Датчик давления в топливной рампе дизельного двигателя

Клапан топливной рампы системы Common Rail

Клапан сброса давления в топливной рампе Common Rail

В данной статье рассмотрим устройство, конструкцию, место установки и принцип работы клапана сброса давления топливной системы дизельных двигателей типа Common Rail. Данный клапан имеет множество названий и часто на просторах интернета его называют не совсем корректно. Давайте разберем наиболее распространенные названия и определимся что верно, а что нет. В терминологии Bosch он именуется просто: клапан-регулятор давления. Исходя из его устройства и назначения верными также будут названия: клапан сброса давления топлива или аварийного сброса, предохранительный клапан и клапан ограничения давления топлива в топливной рампе. А такие названия, как редукционный клапан топливной рампы или обратный клапан будут не совсем корректны. Редукционные клапаны обеспечивают постоянное (редуцированное) давление на выходе и данный клапан никак не может соответствовать данной характеристики. Более подробно про редукционные клапаны можно почитать в Википедия. По принципу работы данный клапан является предохранительным. По классификации товарной номенклатуры ВЭД ЕАЭС данный клапан относится к категории «Клапаны предохранительные или разгрузочные», код ВЭД 8481401000.

Назначение клапана

Клапан сброса давления в топливной рампе Common Rail выполняет функцию предохранительного клапана. В случаях превышения установленных показателей давления клапан ограничивает давление в аккумуляторе Common Rail путем открытия сливного канала. Максимальное давление топлива в рампе, кратковременно допускаемое данным клапаном, чаще всего варьируется в диапазоне 1500 — 2300 бар и зависит от производителя и конкретной модели топливной системы.

Место установки клапана

Клапан сброса давления устанавливается (вкручивается) непосредственно в топливную рампу/рейку. На рисунке 1 данный клапан обозначен справа под номером 5. С правой стороны под №5 установлен предохранительный клапан сброса давления, с левой стороны под №8 установлен электрический датчик давления топлива. Клапан сброса давления всегда соединен с возвратной магистралью для возврата топлива.

Принцип работы клапана

Алгоритм работы клапана достаточно прост. В штатном режиме и рабочем давлении в топливной рампе (аккумуляторе) клапан находится в закрытом положении — встроенная пружина прижимает и удерживает плунжер в седле, и слив топлива из аккумулятора в возвратную магистраль не происходит. Как только давление в топливной рампе становится больше заданного значения, плунжер под действием силы давления топлива отжимается, преодолевая сопротивление возвратной пружины клапана, и топливо под давлением через образовавшийся зазор попадает во внутреннюю полость плунжера и далее в возвратную магистраль — в результате топливо уходит обратно в бак. Далее давление топлива в топливной рейке нормализуется и клапан закрывается.

Клапан сброса давления — схема и устройство

На рисунке №2 приведена краткая схема работы и устройство механического клапана аварийного сброса топлива. Данные клапаны бывают механические (прямого действия), реже встречаются электро-механические клапаны (непрямого действия). Механические предохранительные клапаны, как на нашем примере, включают в себя:

• Корпус с наружной резьбой для установки в топливную рампу.
• Сливной канал для возврата топлива.
• Плунжер с конической частью.
• Возвратная пружина.

Регулятор давления в топливной рампе: симптомы неисправности

Регулятор давления топлива (РДТ) — входит в состав системы, питающий инжекторный двигатель. Этот элемент поддерживает напор горючего в форсунках при различных режимах действия ДВС. Регулятор фактически играет роль мембранного клапана, обеспечивает хорошую производительность и стабильную работу форсунок и мотора. Важно знать принцип работы датчика давления и признаки, указывающие на его неисправность.

Назначение регулятора

Датчик поддерживает оптимальное давление в топливной рампе, нужное для правильной работы форсунок в разных режимах действия агрегата. РДТ определяет интенсивность подачи топлива и его количество. Горючее проникает в моторные цилиндры через форсунки.

Точность дозирования и поддержание нужного напора обеспечивается мембранным регулирующим клапаном, на который с одного конца давят пружины, а с другого — горючее. Существует два варианта размещения элемента:

• РДТ применяется в системах питания с обратным клапаном и монтируется на топливной рампе.
• В конструкциях без «обратки» датчик устанавливается на баке с горючим.

