В системе управления автомобильного двигателя заложена определённая математическая модель, где рассчитываются выходные величины на основании измерения входных. Например, длительность открытия форсунок зависит от количества воздуха и многих других переменных. Но кроме них существуют и константы, то есть характеристики топливной системы, прописанные в памяти и управлению не подлежащие. Одной из них является давление топлива в рампе, а точнее, перепад его между входами и выходами форсунок.
Для чего нужен регулятор давления топлива
Топливо к форсункам поступает из бака путём перекачки его расположенным там электрическим бензонасосом. Возможности его избыточны, то есть рассчитаны на максимальное потребление в самом тяжёлом режиме плюс значительный запас на ухудшение со временем характеристик в процессе длительной эксплуатации.
Но насос не может постоянно качать во всю мощь своих изменяющихся возможностей, давление надо ограничить и застабилизировать. Для этого и применяются регуляторы давления топлива (РДТ).
Они могут устанавливаться как непосредственно в модуле насоса, так и на топливной рампе, питающей форсунки впрыска. В этом случае приходится сбрасывать излишки через сливную магистраль (обратку) снова в бак.
Принцип работы РДТ
Устройство клапана и принцип действия зависит от типа топливной системы конкретного автомобиля. Существует 3 способа подачи бензина из бака к форсункам:
- Насос вместе с регулятором установлен внутри бака, горючее подается к двигателю по одной магистрали.
- Подача бензина осуществляется по одной трубке, возврат – по другой. Обратный клапан топливной системы находится на распределительной рампе.
- Схема без механического регулятора предусматривает электронное управление бензонасосом напрямую. В системе присутствует специальный датчик, регистрирующий давление, производительность насоса регулирует контроллер.
Устройство
Регулятор может быть механическим или электронным. Во втором случае это классическая система регулирования с датчиком давления и обратной связью. Но простой механический не менее надёжен, при этом дешевле.
По теме: Как узнать расход топлива автомобиля по километражу (на 100 км)
Установленный на рампе регулятор состоит из:
- двух полостей, в одной находится топливо, в другой – воздушное разрежение из впускного коллектора;
- эластичной диафрагмы, разделяющей полости;
- подпружиненного регулирующего клапана, соединённого с диафрагмой;
- корпуса со штуцерами обратки и вакуумного шланга от впускного коллектора.
Иногда в составе РДТ имеется сетчатый фильтр грубой очистки проходящего бензина. Весь регулятор установлен на рампе и сообщается с её внутренней полостью.
Особенности конструкции
Регулятор давления бензина – один из немногих элементов системы, который не управляется с электронного блока. Этот узел – полностью механический и его функционирование основано на перепадах давления. Хотя в системах без рециркуляции срабатыванием датчика заведует ЭБУ. Поскольку встречаются они не часто, то далее рассматривать такие узлы мы не будем.
Стоит отметить, что РТД работает не в строго заданных значениях, он подстраивается под режим работы двигателя. То есть, при надобности он увеличивает или уменьшает давление в системе, чтобы обеспечить оптимальное смесеобразование.
Конструктивно этот элемент очень прост и состоит из корпуса, на котором расположены штуцеры и выводы для подсоединения к системе питания. Внутри этот корпус разделен мембраной на две камеры – топливную и вакуумную.
К топливной полости подходят для вывода – один используется для подачи топлива в камеру, а второй ведет на магистраль слива бензина в бак (обратку). Но второй канал закрыт клапаном, который связан с мембраной.
Со стороны вакуумной полости установлена пружина, которая воздействует на мембрану, обеспечивая перекрытие канала слива клапаном. Эта камера посредством штуцера трубкой соединена с впускным коллектором.
Принцип работы
Чтобы зафиксировать давление между входами и выходами форсунок, необходимо к его величине в рампе добавить отрицательное разрежение в коллекторе, куда выходят распылители форсунок. А поскольку глубина вакуума меняется в зависимости от нагрузки и степени открытия дроссельной заслонки, то отслеживать перепад нужно непрерывно, стабилизируя разницу.
