Принцип работы и устройство регулятора 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.

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.

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:

1. Снятие вакуумного шланга с регулятора.
2. Отвинчивание гайки крепления обратной выпускной магистрали.
3. Отвинчивание болтов крепления элемента к топливной раме.
4. Отсоединение штуцера от посадочного отверстия.
5. Плавное снятие регулятора.
6. Снятие уплотнительного кольца, если оно осталось на месте.
7. Установка новой детали с уплотнительным кольцом.
8. 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.

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.

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:

1. Ограничивает напор горючего в магистрали при невысоких нагрузках на двигатель, сбрасывая излишки обратно в бак по отдельной трубке.
2. Когда потребление бензина силовым агрегатом возрастает, обратка частично либо полностью перекрывается регулятором. Таким способом клапан поддерживает минимальное давление, необходимое для нормальной работы мотора.
3. 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.

Признаки неисправности РДТ

Механический регулятор – надежный элемент благодаря простоте конструкции. Но и он ломается. Неисправность РДТ проявляется рядом симптомов:

1. Затрудненный запуск мотора.
2. Нестабильность и «плаванье» оборотов.
3. Снижение мощностных и динамических показателей авто.
4. Самопроизвольная остановка агрегата на ХХ.
5. Рывки и дерганье авто при смене режима работы двигателя.

Такие же симптомы дают и неисправности других составляющих системы впрыска, что осложняет выявления причины некорректной работы силового агрегата

При этом автовладельцы при поиске проблемы даже не обращают внимание на РДТ, считая, что в нем ломаться нечему

Неисправности регулятора:

• снижение жесткости пружинки;
• подклинивание клапана (РДТ самопроизвольно и бессистемно функционирует);
• заклинивание клапана;
• засорение каналов;

Регулятор давления считается необслуживаемым, и при обнаружении неисправности его меняют.

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Почему мотор набирает обороты,  но не тянет при движении?
• РХХ (регулятор холостого хода): что это такое и для чего он нужен?
• Как заменить регулятор холостого хода на ВАЗ 2108, 2109, 2114?

Принцип работы регулятора давления топлива

Принцип работы регулятора такой: при остановленном моторе (когда насос не нагнетает топливо), пружина через мембрану прижимает клапан к седлу на сливном канале, и он находится в закрытом положении. После запуска двигателя бензонасос качает бензин в рампу, откуда он попадает и в топливную камеру РДТ. Пока давление незначительно, из-за жесткости пружины клапан остается закрытым, что обеспечит нарастание давления.

По мере нарастания напора топливо воздействует на мембрану, и как только он превышает жесткость пружины, происходит смещение мембраны в сторону камеры разрежения, которая тянет за собой и клапан. В итоге канал «обратки» приоткрывается и часть бензина уходит в слив – происходит сброс давления до уровня, при котором пружина снова клапаном закроет сливной канал.
Но как уже отмечено, регулятор давления топлива «приспосабливается» под работу двигателя. И для этого используется разрежение, создаваемое во впускном коллекторе.

Камера разрежения РДТ соединяется с коллектором, поэтому возникающее разрежение передается в указанную камеру. Влияние разрежения на функционирование регулятора рассмотрим на двух примерах:

1. Двигатель функционирует на холостом ходу. При этом режиме не требуется большой запас бензина в рампе, поскольку расход на холостом ходу минимален, а значит, и не нужно повышенное давление. При ХХ заслонка дросселя находится в закрытом состоянии, и воздух за нее не подается. В итоге в коллекторе образуется нехватка воздуха — разрежение. Это разрежение, воздействуя на мембрану регулятора, создает дополнительное противодействие жесткости пружины – ее усилие снижается и для приоткрывания клапана нужен меньший напор топлива, сброс излишков происходит при нижней границе диапазона рабочего давления.
2. Мотор работает под максимальной нагрузкой. Расход топлива на этом режиме высокий и требует увеличенное давление в рампе, по сути – его запас, чтобы хватило для нормальной работы мотора. При таком условии работы заслонка дросселя открыта и воздух беспрепятственно проходит во впускной коллектор из-за чего разрежение отсутствует. А поскольку нет разряжения, то не возникает дополнительного противодействия пружине. Для ее сжатия используется только напор топлива. В результате сброс происходит на верхней границе диапазона, что обеспечивает необходимый запас бензина в рампе.

За счет использования только жесткости пружины и разрежения в коллекторе, регулятор быстро реагирует на изменение режима работы мотора, поскольку использует для этого условия, создаваемые самым двигателем.

Признаки неисправности РДТ

Существует ряд признаков работы двигателя транспортного средства, по которым можно определить, что выведен из строя РДТ. Наиболее частыми среди них являются:

• неустойчивая работа силового узла (он глохнет), при которой уровень давления топливной жидкости стабилен и остальные системы работают нормально;
• наблюдается уменьшение чувствительности мотора;
• наблюдаются рывки и провалы в работе силового узла, что особенно заметно в движении;
• повышается уровень вредность (наличие СН и СО) выхлопных газов;
• повышается расход топлива;
• наблюдаются затруднения с запуском двигателя.

