совсем иной автомобиль.

Поэтому я решил изготовить датчик уровня топлива

Ну, или изготовить, или купить готовый. Вначале решил подумать о контроле уровня топлива с использованием штатного поплавка. Но, во-первых, он может незаметно наполниться бензином. Во-вторых, игольчатый клапан может работать некорректно. В итоге, такой «контроль» будет просто бесполезен.

Поначалу подумалось – тупо, взять, да и наварить определенную часть к корпусу карбюратора, расширив его поплавковую камеру. Однако, неизвестно, как поведет себя этот сплав. Не поведет ли после сварки корпус… А то потом еще получится так, что дроссельные заслонки перестанут поворачиваться.

Стал думать, советоваться.

Потом какое-то время обдумывал, возможно ли сделать дополнительный поплавок, параллельно штатному и его использовать в качестве указателя уровня топлива. Например, через потенциометр, магниторезистор или что-то подобное. Даже придумал конструкцию – если сделать проставку между корпусом карбюратора и его крышкой толщиной пару сантиметров, то вполне можно было бы установить дополнительный поплавок.

Но, увы, в самой поплавковой камере, где бензин, просто нет места для такого дополнительного поплавка, который бы не тонул в бензине. Ибо если делать его из пенопласта (как и штатный), то он будет точно также постепенно наполняться бензином, особенно, если в нем будут присутствовать алифатические углеводороды, бензол там какой-нибудь. Т.е. это будет тоже на время, из серии не очень. Это не контроль.

А если делать из металлической фольги, то даже при ее толщине, равной 0,1 мм (а тоньше уже и нельзя), то масса поплавка будет слишком высокой и он будет тонуть в бензине. Бензин ведь – это легкая жидкость, легче воды даже. Поэтому, после того, как я сделал расчеты массы поплавка, стало понятно, что и с дополнительным поплавком ничего не выйдет. Это вот на Озоне – там места побольше, там еще можно было бы что-то придумать. Но, не на Солексе, к сожалению.

Один карбюраторщик с Youtube посоветовал – мол, врезать прозрачную трубку, затем видеокамеру - под капот и дисплей - в салон. И – наблюдать уровень бензина непосредственно, визуально. Однако, мне-то хотелось именно стрелочный прибор (типа указателя давления масла или вольтметра, к примеру), ибо присматриваться каждый раз к дисплею как-то не очень. Да и вдруг эти трубка отломится или еще что. Сразу бензин из карбюратора потечет струей в подкапотное пространство, прямо на выпускной коллектор. Так и до пожара не далеко. И не всегда это получится сразу обнаружить. В общем, не очень удобный, да и опасный способ. Пригодный только для временного применения.
Ультразвуковой датчик. Сверху (в крышке карбюратора) устанавливается датчик, представляющий собой источник и приемник ультразвука. Он, испускаясь от источника, доходит до поверхности жидкости. отражается от нее и идет обратно. И по времени, прошедшему с момента испускания ультразвука до момента его приема, можно определить уровень бензина. Вроде, неплохо, но все датчики, которые я видел, скажем, на Aliexpress, имеют мертвую зону, равную 5 см и более. Да плюс к тому, им требуется довольно широкий угол обзора. Т.е. в крышке карбюратора его использовать не получится. Ибо будет паразитное отражение ультразвука от стенок крышки и поплавковой камеры, в итоге, скорее всего, не получится отфильтровать полезный сигнал.
СВЧ-датчик. То же самое, только вместо ультразвука – СВЧ-излучение. Проблемы – те же.
Инфракрасный датчик. То же самое.
Герконовые датчики. Суть в том, что делается вертикальная цепочка нескольких герконов. Рядом расположен поплавок с магнитом, который может двигаться вертикально. При вертикальном перемещении поплавка магнит, расположенный на нем, замыкает соответствующий геркон, давая, таким образом, информацию о местоположении поплавка и, стало быть, и об уровне жидкости. Однако, увы, самый легкий магнит для герконов весит не менее 0,5…1 грамм. Так как в поплавковой камере очень мало свободного места, не получится сделать надежный поплавок, способный плавать даже без магнита, налегке.
Датчик Холла. Это похоже на геркон, но позволяет измерять расстояние от него до магнита, установленного на поплавке. Очень даже удобный и простой способ, но, опять же – не получится сделать такой поплавок. А так, если бы получилось, то это, пожалуй, лучший способ.

