Принцип работы и устройство регулятора давления топлива

Устройство современных дизельных и бензиновых силовых агрегатов может различаться в зависимости от топливной системы, которую использует производитель на своих авто. Одна из самых прогрессивных разработок данной системы – топливная рейка Common Rail.

Если коротко, то принцип работы ее такой: топливный насос высокого давления (о его устройстве читайте здесь) подает солярку в магистраль рейки. В этом элементе происходит распределение порции по форсункам. Подробности о работе системы уже были описаны в отдельном обзоре, но регулируется процесс ЭБУ и регулятором давления топлива.

Сегодня более подробно поговорим о данной детали, а также о ее диагностике и принципе работы.

Функции работы регулятора давления топлива

Функцией РДТ является сохранение оптимального напора топлива в форсунках двигателя. Этот элемент независимо от интенсивности нагрузки на агрегат поддерживает требуемое давление.

Когда увеличиваются или уменьшаются обороты мотора количество потребляемого топлива может либо расти, либо снижаться. Чтобы на высоких оборотах не образовывалась обедненная смесь, а на низких – слишком обогащенная, система оснащается вакуумным регулятором.

Еще одна польза от регулятора – компенсация избыточного давления в рейке. Если бы ТС не оснащалось этой деталью, происходило бы следующее. Когда через впускной коллектор поступает количество воздуха меньше положенного, но при этом напор остается прежним, блок управления просто изменял бы время распыления горючего (или уже готовой ВТС).

Однако в этом случае не удается полностью достичь компенсации чрезмерного напора. Излишнее топливо все равно должно куда-то деваться. В бензиновом моторе избыток бензина зальет свечи. В других случаях смесь будет сгорать не до конца, из-за чего в выхлопную систему будут удаляться частички несгоревшего топлива. Это значительно увеличивает «прожорливость» агрегата и снижает экологичность автомобильного выхлопа. Последствия тому могут быть самые разные – от сильной копоти во время езды до поломки катализатора или сажевого фильтра.

Принцип работы регулятора давления топлива

Работает регулятор давления топлива по следующему принципу. ТНВД создает напор, топливо по магистрали поступает в рампу, в которой расположен регулятор (зависит от типа ТС).

Когда объем перекачиваемого горючего превышает его потребление, давление в системе повышается. Если его не сбросить, рано или поздно контур разорвется на самом слабом звене. Чтобы предотвратить такую поломку, в рейке установлен регулятор (еще бывает расположение в бензобаке), который реагирует на чрезмерное давление и открывает отвод в контур обратки.

Топливо просачивается в шланг топливной системы, и поступает обратно в бак. Помимо сброса излишнего давления РДТ реагирует на вакуум, который создается в коллекторе на впуске. Чем выше будет этот показатель, тем меньший напор будет выдерживать регулятор.

Эта функция необходимо для того чтобы мотор расходовал меньше топлива, пока работает при минимальной нагрузке. Но как только дроссельная заслонка открывается сильнее, разрежение уменьшается, из-за чего пружина стала жестче, и давление повышается.

Устройство

Конструкцию регуляторов в классическом исполнении состоит из таких деталей:

• Прочный металлический корпус (должен обладать идеальной герметичностью, так как он сталкивается с изменением напора топлива);
• Внутренняя часть корпуса делится на две полости диафрагмой;
• Чтобы закачанное в рампу топливо задерживалось в ней, в корпусе установлен обратный клапан;
• Под диафрагмой (в той части, где нет топлива) установлена жесткая пружина. Этот элемент подбирается производителем в соответствии с модификацией топливной системы;
• На корпусе сделаны три штуцера: два для подсоединения подачи (вход в регулятор и выход к форсункам), а другой – обратки;
• Уплотнительные элементы для герметизации топливной системы высокого давления.

Общий принцип работы РДТ был описан немного выше. Если более подробно, то он функционирует так:

• ТНВД нагнетает топливо в рампу;
• Форсунки открываются в соответствии с сигналом с блока управления;
• На пониженных оборотах цилиндрам не нужно много топлива, поэтому ЭБУ не инициирует сильное открытие сопел форсунок;
• Топливный насос не меняет своего режима, поэтому в системе создается избыточнее давление;
• Напор приводит в движение подпружиненную диафрагму;
• Открывается контур для сброса топлива обратно в бак;
• Водитель нажимает педаль газа;
• Дроссель открывается сильнее;
• Во впускном коллекторе снижается разрежение;
• Пружине создается дополнительное сопротивление;
• Диафрагме сложнее удерживать это сопртивление, поэтому контур до некоторой степени перекрывается (зависит от того, как сильно нажата педаль).

В некоторых модификациях топливных систем с подачей горючей смеси под давлением, вместо данного регулятора используется электронный клапан, работа которого контролируется ЭБУ. Пример такой системы – топливная рампа Common Rail.

Вот небольшое видео о том, как устроен данный элемент:

Разбираем BOSCH Регулятора давления топлива. Принцип работы.

