Что такое регулятор давления топлива
Функции и принцип работы регулятора давления топлива
Регулятор давления топлива является частью системы топливоподачи двигателя. Он представляет собой клапан мембранного типа, который также называют перепускным. Главная задача регулятора – изменение давления горючего в топливной системе, поэтому от исправности этого узла зависит производительность и стабильность работы мотора в целом.
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 принцип работы
Состоит топливный регулятор из следующих элементов:
Принцип работы механического регулятора объема топлива прост. Мембрана разделяет внутреннее пространство корпуса на две камеры (топливную и воздушную). В первую при помощи насоса подается топливо, которое оказывает некоторое давление на мембрану. Обратный клапан при этом препятствует возврату топлива во впускную магистраль, что позволяет создавать давление, необходимое для работы мотора.
Классическая конструкция клапана представляет собой механический узел, работа которого основана на разнице давлений. В системах типа Common Rail вместо топливного регулятора может быть использован электромагнитный клапан, управляемый ЭБУ двигателя.
С обратной стороны мембраны (во второй камере) расположена пружина, запирающая регулятор. Эта камера при помощи шланга соединена с впускным коллектором, в котором при различных режимах формируется некоторый уровень разрежения воздуха, что также воздействует на диафрагму. В момент, когда давление топлива превышает суммарное воздействие пружины и разрежения во впускном коллекторе, клапан открывается, сбрасывая часть горючего.
Таким образом, чем меньше разрежение во впускном коллекторе, тем больше давление поступающего к топливным форсункам горючего. Контрольным режимом топливного регулятора является холостой ход двигателя, когда разрежение минимально, а давление максимально.
Данные этого режима, как правило, фиксируют на внешней стороне корпуса, что упрощает процесс диагностики и ремонта системы питания двигателя. При остановке двигателя клапан полностью закрывается, что позволяет поддерживать постоянное высокое давление в топливной рейке (рампе) и упрощает повторный пуск.
Расположение в конструкции автомобиля
В современных автомобилях используют две схемы расположения регулятора давления топлива. В системах с обратной магистралью он устанавливается на топливной рампе, а в конструкциях без «обратки» – непосредственно внутри топливного бака (в насосе). Схема с расположением на топливной рампе предполагает подключение регулятора к двум магистралям системы:
В такой системе при открытии регулятора избыток топлива попадает в обратную магистраль, а затем в топливный бак. Эта схема имеет некоторые недостатки:
Каждый топливный регулятор имеет свои заводские настройки и подходит под заданную модель автомобиля. Также существуют универсальные конструкции для инжекторных систем, которые оснащаются манометрами и возможностью ручной настройки. Они устанавливаются взамен штатного регулятора исключительно в топливную рампу.
При размещении регулятора давления топлива напрямую в баке требуемое количество рабочей жидкости с заданным уровнем компрессии сразу поступает в двигатель без использования дополнительной магистрали. При этом излишки сбрасываются также прямо в бак, но они не попадают в моторный отсек, что исключает их нагрев.
Постоянная разница давлений при этом устанавливается относительно атмосферного, а учет величины разрежения во впускном коллекторе реализуется за счет изменения продолжительности впрыска.
Диагностика и неисправности регулятора топлива
Конструкция регулятора давления топлива не предусматривает ремонта. В ряде случаев выполняется его очистка, но такая процедура ненадолго продлевает срок службы устройства. При обнаружении поломки чаще всего регулятор полностью меняют на новый. Основными типа неисправностей этого узла являются:
Непосредственно сбои в работе могут проявляться в трех форматах:
Признаки неисправности топливного регулятора имеют много общего с поломками топливного насоса и загрязнением фильтров. Так, предварительную диагностику можно выполнить на основе следующих наблюдений:
Существенное влияние на срок службы регулятора давления топлива оказывает качество горючего. Также не следует пренебрегать своевременной заменой топливных фильтров. Особое внимание топливному регулятору следует уделить, если автомобиль не был в эксплуатации длительное время.
Регуляторы давления топлива: как работает байпасный и блокирующий типы систем?
Главная страница » Регуляторы давления топлива: как работает байпасный и блокирующий типы систем?
