Датчик рампы что это

Датчик давления топлива

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.

Источник

Устройство и основные неисправности топливной рампы

Топливные системы современных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания включают в себя множество важных элементов. Одним из таких является топливная рампа. По сути, это полая трубка с закрытыми концами, от которой ответвляются трубки меньшего диаметра и которые подсоединены к топливным форсункам. Это одна из систем, впервые появившихся в дизельных агрегатах, но затем нашедших применение и в бензиновых агрегатах. Попробуем разобраться в устройстве современных системах подачи топлива, самой топливной рампе, ее неисправностях и особенностях замены.

Коротко об устройстве системы подачи топлива

Несложно догадаться, что топливная система ответственна за подачу нужного количества топлива силовому агрегату на всех возможных рабочих режимах. Одним из конечных этапов «пути» топлива являются форсунки. В современных инжекторах система подачи топлива предусматривается наличие таких элементов:

1. Электрический бензонасос;
2. Топливный фильтр;
3. Подающий и сливной топливопроводы;
4. Топливная рампа с форсунками;
5. Регулятор давления топлива в системе;
6. Штуцер контроля давления.

Коротко рассмотрим каждый из элементов, а затем уделим больше внимания самой топливной рампе. Итак, электрический бензонасос. В современных автомобилях с инжекторными двигателями насос монтируют прямо внутри топливного бака. Насос входит в состав т.н. модуля электробензонасоса. В этом модуле также имеется фильтр, завихритель, датчик уровня топлива. Как только насос включается в работу, топливо нагнетается в подающий топливопровод и идет дальше по системе. Сам насос управляется специальным контролером через реле. Если двигатель не работает или же зажигание отключено, реле не замыкает цепь и насос не может включиться в работу.

Фильтр топливной системы прост и незамысловат. Он имеет специальный бумажный фильтрующий элемент внутри прочного металлического, иногда пластикового корпуса. Топливо, проходя через фильтрующий элемент, очищается от твердых частиц диаметров не менее 10 мкм. Более крупные частицы могут задерживаться дополнительными фильтрами (один из таких установлен в электробензонасосе).

Запчасти на renault 10

Запчасти на renault 10

Топливопроводы бывают прямые и обратные. Если прямой топливопровод служит для подачи топлива в топливную рампу, то обратный — для доставки избытка горючего обратно в бак. Топливная рампа, имеющая форсунки, регулятор давления, а также штуцер контроля давления, является одним из последних этапов движения топлива по системе. В рампе топливо распределяется по форсункам. Конструктивных исполнений рамп довольно много, но у них есть кое-что общее: они проектируется так, чтобы устранить локальные пульсации давления, непременно возникающие в результате работы форсунок. Регулятор давления топлива по факту является следящим и исполнительным устройством — если давление в топливной рампе превышает давления во впускной трубе, регулятор дает возможность излишку топлива вернуться в бак. Крайне важно, чтобы давление в рампе и впускной трубе было одинаковым.

Наконец, электромагнитные форсунки. Подробно о них мы рассказывали в отдельном материале . Если коротко: форсунка является механическим распылителем с электромагнитным управлением. Основными характеристиками форсунок является время открытия и закрытия, дальнобойность и конус распыливания факела топлива, минимальная цикловая подача горюче, а также давление начала впрыска. Правильный подбор и установка форсунок гарантируют, что двигатель будет работать в нормальном режиме. Но и здесь не все так просто. Грубо говоря, перед форсунками еще находится топливная рампа. Что если неисправность могла появиться в рампе? Обо всем по порядку.

