Особенностью системы питания дизельных и инжекторных двигателей является их чувствительность к давлению топлива. Именно от давления зависит количество смеси, попадающей в цилиндр, при условии неизменного уровня топлива в топливной рейке и разряжения внутри цилиндра. А количество поступающей смеси влияет, в свою очередь, на стабильность работы двигателя, его ресурс и эксплуатационные характеристики. Поэтому первостепенной задачей при проектировании систем питания является разработка эффективных способов создания и контроля требуемого уровня давления топлива. За поддержание показателя в требуемых рамках отвечает специальная деталь – регулятор давления топлива.
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.
Устройство и принцип работы
Конструктивно регулятор давления топлива схож с мембранным клапаном. Внутри герметичного металлического корпуса располагается диафрагма, разделяющая две камеры – топливную и пружинную. В центре диафрагмы жестко закреплен держатель клапана, который в состоянии покоя прижат к седлу, зафиксированному во внутренней части корпуса. Давление на держатель, прижимающее его к седлу, создается рабочей пружиной регулятора.
Когда давление топлива в норме, оно движется напрямую из впускной в выпускную магистраль, а держатель клапана под действием сжатой пружины герметично перекрывает обратный ток. По мере роста давления топлива, увеличиваются силы, воздействующие на диафрагму из топливной камеры. Диафрагма, в свою очередь, давит на пружину, заставляя ее сжиматься еще сильнее. В определенный момент силы воздействия пружины становится недостаточно для обеспечения герметичного контакта держателя и седла. В открывшуюся обратную магистраль устремляется часть топлива, что приводит к падению давления в топливной камере и, как следствие, повторному закрытию канала – до следующего повышения давления.
Основные неисправности и пути их обнаружения
Наиболее распространенной проблемой, нарушающей работоспособность регулятора давления топлива, является проседание рабочей пружины. Следствием этого становится невозможность обеспечения герметичного контакта седла и держателя даже при малых значениях давления, что приводит к постоянному увеличению обратного тока топлива и «голоданию» двигателя. Реже встречаются поломки, вызванные разгерметизацией корпуса, механическим износом контактных поверхностей, коррозионными процессами или засорением каналов. Предпосылкой к подобного рода неисправностям может стать низкое качество топлива, отсутствие или сильное загрязнение топливных фильтров.
Описанные неисправности неизбежно отражаются на работе ДВС. При этом изменения в характере его функционирования могут быть как периодическими, так и долгосрочными. Основные «симптомы» являются общими для случаев недостаточного насыщения цилиндров рабочей смесью. К ним относятся:
- нестабильная работа двигателя, то есть резкое увеличения или уменьшение частоты вращения коленчатого вала без какого-либо управляющего воздействия;
- самопроизвольная остановка двигателя на холостом ходу;
- отсутствие какого-либо эффекта от нажатия на педаль газа;
- падение мощности двигателя;
- увеличение расхода топлива.
Во время движения могут наблюдаться рывки автомобиля, снижение эффективности разгона. Однако прежде чем утверждать, что проблема кроется именно в регуляторе давления, следует провести диагностику детали.
Проверка технического состояния регулятора
На моделях, оснащенных штатным манометром, достаточно просто считать показания прибора и сравнить с нормативными данными. Для более простых моделей потребуется подключение внешнего манометра к системе. При этом выполняется следующая последовательность работ:
- Вывинчивание золотника из внутренней поверхности штуцера.
- Закрепление шланга манометра на штуцере.
- Пуск ДВС и считывание показаний прибора.
- Снятие вакуумного шланга с регулятора давления.
- Повторное считывание показаний через небольшие промежутки времени.
Увеличение давления на 20…80 кПа при повторных измерениях будет говорить об исправности регулятора. Если показания останутся прежними, деталь следует считать неисправной.
