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.
Роль топливного регулятора в системе автомобиля
На разных режимах работы двигателя в топливной системе требуется создать соответствующее давление горючего. Чтобы реализовать эту задачу на практике применяется специальный регулятор давления. Он используется в инжекторных двигателях, где от точности параметров впрыска зависит корректность работы мотора.
Когда регулятор неисправен, двигатель работает неравномерно, увеличивается время разгона, а в некоторых случаях может существенно снизиться мощность. Так, например, если количество поступающего из коллектора воздуха останется неизменным, а топлива будет больше необходимого, топливовоздушная смесь не воспламениться или же сгорит не полностью.
Даже если в таком режиме электронный блок управления сократит интервал открытия форсунок, полностью компенсировать избыточное давление топлива не получится. Это приведет к перебоям в работе мотора и увеличению количества несгоревшего топлива в выхлопе, что способно преждевременно вывести из строя каталитический нейтрализатор или же сажевый фильтр.
Устройство и работа РТД
Регулятор давления топлива — устройство, предназначенное для поддержания давления в форсунках при различной рабочей интенсивности. По сути, этот регулятор является мембранным клапаном, на который с одной стороны давит топливо, а с другой пружина впускного коллектора. Состоит данное устройство с топливного бака, топливопривода с насосом, форсунок, топливного фильтра, переключателя и насоса электронного управляющего блока.
Думаю, многие автолюбители знают от каких факторов зависит количество впрыскиваемого топлива. Совершенно верно, от его давления внутри топливной рейки, процесса разряжения, проходящего в коллекторе и от длительности работы форсунки.
Чтобы более точно рассчитать количество впрыскиваемого топлива, учитывая эти три фактора, используется соответствующий регулятор (только в системах с рециркуляцией топлива).
Располагается регулятор на топливной рампе, а принцип его работы включает в себя следующие моменты: при начальной стадии работы насоса, топливная смесь выходит из бака и проходит очистку в фильтре; затем поступает в регулятор, где система все время поддерживает ее однородное давление.
Если в системе отсутствует рециркуляция, то такая деталь должна размещаться непосредственно в баке, при чем функция поддержания давления остается прежней. Правда, в этом случае разница между давлением во впускном коллекторе и давлением топлива не будет постоянной, поэтому она учитывается исходя из продолжительности впрыска.
Давайте сейчас более детально рассмотрим принцип работы устройства в системе с рециркуляцией топлива. В таких условиях регулятор имеет вид двух разделенных мембраной камер: топливной и пружинной. На состояние мембраны влияет давление разного рода: с верху давление пружины и давление впускного коллектора, а снизу — давление топлива, попадающее в камеру с помощью впускных отверстий. Если топливное давление превышает силу пружинных усилий, клапан немного открывается и пропускает топливо в обратнонаправленый трубопровод.
В системах с непредусмотренной рециркуляцией, где регулятор давления чаще всего находится непосредственно в топливном баке, нет потребности в обратном трубопроводе, поэтому он и не предусматривается конструкцией. К форсункам сразу подается рассчитанное количество топлива, а его излишки снова возвращаются в бак, не попадая в моторный отсек, в отличии от предыдущей системы. В результате этого топливо меньше нагревается, а значит и количество испарений значительно меньше.
Также, в настоящее время, существует автоматическая система регулировки топлива, не предусматривающая механический регулятор давления топлива. Контроль его параметров и необходимое количество подачи регулируется специальным модулем, измеряющим напряжение на электрическом насосе.
Такая система позволяет снизить нагрев топлива до оптимального значения, а топливный насос подает только то количество горючей смеси, которое нужно мотору в конкретный временный промежуток, что значительно повышает экономию топлива. Как дополнение, в автоматической системе устанавливается разгрузочный клапан, предотвращающий повышение давления.
