Регулятора давления топлива

Элементы системы «Common Rail»

При рассмотрении система может быть разделена на топливную систему и систему управления.
Схема топливной системы показана на рисунке №1. Высокое давление от топливного насоса поступает в топливный коллектор и затем распределяется в цилиндры двигателя. Начало впрыска и его окончание управляется открытием и закрытием электромагнитного клапана форсунки.

рис.1
Система управления может быть разделена на три условные части: датчики, электронный блок управления (компьютер) и исполнительные механизмы.
Электронный блок управления использует сигналы от датчиков, установленных на двигателе и в трансмиссии, для вычисления времени (момента) подачи питания и продолжительности подачи питания на электромагнитный клапан форсунки.

Описание работы системы «Common Rail»

Система Common Rail состоит из топливного насоса, топливного коллектора, форсунок, электронного блока управления, управляющего всеми этими частями и различными датчиками.
Топливный насос подает топливо под высоким давлением в топливный коллектор. Давление топлива регулируется изменением производительности насоса. Величина подачи управляется включением-отключением перепускного клапана, управляемым по сигналам от электронного блока.
Топливный коллектор получает топливо под давлением, вырабатываемым топливным насосом, и распределяет его по цилиндрам двигателя. Давление топлива контролируется датчиком давления, установленным в топливном коллекторе. Обратная связь организована так, что действительное давление согласуется с расчетным значением в соответствии с частотой вращения коленчатого вала и нагрузкой двигателя.
Топливо под давлением из топливного коллектора через топливные трубки поступает в форсунки.

Форсунки управляют величиной цикловой подачи и углом опережения впрыска посредством включения-выключения управляющего клапана. При подаче напряжения на обмотку клапана топливо вытекает из управляющей камеры через жиклер, игла распылителя поднимается, и начинается впрыск. При прекращении подачи напряжения на обмотку клапана давление топлива в управляющей камере повышается, игла движется вниз, и впрыск заканчивается.
Угол опережения впрыска определяется моментом (временем) подачи напряжения на обмотку управляющего клапана, а величина цикловой подачи управляется продолжительностью подачи напряжения на обмотку клапана.

Работа системы «Common Rail» с насосом плунжерного типа и типа Bosch

Линия низкого давления

Подача топлива к насосу высокого давления ТНВД осуществляется топливоподкачивающим насосом, которые бывают двух типов. 1 электрический ТПН. 2 Шестеренчатый насос который приводится во вращение от вала ТНВД

На линии низкого давления обязательно имеется фильтр тонкой очистки топлива с влагоотделителем. Соответственно если в системе используется ТПН электрического типа то между ТНВД и баком будет поддерживаться низкое давление, а если применяется шестеренчатый ТПН то в этой магистрали будет разряжение.

Описание работы топливного насоса рядного типа

Топливный насос вырабатывает высокое давление, аналогично обычным рядным топливным насосам, и снабжен перепускным клапаном, управляющим величиной подачи топлива каждой секцией.
Величина подачи в топливный коллектор определяется только давлением в коллекторе, т.е. контролер с помощью изменения производительности насоса стремится приблизить давление к расчетной величине.

Топливный насос
А. Во время движения плунжера вниз перепускной клапан открывается, и топливо под низким давлением нагнетается в надплунжерную полость через перепускной клапан.
В. Даже когда плунжер идет вверх, топливо возвращается через перепускной клапан без увеличения давления, пока клапан открыт (без подачи напряжения на обмотку клапана).
С. При подаче напряжения на обмотку клапана, клапан закрывается на соответствующее время для необходимой величины подачи, и в надплунжерной камере давление топлива увеличивается. Таким образом, топливо поступает через нагнетательный клапан (обратный клапан) в топливный коллектор. Другими словами, ход плунжера после закрытия перепускного клапана определяет величину подачи и, изменяя продолжительность закрытия перепускного клапана (предварительный ход), величина подачи может быть изменена и давление в топливном коллекторе может регулироваться.
А’ Когда плунжер достигает максимального подъема, он начинает движение вниз и давление в надплунжерной полости начинает падать. В это время нагнетательный клапан закрывается, и подача топлива прекращается. Как только подача напряжения на обмотку перепускного клапана прекращается, клапан открывается, и топливо под низким давлением поступает в надплунжерную камеру.