Только тогда форсунки будут работать со штатными значениями своей производительности, и состав смеси не потребует глубокой и частой коррекции.
По мере увеличения разрежения на вакуумном патрубке РДТ, клапан будет приоткрываться, сбрасывая дополнительные порции бензина в обратку, стабилизируя зависимость от состояния атмосферы в коллекторе. Это дополнительная коррекция.
Основное регулирование происходит благодаря пружине, поджимающей клапан. По её жёсткости нормируется главная характеристика РДТ – стабилизируемое давление. Работа идёт по тому же принципу, если насос давит с избытком, то гидравлическое сопротивление клапана уменьшается, большее количество топлива сливается обратно в бак.
ДИАГНОСТИРУЕМ
Есть минимум оборудования, без которого приступать к работе неразумно. Диагностика электронных систем начинается со считывания кодов неисправностей, проверки датчиков, исполнительных механизмов. Особых дизельных сканеров нет, есть универсальные, то есть для широкого круга автомобилей, либо дилерские — на определенную марку. Для изучения сигнала с проверяемого устройства нужен осциллограф. Но он дорог, выгоднее купить сканер с дополнительной функцией осциллографа.
Давление топлива проверяют манометрами. Низкое — механическим, со шкалой до 10 бар, а высокое — специальным прибором с переходниками и диапазоном не ниже 2000 бар. А для измерения количества топлива, сливаемого из форсунок, нужен свой набор.
Алгоритм поиска неисправности зависит от характера отказа. Если двигатель не заводится (электронные блокировки и забытые секретки не в счет), проверяем целостность привода ГРМ. Если стартер вращает коленвал с усилием, это неплохо для владельца, а если без сопротивления, порадуются ремонтники: работа предстоит дорогостоящая. Ведь дизельные двигатели «втыковые» — при разрушении привода ГРМ поршни гнут клапаны, а дальше как повезет.
Признаки и симптомы неисправности РДТ
В зависимости от характера неисправности, давление может или увеличиваться, или уменьшаться. Соответственно, смесь, поступающая в цилиндры обогащается или обедняется.
Блок управления пытается откорректировать состав, но его возможности ограничены. Нарушается горение, мотор начинает работать с перебоями, пропаданиями вспышек, тяга ухудшается, а расход растёт. Причём в любом случае, обеднена смесь, или обогащена. Горит она при этом одинаково плохо.
Зачем это нужно
Основной задачей РДТ является «слежение» за давлением топлива в форсунках силового агрегата и сохранение оптимального напора. Вне зависимости от того, какова нагрузка на двигатель, задача регулятора заключается в поддержании правильного давления. К примеру, при увеличении оборотов давление будет расти. В ином случае двигатель получит обедненную смесь. Если же обороты снижаются, а давление слишком велико, агрегат начнет потреблять переобогащенную смесь – на ее приготовление будет идти слишком большое число долей горючего.
Одной из побочных функций РДТ является компенсация избыточного давление в рейке. Это особенно важно, когда впускной коллектор пропускает малые объемы воздуха, а напор топлива не меняется – в этом случае блок управления просто изменил бы время распыления топлива или готовой смеси. Это компенсирует избыточное давление, но негативно скажется на динамике авто. Возможны и более интересные случае. К примеру, в случае бензиновых агрегатов топливо не будет сгорать полностью и зальет свечи зажигания. Результат: повышенный расход при неизменных мощностных показателях, ухудшение экологических показателей транспортного средства, более быстрый расход ресурса катализатора. РДТ в рейке или в топливной баке (существует и такая схема установки) реагирует на изменение давления и по необходимости перенаправляет излишки топлива в бак.
Как проверить устройство на работоспособность
Для проверки производится замер давления в рампе. Она снабжена вентилем, к которому можно подключить тестовый манометр. Прибор покажет, укладывается значение в норму, или нет. А на конкретную вину регулятора укажет характер реакции показаний на открытие дроссельной заслонки и отключение магистрали обратки, для чего достаточно пережать или заглушить её гибкий шланг.