Места установки
На автомобилях система впрыска оснащена отдельной магистралью слива излишков бензина, которая идет от топливной рампы к бензобаку ( рециркуляция топлива). В таких инжекторах регулятор устанавливается непосредственно на топливной рампе (или подсоединяется к ней), поэтому узел быстро «реагирует» на изменение условий функционирования двигателя и корректирует давление в рампе. В такой конструкции системы питания используется РДТ механического типа.
Существует еще один вариант инжектора – без рециркуляции бензина. В этой системе «обратка» вовсе отсутствует, а регулирование осуществляется на выходе их бензонасоса. Особенность такой системы — расположение регулятора – в баке или возле него. Здесь уже используется РДТ, работа которого управляется ЭБУ – блок управления посредством датчика, установленного в рампе, отслеживает нужные параметры и корректирует путем подачи сигналов на регулятор.
Системы питания с электронными регуляторами используются реже механических из-за сложной конструкции, а соответственно, и меньшей надежности.
Расположение и назначение регулятора давления топлива
Регулятор давления является конструктивной частью системы питания автомобиля. Он размещается на топливной раме и предполагает подключение к трем магистралям:
- впускной – по ней топливо поступает к регулятору;
- прямой выпускной – направляет поток с отрегулированным давлением к ДВС;
- обратной выпускной – в случае обнаружения избыточного давления возвращает часть топлива в бак.
Давление топлива, поступающего в регулятор, создается топливным насосом, перед которым устанавливается фильтрующий элемент. Таким образом, задача детали сводится к контролю и в случае необходимости – гибкому изменению давления предварительно очищенного топлива в соответствии с потребностью двигателя.
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.
В первом случае обратка совсем короткая, поскольку клапан и электронасос сблокированы в единый узел. РДТ, стоящий сразу после нагнетателя, сбрасывает в бак лишний бензин, а необходимый напор поддерживается во всей подающей магистрали.
Второй вариант используется в большинстве иностранных авто. Клапан, встроенный в топливную рампу, перепускает излишки горючего в обратку, ведущую в бак. То есть, к силовому агрегату проложено 2 бензиновых трубки.
Третью схему рассматривать бессмысленно – там вместо регулятора функционирует датчик, чья работоспособность проверяется с помощью компьютера, подключаемого к диагностическому разъему.
Простой клапан давления топлива, устанавливаемый в блоке бензонасоса, состоит из таких элементов:
- цилиндрический корпус с патрубками для подключения подающей и обратной линии;
- мембрана, соединенная с запирающим штоком;
- седло клапана;
- пружина.
Величина напора в подающей магистрали зависит от упругости пружины. Пока большая часть горючего уходит в цилиндры (высокая нагрузка на мотор), она удерживает мембрану и шток клапана в закрытом состоянии. Когда обороты коленчатого вала и потребление бензина снижается, давление в сети возрастает, пружина сжимается и мембрана открывает клапан. Начинается сброс горючего в обратку, а оттуда – в бензобак.
Установленный в рампе регулятор давления топлива работает по аналогичному принципу, но быстрее реагирует на изменение нагрузки и расхода бензина. Этому способствует подключение дополнительного патрубка элемента к впускному коллектору. Чем выше обороты коленвала и разрежение со стороны пружины, тем сильнее мембрана придавливает шток и закрывает проход горючему в обратную линию. Когда нагрузка снижается и обороты падают, разрежение уменьшается и отпускает шток – открывается проток в обратку и начинается сброс лишнего бензина в бак.
Расположение РДТ в топливной рейке транспортного средства
Применение специального регулятора для топливной системы связано с необходимостью снижения или повышения напора подачи горючего в двигатель при его работе на различных оборотах. К примеру, для холостого хода потребуется совсем небольшое количество горючего, в то время как при повышении скорости интенсивность его впрыскивания должна повышаться.
С целью выравнивания этой разницы на всех форсунках прибор установлен в конце топливной рейки. Стандартно он вмонтирован в топливной рампе. Очень часто его расположение может быть изменено – например, РДТ помещают в шланг для обратной подачи или даже в бак.