Основываясь на выраженном интересе современных граждан по отношению к легковым автомобилям, логично рассмотреть регуляторы давления топлива байпасного и блокирующего типов. В частности, принцип действия таких приборов, а также преимущества и недостатки каждой из отмеченных конструкций. Регулировка подачи бензина (иных видов ресурса) является важной функцией работы любого автомобильного мотора.
Регулятор давления топлива: конструкция блокирующего типа
Если правильная регулировка способствует получению максимума отдачи от двигателя и автомобиля в целом, неправильная настройка приводит к серьёзным проблемам. Соответственно, каждому владельцу машины важно понимать принцип действия таких устройств и желательно уметь выполнять регулировку в случае необходимости.
Благодаря регулятору блокирующего типа, бензин поступает через впускной канал ( 1 ) и далее проходит через регулирующий клапан ( 2 ). Затем выполняется распределение бензина через выпускной канал непосредственно в область карбюратора.
Перемещение мембраны вверх / вниз ограничено пружиной ( 6 ). Давление топлива (в номинале 0,07 АТИ) внутри карбюратора регулируется при помощи резьбового регулировочного механизма ( 5 ).
Опорный порт вакуума / наддува позволяет регулятору компенсировать наддув при использовании принудительной индукции ( 7 ). Регуляторы блокирующего типа исключают возврат топлива обратно в топливную ёмкость.
Принцип действия устройства блокирующего типа
Бензин через регулятор пропускается в систему карбюратора. По пути от насоса к регулятору давление в линии нарастает, но затем уменьшается на пути от регулятора до карбюратора.
По мере роста давления топлива в поплавковой камере карбюратора, рост также отмечается внутри топливного регулятора. Как результат — топливо проталкивается вверх по направлению к мембране.
Система блокирующего типа: 1 – входной канал; 2 – регулирующий клапан; 3, 8 – выходные порты; 4 – мембрана; 5 – резьбовой регулятор; 6 – пружина; 7 — индуктор
Увеличивающееся давление топлива перемещает мембрану вверх. Клапаном управления подачей, переходящим в закрытое состояние, постепенно уменьшается поток и давление.
Как только достигается уровень параметра, установленного на регуляторе (обычно максимум, указываемый производителем карбюратора для оптимальной производительности), мембрана приближается к точке закрытия клапана.
Поскольку двигатель автомобиля потребляет бензин, поплавковая камера опорожняется. Давление в топливной магистрали снижается. Соответственно, мембрана регулятора опускается, приоткрывая клапан управления топливом. Расход и давление бензина внутри трубопровода увеличиваются.
Используемый в конструкции резьбовой регулировочный механизм увеличения натяжения пружины мембраны, между тем, оказывает сопротивление. Необходимо увеличить давление топлива, чтобы протолкнуть мембрану.
Таким образом, увеличение натяжения пружины мембраны с помощью резьбового регулировочного механизма – это настройка регулятора на увеличение пропускной способности. И наоборот, уменьшение натяжения пружины – это настройка на снижение пропускной способности.
Турбонаддув — функция опорного порта вакуума / наддува
Следует принимать во внимание при продувке с турбонаддувом функцию опорного порта вакуума / наддува. В режиме наддува сжатый турбонагнетателем воздух пропускается через карбюратор. Создаётся некоторое давление внутри карбюратора и поплавковой камеры для топлива, подаваемого на карбюратор.
Например, карбюратору требуется 0,56 АТИ, а двигатель на текущий момент потребляет 0,49 АТИ от наддува. Карбюратор находится под потенциалом наддува 0,049 АТИ, который противодействует потенциалу 0,56 АТИ, исходящему со стороны регулятора.
То есть, для преодоления сопротивления требуется подавать на карбюратор топливный потенциал 0,49 АТИ. Фактически же подаётся только 0,07 АТИ. Такое состояние сопровождается работой поплавковой камеры «всухую», плюс отмечается нестабильность подачи топлива в цилиндры мотора.