Схема работы топливного насоса
Перепускной клапан

Перепускной клапан регулирует величину подачи топлива топливным насосом в соответствии с давлением в топливном коллекторе. Величина подачи от топливного насоса к топливному коллектору определяется продолжительностью подачи напряжения на электромагнитный клапан.

Топливный коллектор, ограничитель давления, демпферы

Топливный коллектор служит для распределения высокого давления к форсункам каждого цилиндра. В топливный коллектор установлены датчик давления, ограничитель давления и демпфер.
Ограничитель давления открывается при повышенном давлении и позволяет сбросить его до установленной величины. Когда давление в топливном коллекторе превышает 171 МПа, клапан ограничителя открывается, и давление сбрасывается на 35 МПа, затем клапан ограничителя закрывается, и давление поддерживается на этом уровне.

Схема работы демпфера
Демпферы установлены на входе в трубки высокого давления, соединяющие топливный коллектор и форсунку. Демпферы служат для уменьшения пульсации давления топлива в топливной трубке и подаче топлива под постоянным давлением к форсунке. Также обеспечивают отсечку топлива (топливного канала) в случае чрезмерного давления для предотвращения ненормального тока топлива.
Демпфер работает следующим образом: например, в случае высокого давления поршень демпфера движется вправо и достигает седла, таким образом, закрывая топливную магистраль к форсунке.

ТНВД типа Bosch

Принцип работы аналогичен предыдущему, т.е. имеются три секции высокого давления, производительность которых регулируется электрически управляемыми впускными клапанами.

Регулятор давления здесь установлен непосредственно на ТНВД и выполняет две функции: 1 долговременная – точная регулировка давления в соответствии с заданием от контролера, 2 – высокого быстродействия для гашения высокочастотных колебаний давления в рампе. Управление клапаном осуществляется сигналами ШИМ. Если управляющий электромагнит обесточен то клапан удерживается в закрытом положении до давления 100 бар только за счет пружины. Если на электромагнит подается сигнал ШИМ то к усилию пружины добавляется усилие от электромагнита, таким образом давление топлива пропорционально скважности сигнала на управляющий электромагнит.

Форсунка

Функция форсунки — впрыскивать топливо, находящееся под высоким давлением в топливном коллекторе, в соответствии с сигналом электронного блока управления, соответствующим углу опережения впрыска, величине цикловой подачи, скорости впрыска. Схема форсунки приведена на рисунке:

Схема форсунки. 1 — ЭБУ, 2 — датчик давления топлива, 3 — управляющий клапан, 4 — слив, 5 — топливный коллектор, 6 — «питающий» жиклер, 7 — жиклер управляющей камеры, 8 — управляющая камера, 9 — плунжер, 10 — распылитель, 11 — игла, 12 — камера распылителя, 13 — топливный насос, 14 — перепускной клапан.
Работа форсунки
Форсунка закрыта
При закрытой форсунке питание на электромагнитный клапан не подается. Игла клапана прижимается под действием пружины и гидравлического давления, и седло клапана закрыто. Пока топливо из топливного коллектора поступает в управляющую камеру, форсунка закрыта и впрыска нет.

Форсунка открывается
При подаче напряжения на обмотку управляющего клапана игла клапана поднимется вверх, и седло клапана открывается. В результате топливо вытекает из управляющей камеры через жиклер и давление в камере уменьшается, так что игла форсунки поднимается, и начинается впрыск. Расход топлива через жиклер влияет на скорость впрыска, понемногу увеличивая ее. При длительной подаче напряжения на обмотку клапана может быть достигнута максимальная скорость впрыска.
Форсунка закрывается (конец впрыска)
При прекращении подачи напряжения на обмотку клапана игла клапана под действием пружины и гидравлического давления закрывает седло клапана. В этот момент топливо из топливного коллектора поступает в управляющую камеру, игла форсунки мгновенно опускается, и впрыск прекращается.

Схема работы форсунки.