Размещение в бензобаке дает возможность избежать необходимости монтажа дополнительных топливных магистралей, а обратный клапан блокирует попадание в систему лишнего горючего. Независимо от локализации РТД выполняет одинаковую функцию, что заключается в поддержке требуемого и безопасного для двигателя транспортного средства напора горючего.
Это интересно: Описание и назначение диагностической карты автомобиля: 7 пунктов, обязательных для заполнения
Для систем без рециркуляции топлива РДТ находится в топливном баке, а его конструкция рассчитана на поддержку одного и того же давления жидкости по отношению к атмосферному. Спецификой такого варианта расположения является то, что разницы между давлениями топлива в баке и во впускном коллекторе не будут постоянными, что в конечном итоге учтено в продолжительности впрыска рабочей жидкости.
Конструкция регулятора
Устройство механического регулятора давления топлива простое. Он состоит из корпуса, который внутри поделен мембраной на две камеры. Одна из них называется топливной, вторая – камерой разрежения (или просто вакуумной). Каждая из камер штуцерами и каналами соединяется с компонентами системы. Топливная камера каналами соединяется с топливной рампой, также от нее отходит штуцер магистрали слива излишков бензина («обратки»). В камере разрежения тоже есть штуцер, который предназначен для соединения с впускным коллектором.
На мембране закреплен игольчатый клапан, седлом для которого выступает канал штуцера сливной магистрали. Этот клапан постоянно в закрытом положении, и к седлу его прижимает пружина, установленная в вакуумной камере.
Как работает регулятор давления топлива
С одной стороны в регуляторе давление формируется благодаря пружине и это сочетается с давлением от впускного коллектора. В обратном направлении усилие создается топливным насосом. При превышении сил сжатия пружины и энергии от впускного коллектора открывается мембранный клапан. В данном цикле обеспечивается впуск горючего в необходимом объеме. Далее давление от подаваемого топлива снижается и происходит закрытие мембраны регулятора давления.
Схематически функциональность обеспечивается благодаря особенностям конструкции. В одной из двух камер происходит нагнетание топлива. В оставшейся работает пружинка. Разделены полости мембраной, открывающейся при разнице в давлении.
При отсутствии клапана его функции возлагаются на электронный спецдатчик. Он замеряет напряжение в электронасосе, обеспечивающем подачу бензина в систему. Благодаря данному решению удается фиксировать на оптимальном уровне давление, а также заниматься дистанционной регулировкой подачи топлива. Таким образом удается непосредственно управлять насосом.
Разработанная на электрической базе система является весьма точной при сравнении с механическим аналогом. Однако, практика показывает, что «механика» дает больше надежности при эксплуатации в отечественных условиях. Блок в меньшей степени подвергается негативному внешнему воздействию.
Симптомы неисправности элемента
В процессе эксплуатации машины автолюбитель может столкнуться с двумя видами поломки РДТ:
- Падение давления в рампе ниже допустимого – регулятор направляет большую часть топлива по обратной линии в бензобак.
- Рост напора до максимума – элемент не пропускает горючее в обратку.
Примечание. Как правило, первая неполадка сопровождается быстрым падением давления в системе после отключения электробензонасоса.
Отследить признаки первой неисправности довольно просто – силовому агрегату катастрофически не хватает топлива для нормальной работы на всех режимах. Симптомы проявляются следующим образом:
- холодный пуск затруднен, двигатель работает крайне нестабильно, пока не прогреется;
- «провалы» в процессе разгона и рывки при движении в гору;
- автомобиль часто глохнет на холостом ходу;
- расход бензина на 100 км увеличивается.
Повышенный расход топлива объясняется действиями водителя, пытающегося компенсировать недостаток горючей смеси нажатием педали акселератора. Ездить в подобном режиме довольно сложно – лучше не откладывая проверить регулятор давления топлива на работоспособность.
Когда клапан не перепускает излишки горючего в бак, наблюдаются такие последствия:
- Из-за слишком высокого напора со стороны рампы форсунки начинают протекать и заливать цилиндры чистым бензином, а не рабочей топливовоздушной смесью.