Снятие вакуумного шланга со штуцера РДТ также продемонстрирует адекватность реакции по давлению. Если двигатель работал на минимальных оборотах, то есть разрежение было высоким, то исчезновение вакуума должно вызвать рост давления в рампе. Если нет – регулятор работает неправильно.
Признаки поломки датчика
Во всех авто после 2000 года выпуска РДТ интегрированы в блок управления двигателем и при любой неисправности на приборной доске загорится «Чек». Существуют старые дизельные моторы, которые комплектуются механическими регуляторами, диагностика элементов проводится планово или после появления сбоя в работе ДВС. Характерные симптомы неисправного датчика:
- Кроме сигнала «Check Engine» выходят следующие коды ошибок: Р0190-Р0194.
- Резкое снижение мощности ДВС, потеря тяги, часто определяется во время обгона, автомобиль не имеет мощности для динамичного ускорения даже до 120 км/ч.
- Перерасход топлива.
- Авто заводится плохо, независимо от того прогрет двигатель или нет.
- Для дизельных ДВС характерно появление провалов на высоких оборотах, когда мотор не реагирует на сброс скорости.
Как почистить РДТ
Ремонту регулятор не подлежит, при неисправности заменяется на новый, цена детали невысока. Но иногда удаётся восстановить работоспособность прочисткой встроенного фильтра-сетки. Для этого регулятор демонтируют и промывают очистителем карбюраторов с последующей продувкой.
Операцию можно повторять для лучшего результата. Возможно также применение ультразвуковой ванны с сольвентом, которая используется для чистки форсунок, где возникают аналогичные проблемы из-за грязного топлива.
Особого смысла в данных процедурах нет, тем более если деталь уже много прослужила. Затраты времени и средств вполне сравнимы с ценой нового РДТ, при том, что в старом уже изношен клапан, состарилась диафрагма, а едкие чистящие составы могут вызвать окончательный отказ.
Инструкция по замене регулятора давления топлива на примере Ауди А6 С5
Доступ к регулятору на этих машинах прост, установлен он на топливной рампе форсунок.
- Снять декоративную пластиковую крышку с верхней части двигателя, отвернув против часовой стрелки поворотные защёлки.
- Отвёрткой поддевается и удаляется фиксирующая пружинная скоба на корпусе регулятора.
- Отсоединяется вакуумный шланг со штуцера регулятора.
- Остаточное давление в рампе можно сбросить различными способами, дав двигателю поработать с отключённым бензонасосом, надавить на золотник вентиля манометра на рампе или просто рассоединив половинки корпуса регулятора. В последних двух случаях надо применить ветошь для впитывания выходящего бензина.
- При снятом фиксаторе регулятор просто вынимается из корпуса, после чего его можно промыть, заменить на новый, и собрать всё в обратном порядке.
Перед установкой рекомендуется смазать уплотнительные резиновые кольца, чтобы не повредить их при погружении в гнездо.
Стенд для проверки форсунок и насосов высокого давления.
Если привод ГРМ в порядке, переходим к проверке топливоподачи. Электрический подкачивающий насос вступает в работу с поворотом ключа. При износе или повреждении этого насоса меняется потребляемая им мощность, ЭБУ фиксирует это как неисправность и записывает в память системы ее код. Но полностью полагаться на электронику не стоит, поэтому подключаем манометр к магистрали низкого давления. (У механического подкачивающего насоса для удобства контроля есть штуцер.) Если здесь давление в норме, переходим к ТНВД.
Проверим давление топлива в рампе в режиме прокрутки коленвала стартером. Эта часть системы оснащена датчиком давления топлива, — воспользуемся его услугами. Подключаем к диагностическому разъему сканер и находим нужный параметр. Если он ниже нормы, ищем, где скрывается неисправность. Виноваты могут быть форсунки, электромагнитные клапаны (регуляторы) и сам ТНВД.
Схема системы питания дизеля «коммон рейл»:
