So funktionieren Kraftstoffanzeigen

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Zeit zur Tankstelle zu gehen. Bildquelle / Getty Images

Wenn du wie ich bist, drückst du gerne jede letzte Meile aus deinem Tank. Wenn Sie von jedem Tank 20 Meilen mehr bekommen könnten, könnten Sie im Laufe eines Jahres zwei oder drei Fahrten zur Tankstelle sparen.

Das Haupthindernis für die Verlängerung Ihrer Kilometerleistung ist die Tankanzeige Ihres Autos, die Sie glauben lässt, Sie hätten weniger Kraftstoff als Sie tatsächlich haben. Diese Geräte sind notorisch ungenau. Sie sind leer, wenn sich noch Gallonen im Tank befinden, und werden auf den ersten 50 Meilen voll angezeigt.

In diesem Artikel erfahren Sie, warum sich unsere Kraftstoffanzeigen so verhalten, wie sie es tun. Eine Kraftstoffanzeige besteht aus zwei Hauptteilen: dem Geber, der den Kraftstoffstand im Tank misst, und der Anzeige, die dem Fahrer diesen Füllstand anzeigt. Lassen Sie uns zunächst sehen, wie ein typischer Absender funktioniert.

Das Sendeeinheit befindet sich im Kraftstofftank des Autos. Es besteht aus einem schweben, normalerweise aus Schaumstoff, verbunden mit einem dünnen, Metall-Stab. Das Ende der Stange ist an einem variablen Widerstand montiert. EIN Widerstand ist ein elektrisches Gerät, das dem Stromfluss widersteht. Je mehr Widerstand vorhanden ist, desto weniger Strom fließt. In einem Kraftstofftank besteht der variable Widerstand aus einem Streifen aus Widerstandsmaterial, der einseitig mit der Erde verbunden ist. EIN Wischer Der mit dem Messgerät verbundene Schieber verläuft entlang dieses Materialstreifens und leitet den Strom vom Messgerät zum Widerstand. Befindet sich der Scheibenwischer in der Nähe der geerdeten Seite des Streifens, befindet sich weniger Widerstandsmaterial im Stromweg, sodass der Widerstand gering ist. Befindet sich der Scheibenwischer am anderen Ende des Streifens, befindet sich im Stromweg mehr Widerstandsmaterial, sodass der Widerstand groß ist.

Dieser Inhalt ist auf diesem Gerät nicht kompatibel.

In der Sendeeinheit muss der Kraftstoff unter ein bestimmtes Niveau fallen, bevor der Schwimmer zu fallen beginnt.

Befindet sich der Schwimmer in der Nähe der Tankoberseite, liegt der Scheibenwischer am variablen Widerstand nahe der geerdeten (negativen) Seite an. Dies bedeutet, dass der Widerstand gering ist und eine relativ große Strommenge durch die Sendeeinheit zurück zum Kraftstoff fließt Spur. Wenn der Füllstand im Tank sinkt, sinkt der Schwimmer, der Wischer bewegt sich, der Widerstand steigt und die an das Messgerät zurückgesendete Strommenge nimmt ab.

Dieser Mechanismus ist ein Grund für die Ungenauigkeit der Kraftstoffanzeigen. Möglicherweise haben Sie bemerkt, dass Ihr Messgerät nach dem Auffüllen eine ganze Weile voll läuft. Wenn Ihr Tank voll ist, befindet sich der Schwimmer in seiner maximal angehobenen Position - seine Aufwärtsbewegung wird entweder durch die Stange, mit der er verbunden ist, oder durch die Oberseite des Tanks begrenzt. Dies bedeutet, dass der Schwimmer eingetaucht ist und erst dann zu sinken beginnt, wenn der Kraftstoffstand fast bis zum Boden des Schwimmers abfällt. Die Nadel am Messgerät beginnt sich erst zu bewegen, wenn der Schwimmer zu sinken beginnt.

Ähnliches kann passieren, wenn sich der Schwimmer dem Boden des Tanks nähert. Oft erstreckt sich der Bewegungsbereich nicht bis zum Boden, sodass der Schwimmer den Boden seiner Bewegung erreichen kann, solange sich noch Kraftstoff im Tank befindet. Aus diesem Grund ist bei den meisten Autos die Nadel leer und hört schließlich auf, sich zu bewegen, solange sich noch Benzin im Tank befindet.

Eine weitere mögliche Ursache für Ungenauigkeiten ist die Form der Kraftstofftanks. Die Kraftstofftanks von Autos bestehen heute aus Kunststoff und sind so geformt, dass sie in sehr enge Räume der Autos passen. Oft kann der Tank so geformt sein, dass er um Teile der Karosserie oder des Rahmens passt. Dies bedeutet, dass je nach Form des Schwimmers mehr oder weniger als die Hälfte des Kraftstoffs im Tank verbleiben kann, wenn der Schwimmer den halben Punkt des Tanks erreicht.

