Датчик давления топливной системы

Датчик давления топлива предназначен для измерения текущего давления топлива. Он применяется для управления в системе непосредственного впрыска бензиновых двигателей и системе впрыска Common Rail дизельных двигателей. Датчик устанавливается в топливной рампе.

Применение датчика обеспечивает поддержание заданного давления в системе впрыска, что в свою очередь имеет большое значение для реализации номинальной мощности, снижения вредных выбросов и уровня шума при работе двигателя.

В некоторых конструкциях системы непосредственного впрыска устанавливается два датчика давления топлива, один – в контуре высокого давления, другой – в контуре низкого давления. Датчики, соответственно, имеют названия высокого и низкого давления топлива.

Конструктивную основу датчика составляет сенсорный элемент, объединяющий стальную мембрану и тензорезисторы. Толщина стальной мембраны соответствует измеряемому давлению (чем толще мембрана, тем больше давление). Тензорезисторы преобразуют деформацию стальной мембраны в изменение электрического сопротивления. Тензорезисторы соединены по мостовой схеме (т.н. мостик Уинстона) и к ним через усилитель подается напряжение.

Работа датчика давления топлива осуществляется следующим образом. Через штуцер топливо попадает к стальной мембране, которая прогибается пропорционально величине давления. Соответственно изменяется величина сопротивления тензорезисторов. Входное напряжение датчика при этом может изменяться в пределах 0-80 мВ. С помощью усилителя величина напряжения увеличивается до значений порядка 0-5 В и подается на электронный блок управления. Блок управления в соответствии с заложенной программой оценивает текущее значение давления топлива. В случае отклонения давления топлива от заданной величины срабатывает регулирующий клапан в топливной рампе.

При неисправности датчика давления топлива (отсутствии сигнала) система управления двигателем использует стандартные данные давления топлива. При этом мощность двигателя падает.

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.

1200 руб. за фотоотчёт

Платим за фотоотчёты по ремонту авто. Заработок от 10 000 руб/мес. Пишите:

Вопросом о том, как проверить регулятор давления топливазадаются владельцы машин как с бензиновым, так и с дизельным двигателем. Данный узел устанавливается в топливную рампу тех и других моторов. В некоторых случаях их может быть два — для контура низкого и высокого давления. Конструктивно датчик давления топлива (или сокращенно ДДТ) состоит из двух частей — металлической мембраны и тензорезисторов, которые способны изменять свое электрическое напряжение. По сути, проверка регулятора давления топлива и сводится к тому, чтобы замерить выдаваемое им напряжение/сопротивление.

Описание работы регулятора давления топлива

Перед тем как перейти к вопросу о том, как проверить датчик давления топлива, необходимо разобраться с принципом его работы. Это даст полноту понимания данного процесса. Как указывалось выше, ДДТ состоит из двух частей — механической и электрической. Механическая часть — это металлическая мембрана, которая прогибается под воздействием усилия, вызванного давлением в топливной системе. Следует отметить, что на датчиках, рассчитанных под разное давление, толщина мембраны также будет разной. В частности, чем толще мембрана — тем на большее давление рассчитан датчик. Также стоит отметить, что в некоторых машинах используется два датчика — в контуре высокого давления и в контуре низкого давления. Называются они соответственно.

Электрическая часть датчика давления топлива состоит из четырех тензорезисторов, которые изменяют значение своего электрического сопротивления в зависимости от оказываемого на них механического давления. Тензорезисторы соединены по электрической схеме «мостик Уинстона», и к ним через усилитель к ним подается напряжение. Соответственно, его выходное значение будет меняться в зависимости от того, как сильно изогнется мембрана. По сути, проверка датчика давления топлива заключается в измерение выходного напряжения из датчика давления топлива.

По информации от датчика ЭБУ дает команду на открывание топливного клапана, в результате чего его давление сбрасывается за счет того, что оно перепускается из рейки. Это актуально как бензиновых двигателей с инжектором, так и для современных дизельных систем Common Rail, которые управляются с помощью электронных систем.

Топливо подается под давлением в рампу, элементом которой является и датчик с мембраной. При этом мембрана изгибается, вследствие чего изменяется сопротивление резисторов. Указанное входное напряжение может колебаться в пределах от 0 до 80 мВ (соответственно, 0 показывает, что давления нет вовсе, а 80 мВ указывают, что значение давления является максимально допустимым). С помощью электронного усилителя диапазон выходного напряжения увеличивается до 0…5 Вольта, которые и передаются на электронный блок управления двигателем (ЭБУ).

Значение выходного напряжения одинаково, однако давление у бензиновых и дизельных двигателей, как известно, различаются. Для справки:

У дизельного двигателя значение выходного напряжения составляет 1,3 Вольта при давлении 250 Бар, и оно увеличивается до 4,5 Вольта при давлении 2500 Бар (1 Бар = 100 кПа).
У бензиновых двигателей напряжение 1,3 Вольта будет при давлении 50 Бар, а значение 4,5 Вольта при давлении 200 Бар.