В первом случае происходит нагнетание топливным насосом горючего по магистрали из бака. Возникшее давление оказывает воздействие на регулятор. Устройство содержит две камеры: топливную и пружинную, которые разграничены мембраной.

Через отверстие впуска проникает топливо и давит на перемычку. С другой стороны она прижимается пружиной и силой давления коллектора. Если напор горючего сильнее сжатия пружины, то датчик приоткрывается и сбрасывает лишнее топливо в обратный клапан.

При расположении регулятора в баке дополнительная установка трубопровода не требуется. Излишки горючего не переходят в пространство под капотом, и их не нужно возвращать в топливный отсек. Оно также слабее нагревается и меньше испаряется.

Есть еще один способ регулирования напора — при помощи электронной схемы, не имеющей механического датчика. Контроль в этом случае обеспечивается электробензонасосом. Электронные датчики фиксируют показатели напряжения, регулируют поступление горючего. Такое решение позволяет экономить топливо и снизить его нагрев.

Специальный клапан позволяет сбрасывать давление, чтобы избежать достижения им критического показателя.

Возможные неисправности

Сбои в системе питания могут происходить по различным причинам. Поэтому при диагностике нужно принимать во внимание некоторые особенности поломки регулятора и симптомы низкого давления топлива. К основным признакам можно отнести:

• снижение мощности, высокие затраты горючего;
• провалы и рывки при разгоне и перегазовке;
• нестабильная работа и отключение двигателя на холостом ходу;
• медленная реакция авто при добавлении газа;
• машина не набирает обороты и не разгоняется.

Признаки низкого давления в РДТ на бензиновых автомобилях похожи на симптомы неисправности в топливном насосе или поломки его фильтра. Система перестает правильно работать из-за потери усилия пружиной. При этом топливо не достигает необходимого уровня и уходит в обратный клапан. В результате двигателю недостаточно горючего для разгона и увеличения оборотов. Низкое давление в датчике уменьшает мощность мотора. Система электронного управления не может оптимально корректировать топливо для разных режимов.

Другой причиной сбоя может быть закупорка РДТ или пониженная пропускная способность.

В этом случае мотор глохнет при любом режиме работы. Забитый регулятор может привести к чрезмерному росту давления и переливу горючего через соединения уплотнительных элементов.

Бензонасос всегда набирает горючее с некоторым запасом, чтобы предотвратить возможное уменьшение работоспособности форсунок и датчика. Поэтому при затруднении слива горючего в возвратный клапан возрастает давление в системе.

Периодическое заклинивание регулятора давления также приводит к сбоям.

Авто начинает двигаться рывками, в датчике происходят перепады давления. Причиной поломки может служить и износ клапана внутри устройства. Сократить срок его работы может некачественное топливо с примесями, долгий простой машины без запуска мотора.

Проверка элемента

В большинстве случаев при обнаружении неполадок лучше полностью заменить регулятор давления топлива. Смена отдельных элементов, очистка и прочие манипуляции не всегда могут вернуть необходимую производительность устройству. Доступная цена РДТ также способствует принятию решения о полной замене компонента.

Наиболее легким, доступным и эффективным способом проверки регулятора считается замер показателей при помощи шинного манометра. Для определения давления на холостом ходу прибор подсоединяется между штуцером и шлангом топливной системы. Замеры должны отображать давление в определенных пределах диапазона. Вакуумный шланг при этом отсоединяется.

При увеличении давления показатель должен находиться между отметками 0,3−0,7 Бар. Если значение выходит за пределы этого диапазона, то нужно установить новый вакуумный шланг и повторить проверку в следующем порядке:

1. Давление горючего на торцевую область рампы определяется после выкручивания пробки штуцера. Необходимо также проверить уплотнительное кольцо на целостность и эластичность. Если есть дефекты, то элемент или всю пробку нужно заменить.
2. Из штуцера выворачивается зонтик, для этого можно использовать металлический колпачок от вентиля. Шланг с манометром подсоединяется к детали и фиксируется хомутами. После этого запускается двигатель, и проводятся замеры. Показатели в пределах нормы составляют 2,9−3,3 кгс на кв. см.
3. Шланг отсоединяется от регулятора. Нужно проверить показания манометра, давление должно повыситься до 20−70 кПа. Если значение осталось низким или нулевым, то устройство необходимо заменить.