- Мотор плохо , выбрасывает черный дым из выхлопной, иногда слышатся хлопки в выпускном коллекторе. Причина – вспышки несгоревшего топлива.
- Заметно увеличивается расход.
- На стыках топливных патрубков могут наблюдаться протечки, ощущается резкий бензиновый запах.
Практический опыт показывает, что недостаток топливной смеси проявляется чаще, нежели переизбыток. То есть, наиболее распространенная неполадка РДТ – слив бензина в обратный патрубок и бак.
Видео
Неполадки РДТ: плохо едет, не разгоняется, дергается.
Как проверить регулятор давления топлива. Пример на Bmw E34 (БМВ Е34).
Как замерить давление в топливной системе на автомобиле ВАЗ 2110.
Нарушение целостности корпуса
Плохое качество топлива, наличие в нем посторонних примесей и другие негативные факторы способствуют разрушению корпуса. Устройство перестает нормально работать. Выявить небольшую утечку жидкости достаточно сложно. Это обусловлено тем, что бензин быстро испаряется. В месте установки образуются подтеки и пятна.
При выявлении нарушения целостности корпуса следует незамедлительно заменить изделие. Утечка может спровоцировать возгорание.
Зачем нужен регулирующий клапан?
Система топливоподачи большинства легковых автомобилей предусматривает непрерывную работу электробензонасоса. Он постоянно нагнетает бензин в топливную магистраль и рампу, поднимая давление до максимума (5–7 Бар в зависимости от марки авто). Но такая производительность нужна только при повышенной нагрузке на двигатель, когда он развивает большие обороты и потребляет много горючей смеси. В обычном режиме достаточно напора топлива на форсунках 3–3,5 Бар.
Мембранный клапан давления топлива, устанавливаемый в систему питания мотора после бензонасоса, выполняет 3 основных функции:
- Ограничивает напор горючего в магистрали при невысоких нагрузках на двигатель, сбрасывая излишки обратно в бак по отдельной трубке.
- Когда потребление бензина силовым агрегатом возрастает, обратка частично либо полностью перекрывается регулятором. Таким способом клапан поддерживает минимальное давление, необходимое для нормальной работы мотора.
- Поддержание давления в течение длительного времени после остановки силового агрегата.
Без РДТ насос бы «продавливал» запорные механизмы форсунок и бензин протекал внутрь цилиндров бесконтрольно. Вдобавок регулятор предохраняет магистраль от протечек на соединениях, которые неизбежно появятся от воздействия сильного напора.
Варианты поломок
Регулятор – несложное с технической точки зрения устройство, поэтому поломок, которые могут с ним случиться немного. Почти во всех случаях рекомендуется заменить РДТ.
Что может сломаться:
- Пружина. Это главная поломка в РДТ. Из-за ослабления пружины развивается «голодание» мотора, не хватает топлива на повышенных оборотах, при нажатии сцепления и во время переходных режимов.
- Загрязнение. При засорении теряется способность пропускать горючее. Двигатель останавливается на любых режимах работы. Если РДТ сильно загрязнен, давление в ТС резко подскакивает, и через уплотнительные материал вытекает топливо. Проблему решают путем закачки большого количества топлива бензонасосом.
- Заклинило. РДТ в рампе может периодически заклинивать. Автомобиль подергивается.
Причины неисправностей регулятора давления топлива
Выйти РДТ может по нескольким причинам. Например, на автомобилях российского производства попадаются бракованные детали. На заграничных моделях брака значительно меньше, но можно приобрести дефектный РДТ, покупая неоригинальную запасную часть.
В основном обратный клапан ломается по причине естественного старения. Допустим, это может случиться после ста тысяч пробега или больше. Следует заметить, что отказы обратных клапанов встречаются не часто. Чаще всего в РДТ рассыхается от времени мембрана, реже подклинивает клапан, и еще реже ломается или ослабевает пружина.