Для обеспечения карбюратором потенциала 0,56 АТИ на стороне двигателя, через регулятор необходимо пропустить дополнительно 0,49 АТИ, чтобы исключить сопротивление. То есть следует обеспечить потенциал внутри топливной магистрали, в общей сложности, на уровне 1,05 АТИ.
Между тем, мембрана настраивается на перемещение топливного регулирующего клапана в закрытое положение по факту достижения в линии параметра 0,56 АТИ. Именно здесь вступает в действие контрольная трубка вакуума / наддува.
Увеличение опорной линии запускается от карбюраторного бокса (колпака) к опорному порту вакуума / наддува. Насколько наддув оказывает давление на карбюратор, тот же самый потенциал прикладывается к опорной линии наддува, оказывая влияние на мембрану регулятора.
Этот потенциал приложен к верхней части мембраны, способствуя росту давления в топливной магистрали и торможению перемещения мембраны вверх. Таким образом, воздействуя на мембранную пружину, допустимо наращивать уровень давления топлива (пружина 0,56 АТИ + вспомогательный потенциал 0,49 АТИ = 1,05 АТИ).
Опорный наддув обеспечивает рост давления топлива в соотношении 1:1 с параметром наддува, преодолевая силовой потенциал входящего воздуха и обеспечивая заполнение поплавковой камеры.
Регуляторы давления топлива блокирующего типа — преимущества
Устройство не требует установки возвратной топливной трубки с фитингами на пути регулятор — топливный бак. Также следует отметить:
Однако для топливного регулятора блокирующего типа требуется внутренний или внешний предохранительный клапан, устанавливаемый на топливном насосе.
Допускается установка нескольких регуляторов (настраиваемых на разные значения, например, в системе закиси азота), которые могут использоваться с одним насосом.
Недостатки регулятора давления топлива блокирующего типа
Когда давление топлива достигает максимального значения настройки регулятора, внутренний клапан перекрывает сторону входа от стороны выхода. Это действие требует дополнительной силы, чтобы полностью закрыть клапан.
В результате создаётся скачок давления топлива, когда клапан достигает закрытого положения и получается несколько более высокая амплитуда на выходе. Такая ситуация способна привести к избыточной силе внутри карбюратора и переполнению поплавковой камеры.
Часто показания давления топлива при полностью закрытом клапане управления и выключенном двигателе (но при включенном топливном насосе) демонстрируют противоречие. Двигатель можно запускать и выключать несколько раз, а показания, взятые между каждым циклом запуска / выключения, получаются разные.
По этой причине настройку топливных регуляторов блокирующего типа следует выполнять непосредственно в момент работы двигателя на холостом ходу. Такой подход обеспечивает стабильность хода небольшого количества топлива через регулятор, чем гарантируется лучшая согласованность настройки.
Топливные регуляторы блокирующего типа видятся неудачным выбором для продувки через системы принудительной индукции. Объясняется это тем, что внутренняя конструкция клапана управления топливом способна создавать значительную разницу давлений на входе и выходе.
Однако обозначенная проблема относится к практическим применениям, требующим высокого расхода и давления моторного топлива. Для практики применений под низкий расход / давление моторного топлива, такая проблема, как правило, не проявляется.
Регулятор давления топлива: конструкция байпасного типа
Регулятором байпасного типа топливо проводится через впускной канал ( 1 ) и перепускной клапан / порт топливного провода ( 2 ). Затем выполняется распределение топлива через выпускной канал в карбюратор ( 3 ). Момент открытия / закрытия перепускного клапана ограничен пружиной ( 4 ).
Давление топлива в карбюраторе (топливной рампе) регулируется с помощью резьбового регулировочного механизма ( 5 ). Опорный порт вакуума / наддува позволяет регулятору компенсировать потенциал наддува с применением принудительной индукции ( 6 ).
Топливные регуляторы байпасного типа характеризуются наличием линии возврата топлива от регулятора обратно в топливный бак.
Принцип действия байпасного регулирующего механизма
Топливо поступает в регулятор и далее в карбюратор (топливную рампу). По мере того, как давление топлива в поплавковой камере карбюратора (топливной рампы) увеличивается, увеличивается также силовой потенциал внутри регулятора. Далее топливный ресурс проталкивается к перепускному клапану.