Замена датчика

Существует новая система впрыска Common Rail для двигателей, работающих на дизеле. Она также применяется для бензиновых инжекторных моторов. Отличие этой системы от классического варианта состоит в том, что горючее поступает к форсункам не от топливного насоса, а от рампы, играющей роль общего накопителя. Этот элемент имеет вид цилиндрического сосуда с толстыми стенками, может выдерживать повышенное давление. Топливный насос и РДТ поддерживают оптимальное давление, рампа соединяется с форсунками отдельными топливопроводами.

Система Common Rail позволяет уменьшить расход горючего и токсичные выбросы. Снижается также шут дизельного мотора и повышаются его динамические показатели.

Подача топлива регулируется электронным блоком, позволяющим производить широкий спектр настроек работы системы.

Замену датчика вполне возможно выполнить собственными силами в гараже. Процесс извлечения и установки элемента для ВАЗ 2110 или регулятора давления топлива у «Приоры», как и многих других подобных авто, не имеет особых отличий и включает следующие этапы:

1. В системе питания мотора стравливается давление.
2. Откручивается гайка, фиксирующая топливную трубку.
3. Убираются болты, удерживающие регулятор на рейке.
4. Отсоединяется топливная трубка.
5. Штуцер аккуратно извлекается из ниши в рейке.
6. Новый элемент устанавливается на систему в обратном порядке.
7. Работоспособность системы проверяется манометром.

При монтаже нового регулятора или замене некоторых элементов необходимо смазывать уплотнительные кольца бензином, чтобы продлить срок их службы и снизить износ.

Можно без особого труда проверить работоспособность регулятора давления топлива и провести его замену, придерживаясь правильной последовательности действий и соблюдая аккуратность. Своевременное обнаружение проблемы и регулярная проверка элементов системы на износ позволят обеспечить оптимальную и высокопроизводительную работу двигателя.

Клапан Датчик давления топлива в рампе (рейке)

Без некоторых датчиков невозможна работа дизельных и инжекторных двигателей. К одним из них относится датчик давления в топливной рампе. Благодаря этому устройству электроника автомобиля получает сигнал о том, как работают все основные узлы техники. Датчик давления топлива измеряет уровень давления дизельного или другого вида топлива в системе питания двигателя, точнее – в его рампе. Этот прибор установлена на подающем топливопроводе. Чувствительный элемент, встроенный в датчик, представляет собой полупроводниковое устройство, преобразующее давление в электрический сигнал. С его помощью (сигнала) контролируется нужное количество поступающего в двигатель топлива и координируется его давление при помощи регулятора давления топлива. Координация осуществляется только тогда, когда необходимое давление существенно отличается от фактического, измеряемого датчиком давления в рампе.

Признаки выхода из строя датчика давления топлива в рампе аналогичны признакам, возникающим при поломке топливного насоса:

• падение мощности двигателя;
• высокий выброс углекислого газа;
• работа двигателя «рывками» на холостом ходу;
• чрезмерный расход топлива.

Всё это происходит оттого, что система не может понять, сколько именно подавать топлива в цилиндры, т. к. расчет объема топлива происходят в зависимости от давления. Если давление низкое – топливо распыляется большими каплями, а это провоцирует создание смеси плохого качества. Но если датчик топливной рейки выше из строя, система машины переходит в аварийный режим. Да, при этом увеличится количество расхода топлива и мощность двигателя станет существенно меньше, но на автомобиле можно будет передвигаться и доехать до ближайшего СТО. На некоторых двигателях ставят одновременно два датчика топливной рампы: на контуре с высоким и низким давлением.