Я даже подумывал о том, чтобы вообще убрать игольчатый клапан со штатным поплавком, сделав взамен новый металлический поплавок (из фольги) немного большего объема, чтобы он нормально плавал в бензине. А подачу бензина включать/отключать по сигналу датчика Холла. Используя для этого, к примеру, обычную инжекторную форсунку. Но, если убрать клапан, то поплавку не во что будет упереться и он будет постоянно колебаться вверх-вниз. При этом и форсунка будет постоянно то открываться, от закрываться. До добра это не доведет. Хотя, конечно, можно сделать электромагнитный гаситель колебаний поплавка. Тем более, что в инжекторных двигателях форсунки, по идее, и так открываются/закрываются несколько десятков раз в секунду – в штатном режиме. Но, не знаю, как поведет себя это на практике. Но, попробовать можно, при желании, – с запасной крышкой карбюратора, которую не жалко.

Датчик сопротивления. Это – один из старых добрых способов измерения уровня. Суть в том, что в жидкость вертикально погружена нить (например, из манганина, у него высокий температурный коэффициент сопротивления), которая подогревается слабым электрическим током. Чем больше уровень жидкости, тем сильнее охлаждается нить и тем ниже ее сопротивление. Измеряя последнее, можно узнать, каков уровень жидкости. В общем-то, неплохой и, самое главное, очень простой способ. Манганин можно взять, например, из соответствующей термопары, они в продаже есть. Но, сдается мне, что этот способ подойдет только когда двигатель не работает. А в процессе работы, тем более, в движении будут вибрации, бензин будет расплескиваться, нить будет постоянно забрызгиваться бензином и, как следствие, постоянно охлаждаться, показывая, тем самым, якобы завышенный уровень бензина. Впрочем, можно, конечно, поместить ее внутрь трубки, чтобы уменьшить расплескивание бензина. В общем, это надо тестировать на практике, в теории тут сложно сказать.
Емкостный датчик. Это когда есть электрический конденсатор, представляющий собой, например, коаксиальную пару «цилиндр + стержень в нем». При попадании бензина внутрь емкость такого конденсатора будет слегка повышаться, т.е. диэлектрическая проницаемость у бензина выше, чем у воздуха. Однако, когда я рассчитал емкость, то оказалось, что она равна где-то всего 10…20 пФ. Изменение емкости при изменении уровня бензина на 1 мм – вообще мизерное. С учетом того, емкость подводящих проводов будет даже выше (она вполне может достичь 50 пФ и более, как пишут на радиофорумах), пришлось сразу отказаться и от этой затеи тоже. Такой датчик можно применять, разве что, при достаточно большой глубине бензина, от полуметра и выше.
Датчик сверхмалого давления. Оказывается, нынче есть датчики, способные измерять давление всего лишь до 250 Па. С учетом того, что 20…30 мм бензинового столба в поплавковой камере карбюратора дают давление где-то в районе 170 Па – такой датчик вполне можно было бы применить. Очень даже неплохо было бы, НО, опять же – придется делать ввод к нему в виде трубки, идущей от поплавковой камеры. А вдруг трубка неожиданно отломается? Мало ли что. Опасно.

Просмотр специализированных форумов в интернете показал, что владельцы мопедов, мотоциклов также сталкиваются с подобной проблемой: у них ведь там в бензобаке нету указателя уровня топлива и потому некоторые тоже хотят сделать какой-то датчик уровня. Там я и обнаружил (только лишь в ОДНОМ сообщении из многих тысяч) совет – использовать пъезодатчик. Так как добротность пьезоэлементов при погружении в жидкость снижается. Как оказалось, пьезодатчики вполне выпускают. Точнее, вибрационные пьезодатчики.