Система байпасного типа: 1 – впускной клапан; 2 – порт и перепускной клапан топливопровода; 3 – выпускной канал; 4 – пружина; 5 – регулировочный резьбовой механизм; 6 — индуктор
Если достигается максимальная величина, на которую настроен регулятор (максимум, обеспечивающий оптимальную производительность), перепускной клапан постепенно открывается, благодаря чему:
Перепускаемое байпасной системой топливо отправляется обратно в топливный бак по возвратной топливной магистрали. Поскольку двигатель автомобиля продолжает потреблять топливо, поплавковая камера карбюратора (топливной рампы) опорожняется, вызывая падение давления в топливной магистрали.
Фактор падения давления бензина сопровождается постепенным закрыванием перепускного клапана, тем самым увеличивается расход и давление топлива в трубопроводе. Байпасной конструкцией опять же предусмотрен резьбовой регулировочный механизм увеличения силы напряжения на перепускном клапане, как в предыдущей системе.
Таким образом, изменение натяжения пружины перепускного клапана резьбовым регулировочным механизмом позволяет настроить устройство на увеличение / уменьшение давления топлива. Опорный порт вакуума / наддува работает аналогичным образом с регулятором топлива блокирующего типа.
Преимущественные стороны регулятора байпасного типа
Функция возврата, используемая в конструкции байпасного типа, обеспечивает постоянное эффективное рабочее давление на выходе. Избыточная сила сбрасывается через возвратную линию по мере необходимости.
Постоянное эффективное давление топлива позволяет устанавливать граничный параметр более точным значением, который остаётся стабильным независимо от нагрузки. Для настройки необязательно запускать двигатель в работу на холостом ходу. Достаточно включения топливного насоса.
Работа байпасной системы также обеспечивает:
Байпасные регуляторы давления топлива — недостатки
При всех имеющихся преимуществах системы, недостатки всё-таки проявляются:
Недопустимо для этой конструкции применение нескольких регуляторов вместе (установленные на разные давления, например, при использовании системы закиси азота) с подачей от одного насоса.
При помощи информации: FueLab
КРАТКИЙ БРИФИНГ
Неисправности регулятора давления топлива
Неисправности регулятора давления топлива приводят к тому, что двигатель запускается с трудом, имеет «плавающие» холостые обороты, машина теряет динамические характеристики, иногда с топливных шлангов подтекает топливо. Как правило, устанавливается регулятор давления топлива (сокращенно — РДТ) на топливной рампе и представляет собой вакуумный клапан. В некоторых моделях автомобилей РДТ врезается в топливный шланг обратной подачи топливной системы. Чтобы определить что неисправность топливной системы заключается в неисправном регуляторе давления необходимо провести ряд несложных проверок.
Где находится регулятор давления топлива
Чтобы найти место установки регулятора давления топлива, разберемся что он собой представляет и для чего нужен. Это поможет в дальнейших поисках и диагностике.
Первое, что нужно знать — бывает два основных типа РДТ — механический (старого образца) и электрический (нового образца). В первом случае — это вакуумный клапан, задача которого заключается в перепускании излишков топлива при чрезмерном давлении обратно в топливный бак через соответствующий шланг. Во втором — это датчик давления топлива, который передает к ЭБУ соответствующую информацию.
Как правило, регулятор давления топлива находится непосредственно на топливной рампе. Другой вариант его размещения — топливный шланг обратной подачи системы питания. Еще существует вариант — расположение регулятора непосредственно в топливном баке на модуле насоса. В таких системах отсутствует шланг обратной подачи топлива за ненадобностью. Подобная реализация имеет несколько преимуществ, среди которых упрощение конструкции (отсутствие лишнего трубопровода), лишнее топливо не попадает в подкапотное пространство, топливо меньше нагревается и не так испаряется.