Некоторые особенности топливных рамп и их неисправности

Топливные рампы, как правило, изготавливаются из стальной трубы. Такая труба может выдержать значительные перепады давления. Если в бензиновых двигателях давление в топливной системе может быть не так уж большим, то в системе «commor rail» дизельного агрегата ситуация будет обратной. Сталь отлично показывает себя как при перепадах давления, так и перепадах температуры и при контакте с химически агрессивной средой. От основной трубки идет ответвления по количеству форсунок. На концах трубки также можно видеть регулятор давления и датчик давления топлива в системе. Также нельзя не рассказать о специальных уплотнителях . Как правило, это обычные резиновые кольца диаметром от 5 до 7 миллиметров. Многие автолюбители жалуются на течь топливной рампы, отмечая, что причиной ее появления является как раз износ упомянутых уплотнителей.

Несмотря на то, что топливная рампа и смежные с ней элементы имеют высокую живучесть и большой эксплуатационный ресурс, поломки не являются столь уж редкими. Как правило, идентифицировать поломку удается визуально или на основании некоторых особых признаков. Вот с какими неприятностями могу столкнуться автолюбители:

1. Потеря герметичности в местах, где соединены ключевые узлы рампы. Например, в месте крепления запорного штуцера или же форсунок. Достаточно добраться до рампы и осмотреть ее — подтеки топлива будут красноречиво говорить о потере герметичности;
2. Засорение форсунок. Об этой неисправности стоит говорить в контексте неисправности именно форсунок, но так как они входят в состав рампы, расскажем и о них. Форсунки современных инжекторных двигателей обычно могут отходить порядка 40 тысяч километров. На деле этот километраж оказывается больше, но учитывайте, что засорение впрыскивающих сопел может наблюдаться при пробеге менее 40 тыс. км. Об этом будет свидетельствовать рост расхода топлива, резкое падение мощности, а также ненормальная работа силового агрегата на холостых;
3. Выход из строя регулятора давления. Судить о такой неисправности можно по неустойчивым холостым и перепадам оборотов, резким рывкам или, напротив, потере ускорения авто при переключении передач, затрудненному пуску, подтеках на шлангах топливной системы.

Как видите, признаков поломок, связанных с топливной рампой, довольно много. Самый явный признак неисправности: подтеки топлива. Если утечка топлива не наблюдается, однако вы отметили что-то из списка выше, лучше обратиться к специалисту. Впрочем, некоторые проверки автолюбитель может провести и самостоятельно. Для этого не потребуются ни особые навыки, ни труднодоступные и дорогостоящие инструменты.

Снятие и осмотр топливной рампы

Зачастую потерю давления в топливной системе удается быстро диагностировать, но вот определить место протечки, к примеру, найти сразу удается не всегда. Если возникла нужда в осмотре топливной рампы, то ее для начала нужно будет демонтировать. На самом деле со снятием рампы справится даже неопытный автолюбитель . Набор инструментов минимален. Свободное время — другое дело. Его потребуется немало, так что все работы стоит производить в выходной. Сама работа выглядит следующим образом:

1. Поставить автомобиль на ручник или же перевести рычаг КПП в нейтральное положение;
2. Снизить давления в питающей системе (об этом мы поговорим чуть позже);
3. Отсоединить от «минусовой» клеммы АКБ соответствующий провод;
4. Отсоединить колодки жгутов проводки от форсунок;
5. Аналогичным образом отсоединить колодки от датчиков детонации, положения дроссельной заслонки, температуры антрифриза, отсоединить регулятор холостого хода и все прочие датчики, работающие в тандеме с двигателем;
6. Отсоединить топливный шланг от рампы (надежность его фиксации задается хомутом, который придется разъединить);
7. Разъединить хомут, который соединяет рампу с направляющей маслоизмерительного щупа;
8. Вывернуть болты крепления топливной рампы со стороны впускного трубопровода;
9. Снять рампу и, опционально, форсунки.

Вышеупомянутое снижения давления в подающей системе осуществляется так: поступить как в пункте 3; снять крышку лючка топливного модуля; отсоединить колодку проводов от модуля; подключить «минусовой» провод к соответствующей клемме АКБ; запустить двигатель, давая ему выработать все топливо из рампы – после этого он заглохнет. Остается лишь заглушить мотор и вернуться к работе с рампой. Как вы могли догадаться, при дальнейшем демонтаже придется повторить манипуляции с проводом аккумулятора.