1 — пружина клапана, 2 — ЭБУ, 3 — управляющий клапан, 4 — игла клапана, 5 — седло кла-пана, 6 — жиклер управляющей камеры, 7- управляющая камера, 8 — плунжер, 9 — топливный коллектор, 10 — «питающий» жиклер.

Преимущества системы CommonRail

1 Данная система позволяет осуществлять впрыск не одной непрерывной дозой, а по частям, т.е. впрыскивается сначала небольшая порция для образования очага горения, а потом основная доза. Такой подход существенно смягчает работу дизеля и приближает такой двигатель по уровню вибрации и шуму к бензиновому.

2 Так как система CR является полностью электронно управляемой это позволяет существенно снизить токсичность выхлопных газов и оптимизировать управление крутящим моментом. Это возможно за счет управления параметрами впрыска (угол впрыска и форма характеристики давления впрыска) и управлением рециркуляцией.

3 CR имеет развитую систему самодиагностики что существенно облегчает поиск неисправностей.

4 Мощность затрачиваемая на привод ТНВД составляет 16Н/м что примерно в 10раз меньше чем потребляет насос обычного дизеля.

Диагностика дизелей с системой CommonRail

Для того чтобы точно определить в чем именно заключается неисправность надо принимать во внимание и оценивать состояние трех взаимосвязанных частей:

1 Состояние механических узлов двигателя (турбина,цилиндропоршневая часть дизеля, правильность установки фаз ГРМ).

2 Электронная система управления двинателем (исправность датчиков, проводки)

3 Гидравлическая часть (система топливоподачи, ТНВД, форсунки)

Если проверять подряд все названные компоненты это займет очень много времени. Чтобы ускорить поиск возможных отклонений блок управления снабжен функцией мониторинга исправности датчиков и исполнительных механизмов. При обнаружении блоком отклонений в показании, каких либо датчиков в оперативной памяти прописывается ошибка (каким образом блок выявляет отклонения в показаниях от правдоподобных мы описывали в другой статье). В зависимости от значимости ошибки впрыскивание топлива продолжается или двигатель останавливается. С помощью сканера в меню параметры можно посмотреть реальные показания и реакцию датчиков на различные возмущения. Важной особенностью CR является то что каждая форсунка управляется индивидуально т.е. на каждой форсунке прописываются свои коэффициенты топливо-коррекции по которым можно судить об состоянии каждого цилиндра и соответствующей форсунки.

В качестве примера приведем данные сканирования некоторых параметров в системе CR на холостом ходе.

Частота вращения коленвала

750об/мин

Температура охлаждающей жидкости

88гр.С

Положение педали подачи топлива

0%

Предписанное давление в аккумуляторе высокого давления

261 бар

Реальное давление

264 бар

Цикловая подача одной форсунки

13.8МЕ

Скважность управляющего сигнала электромагнитного клапана рег.давления

16%

Коррекция равномерности работы двигателя

Для цилиндра 1

Для цилиндра 3

Для цилиндра 4

Для цилиндра 2

Коррекция предназначена для компенсации отклонений по цилиндрам в механике двигателя и гидравлике системы впрыска топлива, возникающих при серийном производстве. Неравномерность определяется с помощью датчика оборотов. Если какой-то цилиндр отличается более чем на 30% от заданного значения, это считается не нормальным и блок управление пытается выправить положение изменением топливоподачи. Если мы обнаружили значительную топливо-коррекцию в каком то цилиндре, это может быть связано или с низкой компрессией в цилиндре (прогар клапана например)или неисправностью форсунки.

При неисправностях, которые не выводят систему из строя, блок управления ограничивает топливоподачу. К таким дефектам относятся неисправности датчиков температуры, слишком низкое давление наддува, неполадки с замером расхода воздуха, или выход из строя датчика положения педали газа.

Из соображений безопасности система останавливает двигатель при следующих условиях:

  • Выходит из строя форсунка или сильно падает давление в аккомуляторе
  • Превышение давление топлива в рампе выше МАХ (порядка 1500бар)
  • Выход из строя электромагнитного клапана регулирования давления

Двигатель невозможно завести при неработающих датчиках оборотов и положения распредвала.