Расположение в конструкции автомобиля

Современный автомобиль, в котором будет установлено подобное устройство, может использовать одну из двух схем расположения регулятора:

• Магистраль системы подачи топлива оснащена обраткой. В этом случае регулятор, или клапан, будет установлен на топливной планке. На входе клапана будет закреплен рукав подачи (с одного конца вход от насоса, а с другой – вывод к форсункам), а на выходе подключается рукав обратного контура;
• Магистраль без рециркуляции. В этом случае регулятор устанавливается рядом с топливным насосом в бензобаке (часто входит в его конструкцию). Его работа регулируется либо ЭБУ, либо механизмом самого насоса. Сброс топлива производится в самом баке.

Первая схема имеет несколько недостатков. Во-первых, при разгерметизации узла бензин или дизтопливо будет выливаться в моторный отсек. Во-вторых, неиспользованное горючее без надобности нагревается и возвращается в бензобак.

Для каждой модели двигателя создается своя модификация регулятора. В некоторых авто можно использовать универсальные РДТ. Такие модели могут иметь ручную настройку и оснащаться манометром. Они могут использоваться в качестве альтернативы штатному регулятору, который установлен на рампе.

Диагностика и неисправности регулятора топлива

Все модификации регуляторов имеют неразборную конструкцию, поэтому они не ремонтируются. В некоторых случаях деталь можно почистить, но ее ресурс не сильно увеличивается от этого. Когда деталь ломается, ее просто меняют на новую.

Вот основные причины выхода из строя:

• Сломалась пружина;
• Образование свища в корпусе (часто из-за превышения порога давления или механического повреждения);
• Естественный износ подвижных элементов;
• Образование коррозии;
• Засорение каналов.

При диагностике устройства следует помнить, что некоторые симптомы схожи с поломками ТНВД. Также нередки случаи, когда топливная система дает сбои, признаки которых очень похожи на поломку регулятора. Примером тому служит засорение фильтрующих элементов.

Чтобы данный элемент отработал положенный ему ресурс, очень важно уделять внимание качеству используемого горючего.

Как проверить регулятор давления топлива?

Существует несколько несложных методов проверки топливного регулятора. Но прежде чем их рассмотреть, обратим внимание на симптомы, которые напрямую или косвенно могут указывать на неисправность РДТ.

Когда стоит проверять регулятор давления?

О неисправности регулятора может указывать затрудненный запуск двигателя. Причем у некоторых моделей авто это происходит после простоя мотора (холодный запуск), а у других наоборот – на горячую.

Иногда случаются ситуации, когда при неисправности детали на панели приборов высвечивается сообщение об аварийном режиме мотора. Однако это не единственная поломка, которая активирует этот режим.

На некоторых авто на приборной панели во время поездки периодически появляется сигнал со спиралью накала. Но и в этом случае перед заменой детали потребуется провести ее диагностику.

К косвенным признакам можно отнести:

1. Неравномерную работу агрегата;
2. Машина глохнет на холостых оборотах;
3. Частота вращения коленвала резко увеличивается или уменьшается;
4. Заметное снижение мощностных характеристик мотора;
5. Отклик на педаль газа отсутствует или значительно ухудшился;
6. При переходе на повышенную передачу машина сильно теряет динамику;
7. Порой работа ДВС сопровождается рывками;
8. Заметно увеличилась «прожорливость» авто.

Проверка регулятора давления на стенде

Самый легкий метод диагностики – отвезти машину на сервис, который использует диагностические стенды. Для проверки потребуется:

• Снять топливную рейку вместе с РДТ;
• Все контакты и шланги подсоединяются к модулю на стенде;
• Прибор имитирует работу мотора в разных режимах, замеряя при этом все параметры.

В программу стенда установлены разные алгоритмы, по которым определяется исправность именно регулятора. Такими программами пользуются только сервисные центры, поэтому без посещения СТО невозможно провести данную диагностическую процедуру.

Проверка регулятора, не снимая с автомобиля

Нужно помнить, что не во всех случаях имеется такая возможность., но если устройство автомобиля позволяет добраться до регулятора без капитальных демонтажных работ, то процедуру можно выполнить следующим образом:

• Вначале проводится визуальный осмотр. Разгерметизацию корпуса сложно будет не заметить. Эта же процедура поможет выявить любые механические повреждения, а также образование ржавчины;
• Отсоединяем шланг вакуума, а между штуцером подачи и топливным шлангом устанавливаем манометр. Заводим двигатель. Если прибор показывает стабильное давление, то регулятор неисправен. Показатель стрелки должен изменяться в пределах от 0,3 до 0,7 атм.;
• Еще один метод – пережать шланг обратки. Манометр устанавливается по предыдущей схеме. Показатель прибора сразу должен подскочить. Эта же процедура может проводиться и без манометра. Просто запускаем двигатель, пережимаем обратку и слушаем, как работает агрегат. Если его работа стабилизировалась, значит, регулятор нужно заменить.