Так как на сайтах в интернете информация о них очень краткая, вначале посмотрел патенты по таким датчикам. Их оказалось немало. Потом нашел в продаже (на сайтах) готовые. Суть в том, что к пьезокристаллу крепятся две вертикальные (металлические) пластины, образуя как бы камертон. Их длина подобрана так, что при возбуждении поперечных колебаний пластин резонансная частота будет совпадать с частотой самого пьезокристалла. НО, как только нижняя часть полосок попадет в жидкость – тут же амплитуда и частота их колебаний снизятся. Чем больше будет жидкости, тем сильнее такое снижение. Вроде, неплохо. И точность хорошая – до 1 мм; как раз то, что надо. Однако, все заводские конструкции, которые мне удалось увидеть, имеют слишком уж большие габариты, их не получится установить в крышку карбюратора. Ну, а если делать это самому, паять схему управления тоже в итоге самому – ну, здесь я пока не справлюсь, ибо, все-таки – техника высоких частот, это, увы, уже не мой уровень электроники. Никогда я еще не паял кварцевые генераторы. Т.е. можно, конечно, посидеть, разобраться и спаять (благо, осциллограф теперь есть), но пока неохота. Кстати, этот способ применяют и для измерения плотности, вязкости и расхода жидкостей, судя по патентам.
Индуктивный вибрационный датчик. Это когда колебанием пластины управляет не пьезокристалл, а соленоид (катушка индуктивности). Вначале придумал это сам, а потом, с небольшим сожалением, узнал: оказывается, есть пара патентов об этом. Кстати, патенты эти - давно просроченные. Суть в том, что в жидкость погружена пластина или стержень. Который вибрирует в результате воздействия соленоида. Чем выше уровень жидкости, тем больше потери энергии стержня (в результате трения о жидкость) и тем меньше амплитуда вибраций. Дальше – измеряем эту амплитуду (другим соленоидом) и можно делать вывод, каков уровень жидкости. Очень неплохой способ. Даже не потребуется ничего переделывать в поплавковой камере. Нужно лишь изготовить пару небольших соосных соленоидов, как-то согласовать с ними сердечник специальной формы. И разместить все это в крышке карбюратора, предварительно просверлив там дырку в одном месте. Вроде, задача вполне решаемая. И даже можно потом, при необходимости, проводить измерения уровня бензина в других карбюраторах Солекс, благо все переделки сводятся к сверлению безобидной дырки в крышке.
Плюс к тому, я придумал еще один способ. Не сказать, что идеальный, но, вроде, рабочий. Писать о нем пока не буду, попытаемся его вначале запатентовать. Если получится найти практическое применение в определенной области – это пока у нас в процессе обсуждения. Потому как карбюраторы-то – это технология устаревшая, практически снятая с производства. И пока не пойму, лучше ли он, чем те, что перечислены выше. Похоже, не лучше. Просто – дополнительный способ. Впрочем, так как я теперь в этом университете УУНиТ (раньше он назывался БашГУ) не работаю (и более не планирую с этой сворой *** работать вообще, бо столкнулся, мягко говоря, с официальной то ли клеветой, то ли просто лживой информацией в свой адрес и полным бездействием так называемого «руководства»), соответственно, разные там патенты/публикации мне как бы теперь и ни к чему. Разве что так, по привычке. Тем более, даже и когда работал там, то мне говорили, что ежели патент или компьютерная программа оформлены лично на меня (а не на университет), то в отчете о моей работе он фигурировать не будет. И влиять на зарплату, соответственно, тоже не будет. Поэтому, по идее, чем возиться с ними, с их оформлением, проще было бы здесь написать, да и все. Ну, посмотрим. Тем более, идея эта не сказать, что прямо уж «гениальная».

Так что, в итоге, реализовать динамическое измерение уровня топлива в поплавковой камере карбюратора, не меняя конструкции его корпуса, оказалось не такой-то простой задачей.

С уважением, Салимоненко Д.А.