Выход датчика из строя может происходить из-за некачественного бензина. К примеру, зимой топливо было залито с водой, и вода попала в регулятор. В случае, если топливный фильтр не заменили вовремя, грязь попадает в детали системы питания, в том числе и в регулятор. В таком случае чаще всего подклинивает клапан РДТ. Что может быть с пружиной, трудно представить, но видимо, ее поломки все же иногда происходят.
Подготовительные работы
- Возьмите шинный манометр, намотайте на наконечник лён или ленту фум, это позволит предотвратить разлив топлива и пропуск воздуха.
- Подготовьте шланг с максимальный внутренним диаметром 9 миллиметров, также вам потребуются хомуты для крепления. Необходимо зафиксировать шланг на манометре и затянуть все хомутами.
- Приготовленную инструмент складываете на двигатель так, чтобы зафиксированный на ней шланг с манометром не скатились с поверхности. Это позволит избежать разлива топлива на мотор.
- Откручиваем золотник ниппеля на рампе (возможно разбрызгивание топлива из-за остаточного давления).
- Одеваем шланг с манометром на соединения рампы и фиксируем всё хомутом.
- Самодельный манометр для замерения давления в рампе в сборе.
Диагностика
Есть ряд методов диагностики состояния. Все они несложные, с ними может справиться даже начинающий автолюбитель.
Методы проверки:
- Визуально. Это вариант для карбюраторных моторов. Пережмите клапан или отсоедините его. От того, насколько интенсивен поток топлива, можно судить о неисправности. Способ прост, но неточен.
- Манометром. Установите прибор между штуцером и шлангом, временно отсоединив вакуумный шланг. На манометре показатель должен подняться до 0,7 Бар.
- Пережатием шланга. Проверьте РДТ пережатием обратной магистрали. Манометр должен сразу прореагировать. Если двигатель не набирает обороты, регулятор неисправен. Запустите мотор, пережав обратную магистраль. Следите за оборотами и прислушайтесь к его работе. Если его работа равномерная, неисправен клапан регулировки – его надо заменить.
Порядок проверки работоспособности РДТ зависит от его вида – механические и электрические узлы проверяют по-разному.
Как проверить механический регулятор:
- найдите под капотом шланг возвратной подачи топлива;
- запустите мотор – пусть поработает минуту, чтобы немного нагрелся;
- плоскогубцами – очень аккуратно, пережмите шланг обратного хода;
- если после пережатия двигатель стал хорошо работать, значит, проблема в поломке РДТ.
Шланги пережимать на долгое время запрещается – это создает дополнительную нагрузку на насос, что приводит в будущем к его поломке.
В инжекторных моторах топливные шланги сделаны из металла, а не из резины – для повышения надежности. Электрические датчики в таких системах сделаны на базе тензорезисторов. Для определения неисправности РДТ на инжекторе, проверяют напряжение на выходе датчика.
В дизелях РДТ проверяют, измеряя сопротивление катушки индуктивности датчика. Обычно нормальное значение составляет около 8 Ом. Если сопротивление заметно превышает, или наоборот гораздо ниже заявленного, регулятор поломался. Подробную диагностику проводят только в сервисе – на специальных стендах, где проверяют датчики и всю систему топливного обеспечения.
Как обнаружить неисправность?
Существует ряд особенностей в работе автомобиля, по которым и может быть заподозрен выход из строя РДТ. Рассмотрим эти признаки плохой работы регулятора давления топлива:
- Запуская двигатель надо достаточно долго крутить стартер и одновременно держать выжатой педаль газа.
- На холостых, или низких оборотах наблюдается крайне неустойчивая работа двигателя, вплоть до того, что он может глохнуть. Попытка подгазовывать не приводит к должному результату – мощность практически не увеличивается.
- Замечаются резкие перепады оборотов мотора на холостую.
- Потеря ускорения после переключения передач или резкие рывки автомобиля во время движения.
- Значительное увеличение расхода горючего.
- Подтеки горючего на шлангах системы. При этом их замена и установка новых хомутов не приводит к лучшему результату.