Конструктивные особенности датчика давления топлива в рампе

Все они представляют собой приборы мембранного или сенсорного типа. Сенсором служит тензорезистор, меняющий электрическое сопротивление в условиях определённого давления. Данные с датчика давления в топливной рейке попадают в специальный электронный блок, где с помощью программ на основе определённого алгоритма происходят вычисления, определяющие, под каким давлением находится дизельное топливо в рампе. Затем данные поступают в «мозг» двигателя, где и определяется, на какое время необходимо открыть форсунку. Открывается она с помощью импульса электротока, поэтому время её открытия прямо пропорционально длине импульса.

Процесс замены датчика

Прежде чем заменить датчик давления топлива в рампе дизель, убедитесь в том, что вышел из строя именно он, а не топливный насос или другой узел автомобиля. Чтобы это выяснить, необходимо манометром, подсоединённым к штуцеру, измерить давление в рампе. Перед этим выверните из штуцера золотник. После подсоединения манометра к штуцеру двигатель запускают и следят за значениями давления, они должны быть идентичны значениям для определённой марки автомобиля. Затем, не выключая двигатель, необходимо отсоединить вакуумный регулятор от датчика давления и снова посмотреть на манометр. Если показания остались прежними, датчик нуждается в замене.

Перед тем, как заменить датчик давления топлива в рампе дизель, нужно уменьшить давление в топливной магистрали и бросить минусовую клемму с аккумулятора, чтобы не было кроткого замыкания в процессе ремонта. Помните, что датчики давлении топлива в рампе – это расходный материал, также как прокладки, масло и т. д. По этой причине не экономьте на их покупке, отдавая предпочтение дешевым аналогам. Выйдет себе дороже. Покупайте брендовые датчики, подходяще к вашей марке автомобиля. От этих миниатюрных устройств зависит безотказность и надёжность благополучной работы всех основных узлов автомобиля.

Повышенное давление топлива в системе HPI Скания.

Описанная в этой статье неисправность топливной системы HPI, встречается на автомобилях Скания с 2003 года выпуска. Со слов водителя неисправность проявлялась следующим образом: во время движения на дисплее высвечивается предупреждение о неисправности двигателя и двигатель глохнет, неисправность проявляется не регулярно.

В результате диагностики было определено, что причиной остановки дизельного двигателя было повышенное давление топлива в топливной системе. Повышенное давление топлива может повлечь за собой как механическая неисправность, так и электрическая. Блок топливной системы HPI автомобиля Скания измеряет параметры топлива с помощью комбинированного датчика давления и температуры (T91), установленного в топливной рампе двигателя. Датчик воспринимает абсолютное давление топлива, то есть атмосферное давление плюс давление, создаваемое топливоподкачивающим насосом.

После длительных попыток зафиксировать неисправность на топливном манометре или на дисплее компьютера все-таки получилось её обнаружить. В то время как стрелка манометра не колебалась, значения датчика давления топлива, фиксируемые диагностической программой, начали хаотически изменяться в сторону больших значений. А затем, когда показания топливного датчика достигло отметки 24,0 bar, блок остановил двигатель.

Сразу же без малейших промедлений датчик был заменен, но каково было удивление, когда неисправность снова проявилась на новом датчике.

Дальнейшие проверки указали на внутреннюю неисправность блока двигателя (система EMS), связанную с нарушением цепи массы датчика внутри блока. Это привело к решению продублировать массу датчика. В результате чего был выполнен наружный ремонт блока топливной системы HPI. Обозначение выводов и процесс ремонта приведен на фото.

К выв. 10 разъема В2, блока управления двигателем, подсоединили дополнительный провод. Выполнили это путем замены контакта на новый с подсоединением к нему дублирующего провода.

Второй конец провода подсоединили к болту крепления блока управления к двигателю с помощью контакта с ушком и диаметром отверстия 8 мм.

Разъемы, которые использовали для изготовления дополнительного провода массы. Обжимали провод инструментом, описанным в статье «Способы соединения проводов при ремонте электропроводки автомобиля».

Такой ремонт успешно выполнен уже на нескольких автомобилях Скания с топливной системой HPI.

Вернувшись назад в раздел неисправности можно ознакомиться с другими проблемами грузовых автомобилей и неисправностью, в топливных клапанах ремонтируемой в этой статье системы.