сканер

На основании вышесказанного диагностику желательно начинать с подключения сканера, чтобы определить возможные направления поиска и потому что это наименее трудоемкая операция.

Для проверки гидравлической части методы электронной самодиагностики обычно непригодны.

Неисправности, требующие диагностики при помощи гидравлических тестеров:

1 Невозможность запуска двигателя, или двигатель глохнет после запуска

※ рекомендуется провести тест баланса мощности по цилиндрам при помощи сканера (для систем Бош), или провести поочередную проверку инжекторов отключая их по очереди (для системы Делфай)

2 Если имеются неисправности, отличающиеся от описанных выше, например, вибрация двигателя, выброс черного/белого дыма при запуске или на холостом ходу.

Проблема может заключаться в разности количества топлива, проходящего через каждый инжектор.

Процедура диагностики в зависимости от симптома

1) Двигатель не заводится

①Тест линии низкого давления→② Тест обратки инжектора (Статический) →

③Тест линии высокого давления

2) Двигатель не заводится

① Тест линии низкого давления →② Тест обратки инжектора (Динамический) →

③ Тест линии высокого давления

Тест линии низкого давления

При тесте линии низкого давления замеряется разряжение на линии всасывания (если топливоподкачивающий насос шестеренчатого типа) или давление (если ТПН электрический). Таким образом можно выявить поломку ТПН, загрязнение фильтров или повреждение топливоподающих трубок.

Тест обратки инжектора (статический).

В этом испытании электрические разъемы форсунок разъединяются, разъем клапана регулировки высокого давления тоже разъединяется. К датчику давления топлива на рампе подключается прибор для измерения давления. Таким образом при проворачивании коленвала в рампе создается высокое давление при отключенных (неуправляемых) форсунках. Если при этом обратки форсунок подключить к мерным мензуркам можно выявить неисправность клапанов управления форсунками (при количестве топлива в обратке 0-200мл клапан исправен). При данном тесте оценивается также давление которое создается в рампе (1000-1800бар норма)

Тест обратки инжекторов динамический

При этом тесте на обратки инжекторов также устанавливаются мерные мензурки, как и в предыдущем тесте. После этого двигатель заводится и он работает три минуты на холостом ходе и две минуты на оборотах 2500-3000об/мин. Инжектор у которого показания в три раза отклоняются от нормы подлежит замене.

Тест линии высокого давления

Проводится с целью выяснить, насколько большое давление может создавать насос высокого давления. Для проведения теста инжекторы отключаются от рампы и присоединительные штуцера рампы глушатся заглушками. К регулятору давления топлива подключается прибор который блокирует слив топлива в обратку. Далее двигатель вращается стартером в течении 5-6 сек. И при этом производится замер высокого давления. Нормальное давление для системы Bosch 1000-1500 бар. Если давление ниже нормы то причиной может быть ТНВД, регулятор давления или датчик давления топлива для выяснения кто же конкретно проверяем дальше.

Тест регулятора давления топлива

Для его проведения повторяем схему предыдущего опыта, только к обратке регулятора соединяем мерную мензурку. Вращаем стартером двигатель в течении 5 сек и замечаем количество топлива вытекающего с обратки, оно не должно превышать 10 сс

Здесь мы описали процедуру диагностики в той ее части, что отличает дизель CR от других дизелей.

Проверка механической части дизеля является одинаковой, как и у других дизелей. Обычно она заключается в проверке компрессии и пневмоплотности (для оценки состояния ЦПГ), проверке количества и давления картерных газов (что влияет на расход масла у турбированных моторов), проверке состояния турбины (проверяется износ подшипников и работа регулятора давления надувочного воздуха), и фазы установки ГРМ.

vitalxbc ›
Блог ›
Система впрыска топлива Common Rail дизельных ДВС.

Система впрыска Common Rail является самой современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Работа системы Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы, наподобие бензиновых ДВС (Common Rail в переводе означает общая рампа). Система впрыска разработана специалистами фирмы Bosch.