Проверка регулятора методом подмены

Это самый верный способ убедиться в неисправности детали. В этом случае снимаем диагностируемый элемент, а вместо него устанавливаем заведомо исправный аналог.

Если своевременно не проходить диагностику, мотор может получить серьезные повреждения. Если не агрегат, то обязательно выйдет из строя какой-то важный элемент системы подачи топлива. А это неоправданные растраты.

Возможные причины поломки

К возможным причинам возникновения поломок регулятора давления топлива относятся:

• Машина долгое время простаивала, и топливная система не была задействована;
• В топливо попала вода (образование конденсата в некоторых условиях эксплуатации является естественным);
• Ослабла пружина;
• Повредилась мембрана;
• Заклинился или износился обратный клапан;
• Автовладелец не вовремя меняет топливные фильтры;
• Водитель заливает некачественное топливо (клапан засоряется).

При появлении любых подозрений на неисправность топливного регулятора необходимо его проверить. Как мы уже говорили, для этого можно воспользоваться простым манометром (подойдет даже тот, которым замеряют давление в колесных шинах).

Как заменить регулятор?

Процедура по замене регулятора давления топлива несложная. Главное – придерживаться следующей схемы:

• На торцевой части откручивается пробка штуцера. В ней устанавливается уплотнительное кольцо. В исправном регуляторе этот элемент эластичный и без повреждений. Если в процессе осмотра выявлены несоответствия, то деталь меняется или вся пробка;
• Выворачивается зонтик из штуцера. Для этого понадобится колпачок с шины (в металлическом варианте имеются фиксаторы, которые помогут с этим);
• Далее проводится проверка регулятора в работе. К регулятору подсоединяется шланг с манометром на другом конце. Он фиксируется при помощи хомута. Запускается ДВС, и проверяется давление в системе. В этот момент показатель должен находиться в пределах от 284 до 325 кПа. Далее отсоединяется шланг от устройства, и проверяются показатели на манометре. В этом случае напор должен повыситься приблизительно на 20-70кПа. Если этот параметр не изменился, значит, регулятор неисправен, и далее проводится его замена;
• Для замены регулятора необходимо вначале понизить давление топлива в системе. Это делается путем откручивания гайки, фиксирующей топливную трубку. Также необходимо открутить два болта, которые фиксируют сам регулятор на рампе;
• Аккуратно вынимается штуцер регулятора из топливной рейки;
• Отсоединяется топливная трубка (если система еще не сбросила давление, нужно подготовить пустую емкость, в которую быстро помещается освободившийся конец трубки);
• Теперь можно снять регулятор.

Когда устанавливается новый топливный регулятор давления, места посадки трубок и уплотнительных элементов необходимо предварительно смочить бензином, чтобы эластичные детали не получили механических повреждений.

Вопросы и ответы:

Как проверить регулятор давления топлива. Первый способ – демонтировать топливную рампу. Он позволяет не только убедиться в исправности регулятора, но также и в других элементах топливной системы. Для выполнения такой проверки потребуется специальное оборудование. Регулятор старой конструкции проверяется путем кратковременного перекрытия обратки топливной магистрали. Этот метод доступен для бензиновых моторов. Лучше выполнять работу на холодном моторе. Если пережатая на несколько секунд обратка поспособствовала устранению троения мотора и стабилизировала его работу, то регулятор давления нуждается в замене. Долго держать зажатой магистраль не стоит, так как это повлияет на исправность топливного насоса. Для моделей авто, в которых используется металлическая магистраль, этот метод недоступен. Еще один способ электронного регулятора давления топлива – при помощи мультиметра, установленного в режим вольтметра. Отсоединяется фишка регулятора. Черный щуп заземляем, а красный соединяем с ножкой фишки. При исправном регуляторе напряжение должно быть в районе 5 вольт. Далее красный щуп мультиметра соединяем с плюсовой клеммой АКБ, а черный соединяем с минусовой ножкой фишки. В исправном состоянии показатель должен находиться в пределах 12В. Еще один способ – при помощи манометра. В этом случае отсоединяется вакуумный шланг, а сам прибор подсоединяется между штуцером и топливным шлангом. Для бензинового агрегата нормой считается давление в 2.5-3 атмосферы, но этот параметр обязательно нужно уточнять в технической литературе к автомобилю.

Как обмануть датчик давления топлива. Для этого следует воспользоваться услугами сервисных центров, которые выполняют чип-тюнинг автомобилей. Они могут предложить купить тюнинг-бокс, подключаемый к блоку управления авто. Но в этом случае стоит уточнить, будет ли «обманка» распознаваться блоком управления, как некорректная работа топливной системы или нет. Если ЭБУ не примет нештатное устройство, то в нем будут активироваться алгоритмы, которые будут создавать процессы в обход работе тюнинг-бокса.

Что будет если отключить датчик давления топлива. Если сделать это на заведенном двигателе, то это не повлияет на его работу. Но при отключенном датчике давления топлива мотор не заведется.