Приведенные данные являются приблизительными, и взяты в качестве примера для датчика от компании BOSCH, устанавливаемые на некоторые модели автопроизводителей BMW, Alfa Romeo и многих других. Аналогичные характеристики могут отличаться у конкретных марок автомобилей, в том числе использующих различные регуляторы давления топлива.

На старых дизельных двигателях используется механический регулятор давления топлива. Однако в силу того, что на современных автомобилях он практически не используется, рассматривать его устройство мы не станем.

Признаки поломки датчика

К признакам неисправности относится:

Активация на приборной панели контрольной лампы Check Engine. При сканировании ошибок диагностическим прибором будут показаны одна или несколько ошибок с номерами P0190, P0191, P0192, P0193, P0194. Все они сигнализируют о проблемах в цепи управления датчика давления топлива.
Падение мощности двигателя. При этом машина теряет свои динамические характеристики (плохо разгоняется), не тянет, особенно, если она груженная. Причиной этого становится тот факт, что электронный блок управления при получении некорректной информации от датчика (или отсутствия сигнала от него) попросту подставляет стандартные количественные значения топлива и воздуха. Из-за этого и получается топливовоздушная смесь с неоптимальными параметрами.
Перерасход топлива. В зависимости от мощности двигателя это значение также меняется.
Машина плохо заводится как «на горячую», так и «на холодную».
При работе двигателя на высоких оборотах возможно возникновение так называемых «провалов», когда обороты резко изменяются, а машина не слушается педали акселератора.

Вообще, ездить на машине с неисправным регулятором давления топлива нежелательно. И выражает это не только в том, что машина потеряла свои динамические характеристики, но и в том, что топливный насос будет работать, что называется «на износ», поскольку он не может длительное время поддерживать значительное давление. А это естественным образом приводит к снижению его ресурса и возможному преждевременному выходу из строя.

Также имеет смысл проверить датчик давления топлива в дизельных двигателях в случае, если с помощью диагностического прибора была выявлена ошибка Р1181, сигнализирующая о том, что система не может обеспечить герметичность в топливной рампе. Одной из причин этого как раз может быть неисправный регулятор давления топлива.

Причины поломки датчика давления топлива

Причин выхода из строя датчика давления топлива на самом деле немного. Это либо повреждение внутренних частей датчика, либо его проводки. В первом случае это может быть механическое повреждение корпуса, его ржавление из-за механического повреждения или банальной старости. Также может повредить какой-либо электрический контакт внутри датчика. Как правило, ремонт его невозможен, и он подлежит замене.

Однако чаще повреждается не сам датчик, а его сигнальная проводка либо разъем для подключения (так называемая «фишка»). В некоторых случаях отмечается, что под воздействием вибрации перетираются провода, портится их изоляция, даже возможно возникновение короткого замыкания, из-за чего двигатель может заглохнуть прямо на ходу. В этом случае необходимо выполнить дополнительную диагностику и выполнить замену проводки и/или разъема, который одевается на датчик.

Что касается механического клапана регулировки давления топлива, то он может банально пропускать некоторое количество топлива, из-за чего в системе будет присутствовать низкое давление со всеми вытекающими последствиями, в частности, падением мощности двигателя, «подергиванием» машины и прочими неприятностями.

Причинами поломки также может быть засорение сеточки на регуляторе. Засорение может быть вызвано попаданием мусора в топливо в случае, если топливный фильтр не справляется с возложенными на него задачами или он попросту забит сам и мусор из него проходит в топливную магистраль. Что касается дизельных двигателей, то в холодную погоду солярка может замерзать, и в ней образуются твердые частицы парафина. В этом случае имеет смысл воспользоваться размораживателями дизельного топлива.

Еще одна причина — износ или заклинивание запирающего элемента внутри корпуса регулятора давления. Очередная причина неисправности — неплотное прилегание конуса регулятора внутри рейки. Также причиной неисправности может быть электронная система управления (катушка, микросхема с тензорезисторами).

Как проверить исправность датчика давления топлива

Проверить исправность регулятора давления топлива можно двумя методами — с демонтажом топливной рейки вместе с регулятором или без такового. Первый метод более сложный, однако с его помощью можно проверить не только работу регулятора давления, но и других элементов топливной системы. Кроме этого, для такой проверки необходим специальный стенд, который есть только в специализированных автомастерских, в частности, у официальных представителей конкретного автопроизводителя. Хотя некоторые автолюбители собирают подобные самодельные у себя в гараже.

Проверка датчиков старого образца

Упомянутые выше регуляторы давления топлива старого образца можно было проверить, просто пережав на непродолжительное время «обратку» топлива. Этот метод старый, и соответственно, подойдет для автомобилей старой конструкции. Такую проверку необходимо выполнять обязательно «на холодную», когда двигатель еще не прогрелся. Лучше всего это делать приблизительно в течение одной минуты после запуска двигателя. Актуально для бензиновых двигателей.