Устранение поломок
Большинство современных конструкций регуляторов давления топлива не предполагают возможность восстановления отдельных конструктивных элементов детали. Поэтому в случае обнаружения неисправности регулятор давления заменяют. Этот процесс довольно прост и включает такие действия:
- Снятие вакуумного шланга с регулятора.
- Отвинчивание гайки крепления обратной выпускной магистрали.
- Отвинчивание болтов крепления элемента к топливной раме.
- Отсоединение штуцера от посадочного отверстия.
- Плавное снятие регулятора.
- Снятие уплотнительного кольца, если оно осталось на месте.
- Установка новой детали с уплотнительным кольцом.
- Крепежные операции (повторяются в обратной последовательности).
Замена регулятора давления топлива в преобладающем большинстве случаев является наиболее простым и дешевым способов восстановления работоспособности узла. Если позаботиться об этом своевременно, то есть при появлении первых признаков поломки, можно предотвратить более серьезные нарушения, связанные с изменением режима работы ДВС, а значит – сэкономить на куда более дорогостоящем ремонте.
Сначала нужно узнать, где находится регулятор давления топлива. А дальше научимся проверять его работу.
Как определить неисправность регулятора давления?
Регулятор находится на топливной рампе, он нужен для поддержания нужного перепада давления. В него входят такие детали: переключатель, форсунки, бак, насос управляющего блока, насос и топливопривод.
Работа регулятора давления заключается в следующем — в начале, горючее покидает бак и проходит в фильтре систему очистки. Потом поступает в регулятор, тут в системе безостановочно поддерживается однородный напор. Эта деталь в системе без рециркуляции располагается в баке. Ее функция такая же, она поддерживает давление топлива.
По определенным проблемам автомобиля можно увидеть неисправности в регуляторе давления топлива. Мотор может заглохнуть на холостом ходу, и можно заметить, как двигатель теряет мощность во время движения. Если авто при переключении передач плохо ускоряется, то проблему ищут в регуляторе давления топлива.
Если при движении автомобиля происходят резкие рывки, либо двигатель захлебывается или отсутствует реакция на педаль газа, все это является предпосылками, что поломался регулятор. Самый распространенный симптом — это когда резко увеличивается расход топлива. И тут не нужно даже делать какие-то вычисления, вы увидите, как быстро увеличился расход топлива.
Регулятор давления топлива
Чтобы убедиться в неисправности, можно воспользоваться способом проверки.
Многие опытные слесари могут рассказать про самый быстрый и простой вариант проверки регулятора давления с манометром. Как правило, проблемы происходят из-за того, что как только проходит определенный промежуток времени, проседает пружина, которая держит давление в насосе. Тем самым она не создает нужного напора и тогда в бак возвращается часть горючего, а значит, в топливной рейке снижается давление. В итоге во время работы двигателя мы имеем потерю мощности и недостаток топлива.
Ряд проблем возникает, если клапан давления начинает подклинивать. Тогда давление в топливной рамке резко меняется. Сразу будет заметна ненадежная и неустойчивая работа двигателя. При разгоне вы почувствуете дерганье. Пришло время разобрать поэтапно, как заменить регулятор давления. Вначале рассмотрим, как проверить регулятор и как его снять.
Находим время, надеваем свою спецодежду и лезем под капот. Чтобы проконтролировать давление топлива на торце, отвернем пробку штуцера. Воспользуемся защитным металлическим колпачком, из внутренней полости штуцера аккуратно вывернем золотник.
Присоединим к нему шланг с манометром. Закрепим шланг на штуцере с помощью хомута. Далее запустим двигатель и проверим давление на манометре. Давление на приборе, не должно превышать 325кПА. Потом отсоединим от регулятора вакуумный шланг, давление будет увеличиваться по манометру.
По правилам оно увеличивается на 20 либо на 70 кПа. Если не произошло увеличения, то необходимо заменить регулятор.
Если происходит увеличение, тогда проверка регулятора давления топлива прошла успешно и не имеет смысла производить замену. Теперь снимем регулятор. Первым делом в системе питания снизим давление.