Наибольшее распространения получили четыре типа систем COMMON RAIL, названным по имени их производителя. BOSCH, DELPHI, DENSO и SIEMENS. Каждый автопроизводитель имеет собственную аббревиатуру, которая обозначает как систему, так и ее отдельные элементы :

BMW : D-двигатели (также используются Land Rover как TD4)
Cummins и Scania : XPI
Cummins : CCR
Daimler : CDI (для автомобилей Chrysler и Jeep — CRD)
Fiat : Fiat, Alfa Romeo и Lancia — JTD (MultiJet, JTDm, Ecotec CDTi, TiD, TTiD, DDiS, Quadra-Jet)
Ford Motor : TDCi Duratorq и Powerstroke
General Motors : Opel/Vauxhall — CDTi и DTi для Isuzu
General Motors : Daewoo/Chevrolet — VCDi (VM Motori — Ecotec CDTi)
Honda : i-CTDi
Hyundai и Kia : CRDi
Mahindra : CRDe
Maruti Suzuki : DDiS
Mazda : CiTD
Mitsubishi : DI-D (разработано новое поколение 4N1 с давлением в системе впрыска до 2000 bar)
Nissan : dCi
PSA Peugeot Citroen : HDI, HDi (Volvo S40/V50 использует двигатели PSA 1,6D & 2,0D, JTD)
Renault : dCi
SsangYong : XDi
Subaru : TD
Tata : DICOR
Toyota : D-4D
Volkswagen Audi Group (Skoda) : TDI. CR в 2005 году пришла на смену насос-форсункам.
Volvo : D3, D4 и D5

Применение данной системы позволяет достигнуть снижения расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума дизеля. Главным преимуществом системы Common Rail является широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, которые достигнуты за счет разделения процессов создания давления и впрыска.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

1. топливный бак
2. топливный фильтр
3. топливный насос высокого давления
4. топливопроводы
5. датчик давления топлива
6. топливная рампа
7. регулятор давления топлива
8. форсунки
9. электронный блок управления
10. сигналы от датчиков
11. усилительный блок (на некоторых авто)

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. Современные топливные насосы высокого давления — плунжерного типа. Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.
Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе. Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам. Форсунка важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки. Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системой впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, Холла, положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и другие. Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

На основании сигналов, поступающих от датчиков, блок управления двигателем определяет необходимое количество топлива, которое топливный насос высокого давления подает через клапан дозирования топлива. Насос накачивает топливо в топливную рампу. Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива. В нужный момент блок управления двигателем дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.
С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

2 предварительных впрыска — на холостом ходу;
1 предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
0(предварительный впрыск не производится) — при полной нагрузке.
Основной впрыск обеспечивает стабильную работу двигателя.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и улучшения сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Развитие системы впрыска Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска:

1 поколение – 140 МПа, с 1999 года;
2 поколение – 160 МПа, с 2001 года;
3 поколение – 180 МПа, с 2005 года;
4 поколение – 220 МПа, с 2009 года.

Чем выше давление в системе впрыска, тем больше топлива можно впрыснуть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность.

ТНВД является одним из основных ко элементов в конструкции системы впрыска двигателя. Он выполняет, как правило, две важнейшие функции: 1- нагнетание определенного количества топливной жидкости; 2- регулирование по времени начала впрыскивания. С момента появления аккумуляторных систем впрыска работа по регулированию времени начала впрыска была возложена на управляемые электроникой форсунки.
Основу ТНВД составляет плунжерная пара. Данный механизм составляет поршень (другое название- плунжер) и цилиндр (другое название — втулка) совсем небольшого размера. Плунжерную пару изготавливают из стали высокого качества и делают это с высочайшей точностью. Так, что между плунжером и втулкой имеется минимальный зазор (сопряжение прецизионное). В системе Common Rail используется Магистральный ТНВД.

Магистральный ТНВД

С конструктивной точки зрения магистральный насос может иметь 1(один), 2(два) или 3(три) плунжера. Приводы плунжеров осуществляются с помощью использования кулачкового вала либо кулачковой шайбы.