Как работает регулятор давления топлива
Конструкционно клапан старого образца (устанавливаемых на бензиновые авто) имеет собственный корпус, внутри которого находятся клапан, мембрана и пружина. В корпусе имеется три вывода для топлива. Через два из них бензин проходит через регулятор давления, а третий вывод непосредственно связан со впускным коллектором. На низких (в том числе холостых) оборотах двигателя давление топлива в системе невелико и оно все уходит в мотор. При повышении оборотов соответствующее давление увеличивается, в коллекторе, то есть, на третьем выводе РДТ создается разрежение (вакуум), которое при определенном значении преодолевает силу сопротивления его пружины. Таким образом создается движение мембраны и открывание клапана. Соответственно, излишнее топливо получает доступ ко второму выводу регулятора и через обратный шланг уходит обратно в топливный бак. По причине описанного алгоритма нередко регулятор давления топлива называют еще обратным клапаном.
Что касается датчика давления топлива, то он немного сложнее. Так, он состоит из двух частей — механической и электрической. Первая часть — это металлическая мембрана, которая прогибается под воздействием усилия, вызванного давлением в топливной системе. Толщина мембраны зависит от давления, на которое рассчитана топливная система. Электрическая часть датчика — это четыре тензорезистора, соединенных по схеме «мостик Уинстона». На них подается напряжение, и чем больше изгибается мембрана, тем выходное напряжение от них будет больше. И этот сигнал подается на ЭБУ. А в результате электронный блок управления подает соответствующую команду на насос с тем, чтобы он тот подавал лишь необходимое в данный момент количество топлива.
Дизельные двигатели имеют регулятор давления топлива немного другой конструкции. В частности, они состоят из соленоида (катушки) и штока, который уперт в шарик для перекрытия обратной подачи. Сделано это по той причине, что дизельный двигатель в процессе своей работы очень сильно вибрирует, что сказывается на износе классического (бензинового) регулятора топлива, то есть, происходит частичная и даже полная компенсация гидравлических колебаний. Однако место установки его аналогичное — в топливной рампе двигателя. Другой вариант — на корпусе топливного насоса.
Признаки неисправности регулятора давления топлива
Есть пять основных симптомов неисправности регулятора давления топлива (обоих типов), по которым можно судить о полном или частичном выходе из строя этого важного узла. Причем указанные ниже признаки характерны для автомобилей как с бензиновым, так и дизельным двигателем. Однако стоит оговориться, что перечисленные ситуации могут быть признаками поломки и других узлов мотора (топливный насос, забитый топливный фильтр), поэтому желательно выполнять комплексную диагностику, чтобы точно определить его работоспособность. Так, признаки неисправности регулятора давления топлива следующие:
Соответственно, при появлении хотя бы одного из перечисленных выше признаков необходимо выполнить дополнительную диагностику, в том числе при помощи электронного сканера ошибок имеющихся в памяти ЭБУ.
Ошибка регулятора давления топлива
Диагностические ошибки регулятора давления топлива
В современных автомобилях в качестве регулятора устанавливается датчик давления топлива. При его частичном или полном выходе из строя в памяти электронного блока управления двигателем формируются одна или несколько ошибок, связанные с этим узлом. При этом на приборной панели активируется лампочка неисправности двигателя.
Когда существует неисправность ДРТ, то чаще всего водитель сталкивается с ошибками под номерами p2293 и p0089. Первая имеет название «регулятор давления топлива — механическая неисправность». Вторая — «регулятор давления топлива неисправен». У некоторых автовладельцев при выходе соответствующего регулятора из строя в памяти ЭБУ формируются ошибки: p0087 «давление, измеренное в топливной рампе, слишком низкое по отношению к требуемому» или p0191 «регулятор давления топлива или датчик давления». Внешние признаки указанные ошибок те же, что общие признаки выхода из строя регулятора давления топлива.
Подключаться к блоку управления авто можно как по Bluetooth так и Wi-Fi. Scan Tool Pro имея 32-х разрядный чип и без проблем присоединиться, считает и сохранит все данные датчиков не только в двигателе, но и в коробке передач, трансмиссии, или вспомогательных системах ABS, ESP и т.д. Также с его помощью можно в режиме реального времени следить за показаниями давления топлива которые он передает на ECM автомобиля проделывая при этом ряд проверок.