Затем с регулятора давления топлива плавно снимаем вакуумный шланг и отвернем гайку крепления трубки слива горючего, которая присоединена непосредственно к нему. Далее вывернем 2 болта, они служат для плотного крепления узла к топливной раме, и выведем штуцер из отверстия.
Теперь без резких лишних движений и аккуратно снимем регулятор с трубки слива топлива. Если не снимем вместе с ним уплотнительное кольцо, то снимем отдельно кольцо и сразу наденем на регулятор, который будем устанавливать. Иначе потеряем кольцо и придется купить новое, так как не имеет смысла установка без кольца. Теперь установим регулятор в обратном порядке. Но когда производят ремонт регулятора, то дешевле и проще заменить новым регулятором.
Системы подачи топлива двигателей внутреннего сгорания с течением времени становятся все сложнее. Связано это с постоянно растущими требованиями к отдаче ДВС, расходу топлива и экологичности. Работа системы подачи топлива современного автомобильного мотора зависит от большого количества датчиков и регуляторов. Регулятор давления топлива (РДТ) один из них.
РДТ как часть топливной системы
Давление в топливной рампе двигателя внутреннего сгорания должно оставаться неизменным. Это необходимо для нормальной работы мотора во всем диапазоне оборотов. Слишком высокое давление приводит к увеличению расхода горючего, слишком низкое - к неустойчивой работе двигателя. Устройство, управляющее давлением топлива, поддерживает постоянное давление и открывает путь возвращения избыточному количеству бензина обратно в бак. Находится он на топливной рампе.
Конструкция регулятора давления топлива
Конструктивно устройство состоит из следующих частей:
- корпус РДТ;
- мембрана;
- пружина;
- обратный клапан.
Через штуцеры к корпусу присоединены:
На холостом ходу обратный клапан устройства открыт, так как разряжение во впускном коллекторе двигателя максимально. Поскольку бензонасос имеет постоянную производительность, а для устойчивой работы двигателя в цилиндры нужно подавать меньшие порции топлива, большая часть закаченного горючего возвращается в бак через клапан обратного слива. Регулятор давления подбирается таким образом, чтобы давление в рампе поддерживалось в установленных приделах (при повышении оборотов давление немного увеличивается).
Когда двигатель выключен, то клапан устройства закрыт. Таким образом в топливной рампе постоянно поддерживается высокое давление для облегчения пуска после остановки мотора.
Признаки неисправности РДТ
Когда регулятор неисправен, то нарушается нормальный режим работы ДВС. Такое состояние РДТ можно предположить, когда имеются следующие признаки:
- мотор работает неровно;
- замедленная реакция на нажатие акселератора;
- при резком нажатии на акселератор в работе мотора есть ощутимый провал;
- рывки при движении, мотор захлебывается;
- расход топлива резко возрастает.
Такое явление, как затрудненный запуск двигателя, тоже может свидетельствовать о неисправности регулятора.
Почему РДТ вышел из строя
Причин выхода из строя регулятора давления топлива несколько. Ими могут быть:
- ослабление пружины;
- механические повреждения мембраны;
- износ или заклинивание обратного клапана;
- засорение посторонними частицами.
На долговечность РДТ влияет прежде всего качество заливаемого топлива и соблюдение интервала замены топливных фильтров: сетки электробензонасоса и тонкой очистки. Длительные простои автомобиля также могут отрицательно влиять на работоспособность прибора.
Проверка работоспособности
Любой ремонт следует начинать с диагностики неисправности. Топливная система не является исключением из этого правила. Популярный среди автолюбителей способ ремонта «методом научного тыка», когда по очереди меняют детали, которые предположительно могут быть виноваты в возникновении наблюдаемого дефекта, может оказаться очень накладным. Если нет навыка, то диагностику и ремонт лучше поручить проверенным специалистам.