Ремонт и замена РДТ
Если в работе транспортного средства наблюдается ряд признаков неисправности регулятора топлива, его диагностика — единственный шаг на пути к возвращению надлежащих эксплуатационных параметров. В том случае когда проверка свидетельствует о том, что прибор вышел из строя, необходимо осуществить следующее.
Шаг 1. Извлечь пробку штуцера, чтобы иметь возможность проконтролировать давление горючей жидкости на его торце.
Шаг 2. Используя специальный металлический защитный колпачок, аккуратно достать из внутренней полости штуцера золотник.
Шаг 3. Снизить давление в системе питания, после чего осторожно снять вакуумный шланг с устройства.
Шаг 4. Снять гайку, с помощью которой осуществлялось крепление трубки, подающей горючее.
Шаг 5. После того как будут откручены два болта, служащие для крепления модуля к топливной раме, нужно плавно выводить штуцер их отверстия.
Шаг 6. Осторожно достаем РДТ.
Как правило, извлеченное устройство не подлежит ремонту, и его меняют на новое, более функциональное. Приобрести модуль с доставкой можно как в любом специализированном магазине, так и через Интернет.
Признаки неработоспособности прибора
Эксплуатируется клапан в интенсивном ритме. Длительные нагрузки сказываются на его работоспособности. Необходимо своевременно выявлять симптом неисправности регулятора давления топлива, чтобы проводить его замену. Сбои и неполадки определяются в большинстве случаев по косвенным признакам. К подобным факторам относятся следующие явления:
- повышается топливный расход;
- ухудшаются мощностные характеристики ДВС;
- силовая установка теряет стабильность работы на холостом ходу;
- возникают провалы или появляются рывки во время переключения скоростных режимов;
- машина неадекватно отзывается на нажатие педали «газа».
Начинается зачастую проверка регулятора давления топлива с определения качества пружин. Со времени эксплуатации прибора их жесткость снижается. Такое явление негативно отражается на работоспособности, в частности, происходит открытие клапана раньше, чем требует этого рабочий цикл.
Результатом падения жесткости служит отправка топлива в бак в больших количествах, чем это предполагалось конструкторами. Одновременно снижается давление в системе, а двигатель теряет КПД и мощность. Если имеется конструкционная возможность, то проводится замена слабой пружинки.
Рекомендуем: Пошаговая инструкция по самостоятельной проверке АКПП при покупке подержанного авто
Оказывает негативное влияние на функционирование также низкое качество отечественного топлива. В результате происходит засорение мембраны, после которого она не может закрываться частично или полностью. В результате также падает топливное давление в системе, что приводит к отрицательным явлениям.
Избавиться от механических засорений можно с помощью чистки. Это осуществляется, если позволяет конструкция аппарата. Стоит учитывать, что ремонт регулятора давления топлива не всегда спасает пользователей. Это случается при значительном износе или выработке клапан в целом либо отдельных его частей. Не всегда удается восстановить работу элемента в полной мере.
Встречаются случаи, когда происходит заклинивание РДТ. При этом движок просто глохнет, а параллельно топливо начинает течь из слабогерметичных стыков. Здесь ремонт является малоперспективным, остается лишь полная замена узла на новый. Если такое случается, то стоит менять заправочную станцию или заранее не заправляться на сомнительных АЗС, также стоит проверить работоспособность топливного фильтра, несправившегося с качественной очисткой.
Нередко случаются частичные потери работоспособности клапанов. В такой ситуации мотор работает рывками, которые водитель прекрасно ощущает во время эксплуатации авто. Иногда их чувствуют и пассажиры. Актуальной будет своевременная очистка проходов, возвращая изделию работоспособность.
Менее восприимчивым к качеству бензина является электронный прибор. Также на него мало оказывают влияние механические факторы. Однако, он не лишен своих недостатков, слабых мест и характерных уязвимостей. Но если избегать ситуаций с некачественным топливом, то можно в большей степени устраниться от потери работоспособности регулятора.