При вращательном движении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружинки плунжер двигается вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под воздействием разряжения воздуха открывается клапан впуска, и топливная жидкость поступает в камеру. При движении плунжера вверх происходит возрастание давления в камере, клапан впуска закрывается. При создании определенного давления открывается клапан выпуска и топливная жидкость поступает в рампу. Управление подачей топливной жидкости производится в зависимости от потребностей двигателя и осуществляется с помощью клапана дозирования топливной жидкости. В исходном (обычном) положении этот клапан открыт. Но по сигналу электронного блока управления он закрывается на определенную ширину, тем самым регулируется количество затекающей в компрессионную камеру топливной жидкости.

Форсунка (инжектор), являясь элементом конструкции системы впрыскивания, предназначена для того, чтобы качественно дозировать подачу топливной жидкости, его распыление в камере сгорания (коллекторе впуска) и образование топливно-воздушной смеси. Форсунки используются в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных вариантах двигателей устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыскивания. В зависимости от того, каким способом осуществляется впрыскивание, различают нижеприведённые виды форсунок:

1. электромагнитные
2. электрогидравлические
3. пьезоэлектрическая

Электромагнитная форсунка

Устанавливается, как правило, на бензиновые двигатели, в том числе оборудованные системой непосредственного впрыска. Имеет достаточно простое и надежное устройство. Оно включает электромагнитный клапан с иголкой и сопло.

Работа электромагнитной форсунки осуществляется так: в соответствии с заложенным в него алгоритмом электронный блок управления точно обеспечивает подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана в нужный момент. При всём этом создается электромагнитное поле, оно, преодолевая усилия пружинки, втягивает якорь с иголкой и освобождает сопло. В результате производится впрыск топливной жидкости. С исчезновением напряжения пружка возвращает иголку форсунки на седло.

Электрогидравлическая форсунка

Используется на дизельных двигателях, в том числе на оборудованных системой впрыскивания Common Rail. В конструкцию электрогидравлической форсунки входит электромагнитный клапан, камера управления, впускной и сливной дроссели.

Принцип работы этой форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыскивании, так и при его прекращении. В начальном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, иголка форсунки прижата к седлу по средствам силы давления топливной жидкости на поршень в камере управления. Впрыскивание топливной жидкости не происходит. При этом давление топлива на иголку, ввиду разности площадей контакта, меньше давления на поршень. По точной команде электронного блока управления запускается работа электромагнитного клапана, открывая сливной дроссель. Топливная жидкость из камеры управления идёт через дроссель к сливной магистрали. Впускной дроссель при этом препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и в магистрали впуска. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не претерпевает изменений. Игла поднимается, происходит впрыск топливной жидкости.

Пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка)

Это самое совершенное устройство, обеспечивающее впрыск топливной жидкости. Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

К преимуществам пьезофорсунки относят: быстроту срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), как следствие этого, возможность многократного впрыскивания топливной жидкости в течение одного цикла работы, точную дозировку впрыскиваемой топливной жидкости. Всё вышеперечисленное стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой. Он основан на изменении длины пьезокристалла, которое происходит под действием напряжения. Конструкция самой пьезоэлектрической форсунки включает следующие элементы : пьезоэлемент, толкатель, клапан переключения и иголку. Все они помещены в корпус.

В работе форсунки данного вида, так же как и в электрогидравлическом аналоге, используют гидравлический принцип. В начальном положении иголка сидит на седле в результате высокого давления топливной жидкости. Во время подачи электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина. Передается усилие на поршень толкателя, открывается переключающий клапан и топливная жидкость поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы снижается. Иголка за счет давления в нижней части поднимается, таким образом производится впрыск топливной жидкости.

В топливном подводе горючего к мотору автомобиля существует один маленький, но очень значимый элемент – регулятор давления топлива. Признаки неисправности этой детали незаметны на первый взгляд, поэтому сразу ее выход из строя обнаружить трудно. Но эта поломка может привести к очень серьезным последствиям – напор горючего, не контролируемый регулятором, может значительно превысить норму, что приведет к обрыву шлангов.

Как работает регулятор давления топлива (РДТ) и где он установлен?