РДТ не является электронным датчиком, поэтому проверить его работоспособность с помощью электрических измерительных приборов не получится. Проверить состояние регулятора можно только измерив давление в топливной рампе. Для этой цели через специальный штуцер к рампе подсоединяют манометр. Подключение манометра должно производится только в соответствии с руководством по ремонту конкретной модели автомобиля.
После подсоединения манометра мотор запускают и замеряют давление топлива в рампе на холостом ходу. Полученное значение сравнивают с номинальным, которое обычно указывается непосредственно на корпусе регулятора. Обычно эта величина составляет 3 кгс/см 2 .
Следует обратить внимание на то, чтобы давление не падало сразу после остановки мотора. Уменьшение значения сразу после выключения мотора также говорит о неисправности регулятора.
В некоторых случаях диагностировать неисправность можно и без манометра. Когда двигатель неустойчиво работает на холостых оборотах можно пережать обратную топливную магистраль. Если нормальная работа мотора восстанавливается, то значит клапан регулятора пропускает бензин в сливную магистраль. Способ неприемлем, если топливная магистраль металлическая.
Ремонт регулятора холостого хода
А вот ремонт производители как раз и не предусматривают. Во всех случаях обнаружения неисправности регулятор давления подлежит замене. Учитывая то, что стоимость детали, как правило, невысока, самостоятельная разборка и ремонт регулятора лишены всякого смысла.
Топливная магистраль и рампа инжектора, питающего форсунки двигателя, работают под давлением порядка 3 Бар. Поскольку подачей бензина занимается электрический насос, в системе задействован специальный клапан, ограничивающий напор горючего. Иначе распылители станут протекать, а мотор – захлебываться переобогащенной смесью. Чтобы избежать проблем с топливоподачей, нужно своевременно диагностировать признаки неисправности регулятора давления топлива (сокращенно – РДТ) и знать способы ее устранения.
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.
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.
Справка. Первая схема с регулятором внутри бензобака внедрена на всех автомобилях ВАЗ российского производства.
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.
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 заводится «на горячую», 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.
Причины и способы устранения неполадок
При обнаружении вышеперечисленных признаков следует проверить работоспособность РДТ одним из предлагаемых способов:
- измерьте давление в топливной рампе, его величина должна составлять не менее 3 Бар;
- отыщите шланг обратки и аккуратно передавите его пассатижами на работающем моторе;
- отключите от регулятора вакуумный патрубок, ведущий от коллектора.
Самый надежный способ – измерение с помощью манометра. Прибор подключается к штуцеру на топливной рампе, проверка выполняется на работающем двигателе. Если давление ниже 3 Бар, дополнительно проверьте бензонасос – возможно, агрегат потерял производительность. Для диагностики понадобится тройник с манометром, врезанный в подающую линию. Если насос дает 3 Бар и больше, меняйте РДТ.
Причины потери работоспособности клапана выглядят так:
- пружина потеряла упругость и позволяет мембране перепускать топливо при невысоком напоре;
- загрязнение некачественным бензином;
- заклинивание штока.
В силу особенностей конструкции (корпус элемента завальцован) ремонт регулятора давления топлива в большинстве случаев невозможен, деталь придется менять. Вариант промывки и продувки помогает лишь при засорах внутри элемента.
Передавливание обратной линии делается на холостых оборотах мотора, желательно – «на холодную». Если работа двигателя стабилизировалась, существует проблема с РДТ или насосом. Чтобы определить «виновника», все равно потребуется измерить давление на подаче. Снятие вакуумной трубки от коллектора пробуйте делать на повышенных оборотах – если клапан пришел в негодность, поведение силового агрегата не изменится.
С появлением системы непосредственного впрыска бензина в камеру сгорания цилиндра, распределяемого и дозируемого инжектором, возникла необходимость в поддержании стабильного давления топлива в системе. Конструкторы решили проблему, позаимствовав клапан регулировки давления топлива у дизельных моторов.