Также при возникновении неисправностей в РДТ могут наблюдаться повышение расхода горючего и подтеки рабочей жидкости на шлангах системы, что не решается установкой новых хомутов и заменой трубок. В случае появления описанных выше признаков неисправности каждому водителю полезно уметь проверять регулятор давления топлива.

Это интересно:  Где выгоднее купить новый автомобиль: цены на Шевроле-Круз универсал

Диагностика представленного оборудования проводится следующим образом.

Шаг 1. Выкрутить пробку штуцера, обеспечивающего подачу топливной жидкости в первую камеру, и осмотреть уплотнительное кольцо. В том случае когда оно потеряло свою целостность или наблюдаются явные дефекты, необходимо провести замену.

Шаг 2. Извлечь золотник из штуцера, что осуществляется так же, как и с аналогичным приспособлением в шине. После этого нужно зафиксировать шинный манометр с помощью специального хомута на последнем и измерить давление в момент работы силового узла. После сверки параметров с указанными производителем можно сделать выводы о неисправности приспособления. Стоит учесть, что при отключении вакуумного шланга уровень давления должен немного повышаться. Когда этого не происходит, полная замена устройства неизбежна.

Без применения манометра можно также произвести проверку давления в топливной рейке. При этом необходимо пережимать шланг обратной подачи горючей жидкости во время работы двигателя. Когда это будет сделано, двигатель с неработающим универсальным регулятором давления топливной жидкости начинает набирать мощность, и все цилиндры вступают в работу.

Несмотря на эффективность такого метода, пережать обратный шланг не всегда возможно для моторов современных видов транспортных средств, поскольку в них установлены металлические трубки или шланги с недостаточной длиной. При желании проверить РДТ на инжекторе можно воспользоваться только одним способом, предусматривающим применение манометра.

Неисправности регулятора давления топлива

Проблемы в системе питания двигателя могут быть разными. По этой причине во время диагностики необходимо учитывать определенные признаки неисправности регулятора давления топлива.  Чаще всего главными симптомами считаются такие, когда двигатель не набирает обороты и не развивает полную мощность, а также глохнет на разных режимах работы.  В списке основных признаков специалисты отмечают:

• неустойчивую работу на ХХ, агрегат глохнет на холостых;
• потерю мощности, заметное повышение расхода топлива;
• замедленные реакции на нажатие педали газа;
• рывки и провалы во время разгона, в момент перегазовки;
• автомобиль не разгоняется, не набирает обороты;

Отметим, что неисправность РДТ на бензиновых авто напоминает по симптомам распространенные проблемы с топливным насосом или его сетчатым фильтром. По этой причине во время определения неисправностей системы питания необходима обязательная проверка регулятора давления топлива.

Другими словами, если машина глохнет на холостом ходу, пропала мощность двигателя, появились провалы, автомобиль дергается во время разгона или в момент переключения передачи, отмечен значительный расход горючего, тогда дело может быть не только в сетке бензонасоса, моторчике или его реле, но и в регуляторе давления топлива.

Неполадки регулятора обычно сводятся к тому, что пружина теряет нужное усилие, в результате чего горючее преждевременно сливается в «обратку», а двигателю попросту не хватает топлива в момент нажатия на газ и повышения оборотов, а также на переходных режимах. Получается, давление в топливной рампе при неисправной пружине регулятора давления топлива низкое, в результате чего двигатель работает неустойчиво, снижается мощность мотора, ЭБУ не способен правильно корректировать состав смеси для различных режимов работы и т.п.

Также стоит отметить, что возможно и снижение пропускной способности, а также закупорка РДТ. При такой неисправности двигатель глохнет независимо от режима работы ДВС. Если регулятор сильно забит, тогда давление в системе растет и горючее начинает выливаться через уплотнительные элементы в местах соединений. Дело в том, что производители автомобилей всегда учитывают вероятность снижения производительности насоса и форсунок. Для решения задачи бензонасос всегда качает топливо «с запасом». Если слив в возвратную магистраль по каким-либо причинам затруднен, тогда избытку горючего не удается вернуться в топливный бак, давление в результате растет.

Еще возможны сбои в работе РДТ, когда регулятор давления в топливной рампе начинает заклинивать с определенной периодичностью. В таких случаях в системе топливоподачи возникают перепады давления, машина начинает дергаться. Добавим, что к наиболее частым причинам выхода регулятора из строя, в результате чего проявляются признаки неисправности регулятора давления топлива на дизеле или бензиновом авто, также относят износ самих материалов внутри устройства, то есть клапан со временем просто отрабатывает свой ресурс. На срок службы и состояние регулятора влияет качество топлива и содержание различных примесей в нем, длительный простой транспортного средства без запуска двигателя и т.д.