Устройство топливной системы автомобиля

Устройство РДТ представляет собой вакуумный клапан. Общее его строение – это корпус с клапаном, мембраной и пружиной. В корпусе имеется три отверстия – два из них – вывод горючего, третье ведет к впускному коллектору. Принцип работы регулятора давления топлива заключается в следующем: когда мотор набирает обороты, значительно вырастает потребление топлива и, в результате создается разрежение в третьем выходе, которое собирает пружину, приподнимая мембрану. Таким образом приоткрывается клапан в регуляторе давления топлива. После создания достаточного напора для установленного количества оборотов, обратный клапан перенаправляет горючее обратно в бак по возвратному шлангу.

РДТ иначе называют – «обратный клапан».

Снижение или повышение напора в топливопроводе автомобиля требуется при работе мотора на различных оборотах. Например, на холостом ходу для его работы требуется совсем небольшое количество горючего. Соответственно и напор в системе будет понижаться. И совершенно другой вид приобретает состояние топливной системы во время значительных нагрузок (ускорения автомобиля). Для качественной работы мотора и достаточной подачи в него горючего в этих условиях происходит резкое повышение давления.
Так где же находится регулятор давления топлива? Стандартно он расположен в топливной рампе. Бывает, его расположение изменено – например, РДТ устанавливают в шланге обратной подачи или даже в баке. Установка в бензобаке позволяет избежать дополнительных топливных магистралей, а обратный клапан просто не пропускает в систему лишнее горючее. Но, независимо от места его расположения, регулятор топливного давления выполняет одинаковую функцию – поддержание требуемого и безопасного для автомобиля напора горючего.

Как обнаружить неисправность?

Существует ряд особенностей в работе автомобиля, по которым и может быть заподозрен выход из строя РДТ. Рассмотрим эти признаки плохой работы регулятора давления топлива:

  • Запуская двигатель надо достаточно долго крутить стартер и одновременно держать выжатой педаль газа.
  • На холостых, или низких оборотах наблюдается крайне неустойчивая работа двигателя, вплоть до того, что он может глохнуть. Попытка подгазовывать не приводит к должному результату – мощность практически не увеличивается.
  • Замечаются резкие перепады оборотов мотора на холостую.
  • Потеря ускорения после переключения передач или резкие рывки автомобиля во время движения.
  • Значительное увеличение расхода горючего.
  • Подтеки горючего на шлангах системы. При этом их замена и установка новых хомутов не приводит к лучшему результату.

Если в работе автомобиля встречается один, или же несколько перечисленных признаков, можно заподозрить сбой в работе регулятора давления топлива. Как это проверить? Так как датчик регулятора давления топлива нельзя отнести к электронным или электрическим элементам и проверить его работу с помощью приборов автомобиля нет возможности, то потребуется прибегнуть к дополнительным инструментам.

Измерение напора в системе

Измерение давления в топливной системе автомобиля

Определить полноценность работы обратного клапана можно с помощью измерения напора горючего в системе. Прибор для измерения существующего давления в топливной рампе называется механический манометр. Для правильного определения показателей, его подсоединяют к системе так:

  • Откручиваем пробку штуцера – это действие позволит контролировать напор топлива на торце.
  • Из полости штуцера выворачиваем золотник.
  • К штуцеру присоединяем шланг манометра. Закрепляем его хомутом.
  • Запускаем двигатель.

После его запуска изучаются показания прибора. Так, манометр для измерения давления в топливной рампе позволяет определить, насколько напор горючего выходит за пределы допустимого (норма до 3 кг/см2). После остановки мотора не должно происходить резкое снижение напора, так как исправно работающий обратный клапан перекрывает обратный отток горючего и сохраняет его уровень. Если манометр показывает, что уровень резко падает — то РДТ вышел из строя.
Без использования манометра тоже можно проверить давление в топливной рампе своими руками. Для этого надо попробовать пережать шланг обратной подачи при работающем двигателе. Когда пережат шланг, двигатель с неработающим универсальным регулятором давления топлива (если мотор очень сильно троил), набирает мощность и в работу вступают все цилиндры. Однако пережать обратный шланг не всегда возможно на современных автомобилях – в них устанавливаются металлические трубки либо шланги недостаточной длины.
Если встает вопрос о том, как проверить регулятор давления топлива на инжекторе, то здесь существует только один способ – с помощью манометра. Другие варианты невыполнимы на этом типе двигателя.