Проверка регулятора давления топлива
Проверка работоспособности топливного регулятора давления будет зависеть от того, механический он или электрический. Старый регулятор бензинового двигателя проверить достаточно просто. Действовать нужно по следующему алгоритму:
Как определить работоспособность на инжекторе
В современных инжекторных бензиновых двигателях, во-первых, вместо резиновых топливных шлангов устанавливают металлические трубочки (в связи с высоким давлением топлива и для надежности и долговечности), а во-вторых, монтируют электрические датчики на основе тензорезисторов.
Соответственно, проверка датчика давления топлива сводится к проверке выходного напряжения от датчика при изменении подводимого давления топлива, проще говоря, увеличению/уменьшению оборотов двигателя. Что и даст понять вышел из строя регулятор давления топлива или нет.
Другой метод проверки — с помощью манометра. Так, манометр подсоединяют между топливным шлангом и штуцером. Перед этим обязательно нужно отсоединить вакуумный шланг. Также предварительно необходимо узнать, какое нормальное давление топлива должно быть в двигателе (будет отличаться у карбюраторных, инжекторных и дизельных моторов). Обычно у инжекторных двигателей соответствующее значение находится в диапазоне приблизительно 2,5…3,0 атмосфер.
Нужно запустить двигатель и убедиться по показаниям на манометре, что давление соответствует норме. Далее необходимо немного погазовать. При этом давление немного падает (на десятые доли атмосферы). После чего давление восстанавливается. Далее нужно с помощью тех же плоскогубцев пережать обратный топливный шланг, в результате чего давление возрастет примерно до 2,5…3,5 атмосфер. Если этого не произошло — регулятор вышел из строя. Помните, что на долго пережимать шланги нельзя!
Как проверить на дизеле
Проверка регулятора давления топлива на современных дизельных системах Common Rail ограничивается лишь измерением внутреннего электрического сопротивления индуктивной катушки управления датчика. В большинстве случаев соответствующее значение находится в районе 8 Ом (точное значение необходимо уточнять в дополнительных источниках — мануалах). Если значение сопротивления заведомо занижено или завышено — значит, регулятор вышел из строя. Более детальная диагностика возможна лишь в условиях автосервиса на специализированных стендах, где проверяются не только датчики, но и вся система управления топливной системой Common Rail.
Причины неисправности регулятора топлива
На самом деле причин, по которым вышел из строя регулятор давления топлива не так много. Перечислим их по порядку:
Как правило, если регулятор давления топлива неисправен, то его не ремонтируют, а меняют на новый. Однако, прежде чем выбрасывать, в некоторых случаях (особенно если речь ), можно попробовать почистить РДТ.
Чистка регулятора топлива
Перед тем как заменить его на новый аналогичный элемент, можно попробовать почистить его, благо процедура эта простая и доступная практически каждому автовладельцу в гаражных условиях. Зачастую для этого пользуются специальными очистителями карбюраторов или карбклинерами (некоторые автолюбители пользуются для аналогичных целей известным средством WD-40).
Чаще (и доступнее) всего — почистить фильтрующую сеточку, которая находится на выводном штуцере регулятора давления топлива. Через нее топливо подается непосредственно в топливную рампу. Со временем она засоряется (особенно, если в бак автомобиля регулярно заливается некачественное топливо с механическими примесями, мусором), что приводит к снижению пропускной способности как регулятора в частности, так и всей топливной системы в целом.
Соответственно, чтобы ее почистить, необходимо демонтировать регулятор давления топлива, разобрать его, и с помощью очистителя избавиться от отложений как на сетке, так и внутри корпуса регулятора (при возможности).
Грязная сетка регулятора топлива
После выполнения чистки сетки и корпуса регулятора их желательно принудительно просушить при помощи воздушного компрессора перед установкой. Если компрессора нет — поместить их в хорошо проветриваемое теплое помещение на время, достаточное для полного испарения влаги с их наружных и внутренних поверхностей.
Еще один экзотический вариант чистки — использование ультразвуковой установки на автосервисе. В частности, ими пользуются для качественной очистки форсунок. Ультразвуком можно «отмыть» мелкие, сильно въевшиеся, загрязнения. Однако тут стоит взвешивать стоимость процедуры очистки и цену новой сеточки или регулятора давления топлива в целом.