Как работает регулятор топлива. Режим работы РДТ

Главный режим работы РДТ – холостой ход. Именно в этот момент разрежение топливной смеси достигает самой низкой точки, а давление в топливной рампе – самой высокой. Необходимо учитывать, что от степени разрежения топливной смеси внутри всасывающего коллектора напрямую зависит давление в рампе: чем ниже разрежение, тем выше давление. В процессе работы на холостом ходу показатели давления и разрежения достигают максимальных показателей. Значение максимального давления наносят на корпус РДТ, для осуществления контроля давления во время проведения диагностики системы подачи топлива.

Важный момент: в большинстве случаев выхода из строя РДТ не имеет смысла ремонтировать, его необходимо просто заменить на новый. Чтобы не допускать возникновения неисправностей, регулятор необходимо регулярно проверять и следить за давлением в топливной системе. Регулярные профилактические проверки помогут избежать поломок и сэкономить средства на покупку запчастей. Кроме того: вне зависимости от режима работы двигателя РДТ должен четко реагировать на все изменения в работе.

Чем грозят неполадки в работе РДТ

Со временем двигатель заводится всё хуже. Топливо начинает выходить из щелей, что приводит к сильному повышению его расхода. При неравномерной смене давления нарушается динамика движения, возникают всплески, машина дёргается при разгоне.

Можно ли отремонтировать вышедшую из строя деталь? В большинстве случаев нет, приходится полностью её менять. Ремонтные узлы почти всегда неразборные. Некоторые специалисты предлагают отремонтировать компонент, но делать это опасно. Лучше купить новый регулятор — благо, он стоит недорого.

Определение нарушений в работе РТД — не слишком сложная задача, с которой вполне можно справиться самостоятельно. Помните, что эту часть машины нужно периодически проверять. Вовремя обнаружив проблему, вы защитите важные компоненты авто от быстрого износа.

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.

Проверка и замена регулятора давления топлива

Как видно, неисправность регулятора давления имеет симптомы, очень схожие с неисправностями  бензонасоса или забитым топливным фильтром. В самом начале отметим, что если во время проверки обнаружены неполадки данного элемента, тогда предпочтительна замена РДТ на новый. Дело в том, что замена отдельных частей, попытки очистки и другие манипуляции часто не позволяют вернуть устройству должную работоспособность. Если учесть, что цена регулятора давления топлива является вполне доступной, тогда любые попытки ремонта можно считать нецелесообразными.

Для самостоятельной проверки регулятора своими руками можно воспользоваться одним из доступных способов. Наиболее простым и достаточно эффективным считается решение проверить давление в топливной системе при помощи манометра (подойдет шинный манометр). Чтобы замерить давления регулятора на холостом ходу, манометр подключается между топливным шлангом и штуцером, параллельно отсоединяется вакуумный шланг.

Замеры должны показать изменение давления в системе в определенном диапазоне. Давление горючего должно увеличиваться, находясь в рамках от 0.3 — 0.7 Бар. Если такого не произошло, тогда для начала можно попробовать осуществить замену вакуумного шланга, после чего повторить замеры. Чтобы проверить давление топлива на торцевой части рампы понадобится выполнить отворачивание пробки штуцера. В указанной пробке также имеется специальное кольцо для уплотнения. Указанное кольцо следует проверить на целостность, элемент должен оставаться эластичным. Если есть дефекты, тогда кольцо или всю пробку сразу также нужно поменять.

1. После осмотра кольца можно вывернуть зонтик из штуцера. Многие водители для отворачивания пользуются металлическим колесным колпачком вентиля. Теперь шланг и подключенный к нему манометр нужно соединить со штуцером, после чего конструкция закрепляется дополнительно при помощи хомутов. Далее мотор можно запустить и произвести замеры. В норме показатели должны составлять около 2.9-3.3 кгс на см2. После можно отсоединить шланг от РДТ, наблюдая за показаниями манометра. Показатель давления должен увеличиться от 20 до 70 кПа.
2. В том случае, если регулятор давления топлива по-прежнему выдает низкий или нулевой показатель, тогда можно задуматься о замене устройства. Поменять РДТ не является сложной задачей, то есть замену можно выполнить самому в условиях гаража. В начале процедуры нужно «стравить» давление в  системе питания двигателя.  Для решения задачи необходимо открутить гайку, при помощи которой  крепится топливная трубка. Теперь можно открутить пару болтов, которыми регулятор обычно прикреплен к топливной рейке на большинстве инжекторных авто.
3. Следующим шагом становится аккуратное извлечение штуцера регулятора из отверстия в топливной рейке и его окончательный демонтаж (топливную трубку нужно заранее полностью отсоединить). Завершающим этапом становится установка нового или заведомо исправного элемента в рампу, после чего осуществляется проверка работоспособности описанным выше способом при помощи манометра. Напоследок добавим, что также рекомендуется дополнительно смазывать бензином уплотнительные кольца перед установкой нового РДТ или в случае замены указанных колец.

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.

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.