Задача клапана проста: при повышенном потреблении бензина он должен сокращать возвратный поток; при уменьшении расхода – открывать проход для возврата бензина в бак.
Небольшой по габаритам и малозаметный элемент топливной системы в случае неисправности может быть причиной нарушений стабильной работы мотора. Любой автолюбитель, автомобиль которого имеет , должен знать, как устроен топливный обратный клапан, его возможные неисправности и методы их устранения.
Устройство и принцип работы клапана
Для того, чтобы понять, как работает клапан топливный, уместно вспомнить конструкцию и принцип действия термостата с учётом двух отличий: вместо охлаждающей жидкости через устройство протекает бензин, а на величину открытия прохода влияет не температура, а разность усилий давления топлива с одной стороны и пружины с дугой. Иногда дополнительным регулятором является давлением воздуха во впускном коллекторе.
Внешне клапан давления топлива также похож на , но уменьшенный в несколько раз. Металлический корпус, состоящий из двух цилиндрических половинок, в одной части имеет два патрубка для входа и выхода бензина, а в другой – для соединения со шлангом, подключенным к коллектору. В автомобилях отечественного производства используют более простые по конструкции клапаны, в которых давление регулируется исключительно сопротивлением пружины, они имеют только входной и выходной патрубки.
При неработающем , когда насос не подаёт топливо, диск клапана плотно закрывает седло и не пропускает топливо по магистрали обратно в бак. С началом работы насоса, включающегося при запуске мотора, в системе постепенно повышается давление топлива. Часть его форсунками впрыскивается в цилиндры, а остаток упирается в клапан. Как только давление начинает превышать установленную величину (около 2,5 кг/см 2), бензин преодолевает сопротивление пружины клапана и начинает стекать по трубке в бак.
В некоторых автомобилях зарубежного производства используют клапаны с воздушной подкачкой. Под клапаном расположена камера, отгороженная мембраной. Полость камеры соединена трубопроводом с впускным коллектором. Сделано это для того, чтобы дозировка топлива дополнительно регулировалась давлением воздуха. Когда водитель нажимает педаль «газ», увеличивается разрежение воздуха в коллекторе, которое помогает пружине клапана удерживать бензин.
Клапан регулировки давления выполняет ещё одну важную функцию. После остановки двигателя этот элемент позволяет сохранять систему заполненной топливом. В любой момент запуска мотора водитель может быть уверен, что топливные магистрали заполнены бензином и пуск не вызовет затруднений.
Неисправности клапана и их характерные признаки
Топливный обратный клапан в силу: засорения, коррозии, механического повреждения, износа может существенно повлиять на стабильность работы мотора.
Различают три типа поломок:
- клапан не поддерживает достаточно высокое давление. В результате ослабления пружины или разгерметизации воздушного патрубка, заклинивания клапана в открытом состоянии в системе не создаётся достаточного давления бензина, в форсунки попадает меньшая дозировка, что приводит к потере мощности, падению оборотов . В результате отсутствия достаточного количестве бензина затруднен запуск мотора;
- клапан закрыт или не позволяет избытку топлива в достаточном количестве возвратиться в бак. При повышенном давлении бензина повышается расход. В камере сгорания при увеличенном количестве бензина топливная смесь смешивается с воздухом в неправильной пропорции. Часть топлива не сгорает, что также приводит к потере мощности, увеличению выброса вредных веществ в атмосферу. Характерный признак – чёрный дым выхлопа;
- клапан «приклинивает», то есть его работа нестабильна, скачки давления сменяются падениями. В таком режиме мотор работает неустойчиво, не поддерживается режим работы на холостых оборотах вплоть до остановки, затруднен пуск.
Устранение неисправности
Топливный обратный клапан неремонтопригоден. Половинки корпуса, по аналогии с термостатом, не разбираются. В случае каких-либо нарушений в работе механизма клапана, устранение их производится путём полной замены детали.