Nun wollen wir sehen, wie das Messgerät funktioniert.

Laufen auf leer

Sie werden überrascht sein, wie viel Kraftstoff Sie tatsächlich noch haben, wenn die Nadel leer ist. Informationen dazu finden Sie in der Bedienungsanleitung des genauen Volumens Ihres Kraftstofftanks. Wenn Ihre Nadel das nächste Mal leer ist, suchen Sie die nächste Tankstelle und füllen Sie sie auf. Subtrahieren Sie die Anzahl der Gallonen, die zum Befüllen Ihres Tanks erforderlich sind, von dem in der Bedienungsanleitung angegebenen Volumen, und Sie wissen, wie weit Sie gehen können, wenn die Anzeige leer ist.

Das Spur ist auch ein einfaches Gerät. Der Strom vom Sender fließt durch einen Widerstand, der sich entweder um einen Bimetallstreifen wickelt oder sich in dessen Nähe befindet. Der Bimetallstreifen ist über eine Verbindung mit der Nadel des Messgeräts verbunden.

Dieser Inhalt ist auf diesem Gerät nicht kompatibel.

Mit zunehmendem Widerstand fließt weniger Strom durch die Heizspule, sodass der Bimetallstreifen abkühlt. Wenn der Streifen abkühlt, richtet er sich gerade aus und zieht das Messgerät von voll auf leer.

Der Bimetallstreifen ist ein Metallstück, das durch Laminieren von zwei verschiedenen Metallarten hergestellt wird. Die Metalle, aus denen der Streifen besteht, dehnen sich aus und ziehen sich zusammen, wenn sie erhitzt oder abgekühlt werden. Jede Metallart hat ihre eigene Expansionsrate. Die beiden Metalle, aus denen der Streifen besteht, werden so ausgewählt, dass die Expansions- und Kontraktionsraten unterschiedlich sind.

Wenn der Streifen erhitzt wird, dehnt sich ein Metall weniger aus als das andere, so dass sich der Streifen krümmt, wobei sich das Metall außen stärker ausdehnt. Diese Biegebewegung bewegt die Nadel.

Einige neuere Fahrzeuge senden anstelle des Stroms direkt an das Messgerät einen Mikroprozessor, der den Ausgang des Widerstands liest und mit dem Armaturenbrett kommuniziert. Diese Systeme tragen tatsächlich dazu bei, die Genauigkeit des Messgeräts zu verbessern. Schauen wir uns eines dieser Systeme an.

Einige neuere Fahrzeuge verfügen über einen Mikroprozessor, der den variablen Widerstand im Tank liest und diesen Messwert an einen anderen Mikroprozessor im Armaturenbrett weiterleitet. Autohersteller können ein wenig an der Messbewegung basteln - sie können kompensieren Sie die Form des Tanks durch Vergleichen der Schwimmerposition mit einer Kalibrierungskurve. Diese Kurve korreliert die Position des Schwimmers mit dem im Tank verbleibenden Kraftstoffvolumen. Dadurch kann das Messgerät genauer ablesen, insbesondere bei Fahrzeugen mit komplizierten Gastankformen.

Systeme wie dieses können auch a auslösen Kraftstoff Licht das signalisiert, wenn der Kraftstoff knapp wird. Die meisten dieser Lichter gehen an, solange sich noch ein paar Liter Benzin im Tank befinden, sodass Sie genügend Zeit haben, um Kraftstoff zu tanken.

Der Mikroprozessor kann auch einige bereitstellen Dämpfung zur Nadelbewegung. Wenn Sie um eine Kurve oder einen Hügel hinauffahren, kann der Kraftstoff zu einer Seite des Tanks schwappen und die Schwimmerposition schnell ändern. Wenn die Nadel schnell auf all diese Veränderungen reagieren würde, würde sie überall herumspringen. Stattdessen berechnet die Software einen gleitenden Durchschnitt der letzten Messwerte der Float-Position. Dies bedeutet, dass Änderungen der Nadelposition langsamer auftreten. Möglicherweise haben Sie dies beim Tanken Ihres Autos bemerkt - Sie werden den Tank schon lange füllen, bevor die Nadel voll ist.

Während Kraftstoffanzeigen alles andere als exakt sind, irren sie auf der konservativen Seite.

Weitere Informationen zu Kraftstoffanzeigen und verwandten Themen finden Sie unter den Links auf der nächsten Seite.

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