Основное действие в данном случае — пережать с помощью плоскогубцев шланг обратной подачи топлива на несколько секунд. Если при этом троящий и плохо работающий мотор восстановил обороты и стал нормально работать, значит, вышел из строя именно регулятор давления топлива. Однако помните, что на длительное время пережимать шланг нельзя, поскольку это чревато износом топливного насоса вплоть до его выхода из строя или срыванием какого-либо хомута на месте крепления топливных шлангов. Тем не менее такой метод подходит лишь для тех машин, у которых в обратной топливной магистрали используются длинные резиновые шланги. А на многих современных иномарках эти элементы выполнены из металла, соответственно, механически пережать их не получится.

Проверка с помощью мультиметра

Проверку электронного датчика давления топлива, установленного на рампе, необходимо с проверки наличия питания на нем. Для этого нужно снять «фишку» с него и с помощью электронного мультиметра, переведенного в режим измерения напряжения, проверить соответствующие значение. Черный щуп устанавливается на любой «минус», а красный — на ножку на «фишке». Если все исправно, то на экране мультиметра должно быть значение 5 Вольт постоянного тока. Следующий шаг проверки заключается в том, что красный щуп устанавливается на «плюс» аккумулятора (или ближайшей точки, где можно взять напряжение), а черный щуп — на минусовую ножку на «фишке». В исправном состоянии значение должно быть -12,3 Вольта (или просто 12 Вольт). Если все так, значит, проводка датчика целая. Можно возвращать «фишку» на ее посадочное место на датчике.

Следующий шаг — проверка уровня сигнала от датчика. Для этого черный провод мультиметра необходимо поместить на минусовую клемму аккумулятора, а красную — на третий сигнальный провод (обычно он находится посередине). Далее нужно запустить двигатель и дать поработать ему на холостых оборотах (минимальных). При этом выходное напряжение также должно быть минимальным. Как указывалось выше, это значение будет приблизительно 1,3 Вольта. При нажатии на педаль акселератора (увеличении оборотов двигателя) соответствующее значение будет расти вплоть до 4,5…5 Вольт (на максимальных оборотах). Это изменение можно отследить в динамике. Если изменение напряжения происходит — регулятор исправен. Если значение напряжения не меняется — его нужно менять на новый.

Однако после проверки «фишки» необходимо еще проверить провод, который идет непосредственно на электронный блок управления. Делается это также с помощью мультиметра. Если в процессе изменения оборотов двигателя соответствующее значение динамически меняется, значит регулятор давления исправен. В очень редких случаях возможны ситуации, когда проблемой становится сам ЭБУ, в частности, так называемые «глюки» в его программном обеспечении.

Проверка с помощью манометра

В настоящее время для проверки исправности регулятора давления топлива используют манометр — прибор для измерения давления в топливной системе (и не только). Подсоединяется манометр между топливным шлангом и штуцером. Предварительно необходимо отсоединить вакуумный шланг.

Рабочее давление бензинового двигателя будет около 2,5…3 атмосфер, перед измерением это значение необходимо обязательно дополнительно уточнить по мануалу или в интернете. При перегазовке давление немного опускается (на несколько десятых долей атмосферы). После этого клапан некоторое время должен держать давление в системе, что можно наблюдать по показаниям манометра. Далее с помощью плоскогубцев необходимо пережать обратный топливопровод, что способствует возрастанию давления до 2,5…3,5 атмосфер.

Проверка регулятора давления ТНВД Common Rail

В первую очередь необходимо проверить значение сопротивления индуктивной катушки управления. Точные данные необходимо взять в дополнительной справочной литературе, однако в большинстве случаев соответствующее значение будет находится около 8 Ом. Измерение значения сопротивления проводят все тем же электронным мультиметром, переведенным однако в соответствующий режим работы. Если измеренное значение существенно отличается в ту или иную сторону — датчик заведомо неисправен, и его нужно заменить.

Для более детальной диагностики применяется дополнительное дорогостоящее оборудование, используемое лишь в автосервисах, поскольку рядовому автовладельцу оно попросту не нужно. С его помощью проверяется не только герметичность клапана регулятора, но и линейность его управления. Если с герметичностью все понятно, то линейность управления обеспечивает его плавное закрывание/открывание, которое способствует нормальному перетоку дизельного топлива по магистрали в обратку. Если же будут иметь место механические заедания, то и характеристика управления будет нелинейной. Для ее построения используется специальное аппаратное и программное обеспечение.

В большинстве случаев ремонт непосредственно датчика давления топлива вряд ли возможен, поэтому его попросту меняют на новый. Однако для многих автомобилей стоимость этого узла достаточно высока (даже для отечественных ВАЗов и их бюджетных аналогов). Поэтому перед заменой этого узла необходимо точно убедиться, что вышел из строя именно датчик давления топлива, иначе в противном случае это будет лишняя трата немалых денег.

Заключение

Регулятор давления топлива — несложный, однако важный узел топливной системы, который напрямую влияет на работу двигателя. Это касается как бензиновых, так и дизельных моторов. Стоит учитывать, что при его выходе из строя движок начинает работать не в оптимальном режиме, из-за чего создается топливовоздушная смесь с неправильным составом, а топливный насос начинает работать «на износ», что приводит к снижению его общего ресурса. Поэтому при возникновении подозрения на выход из строя датчика давления топлива необходимо как можно быстрее выполнить диагностику с тем, чтобы вернуть работе двигателя оптимальные параметры работы.