В целом, демонтаж рампы практически на всех моделях авто аналогичен. Здесь есть пару моментов, о которых стоит помнить. Во-первых, уплотнительные кольца форсунок необходимо смазывать моторным маслом при последующем монтаже рампы. Во-вторых, при присоединении к рампе топливного шланга в обязательном порядке нужно убедиться в герметичности соединения . Многие эксперты рекомендуют тщательно осматривать не только рампу, но и присоединенные к ней топливные форсунки, ведь теперь их можно рассмотреть с разных перспектив и убедиться в том, что их посадочные места находятся в надлежащем состоянии.

Поиск комплектующих топливной рампы

В ходе осмотра и диагностики может выясниться, что рампа нуждается в ремонте и замене комплектующих. Обычно для ремонта чаще всего требуется регулятор давления топлива (сокращенно РДТ) и уплотнители. Как правило, ломается именно регулятор. Проверить его можно и без помощи мастера: если регулятор сбрасывает давления еще на этапе работы стартера, он неисправен. Все необходимое для ремонта можно искать по:

1. VIN-коду транспортного средства;
2. Коду необходимых запчастей;
3. Параметрам автомобиля: марке и модели, году выпуска, параметрам двигателя.

Последний вариант на сегодняшний день является самым простым и востребованным среди простых автолюбителей. Благодаря развитию электронных каталогов и появлению онлайн-магазинов в распоряжении водителей теперь есть древовидные каталоги, в которых можно поэтапно искать нужные запчасти – сначала задать марку и модель, затем указать категорию запчасти, уточнить год выпуска транспортного средства, а уже потом найти в списке то, что требуется для ремонта. Акцентируем внимание автолюбителей на том, что комплектующие топливных систем нужно выбирать еще с оглядкой на фирму-производителя. Мировыми экспертами по бензиновым и дизельным системам являются следующие компании:

Мы категорически не рекомендуем покупать ремкомплекты топливных систем от малоизвестных производителей. Во-первых, качество их продукции не всегда стабильно. Во-вторых, многие из них по факту являются упаковщиками, которые предлагают изделия от фирм из списка выше, но с иногда оговоркой, что сами изделия не прошли проверку качества и были предложены к реализации на вторичном рынке под именами сторонних брендов. Самые надежные варианты – покупка оригинала или же топливной аппаратуры от Bosch и Denso. Относительно неплохие аналоги по доступной цене можно найти в каталогах Monark , Lucas и Hans Pries . В случае нужды автолюбитель также может найти топливную рампу в сборе. В продаже можно найти исключительно оригинальные рампы, однако в целях экономии изделие можно найти на авторазборках. В этом случае нужно уделить особое внимание проверке состояния рампы – находившиеся в продолжительное время в эксплуатации комплектующие топливных систем часто имеют малый остаточный ресурс.

Вывод

Топливная рампа – целая небольшая система, находящаяся внутри автомобиля. За исправностью работы этой системы нужно следить, хоть сама по себе она полноценна и крайне живуча. Автолюбители нередко жалуются на работу топливной системы, однако в большинстве случаев проблемы кроются в неисправностях топливного насоса и форсунок. Если у вас возникли подозрения, что проблема локализуется в районе рампы, непременно обратитесь к специалистам или хотя бы проведите диагностику самостоятельно. Если проблему игнорировать, масштаб проблем окажется немалым: машина начнет расходовать много топлива, двигатель будет троить и нестабильно работать на холостых и при наборе скорости, а также изменится состав выхлопных газов.

Источник

Устройство автомобилей

Приборы и устройства системы Common Rail

Аккумулятор высокого давления (топливная рампа)

Рампа или аккумулятор высокого давления (Rail) принимает от ТНВД и хранит топливо под высоким давлением. Включение в систему питания этой своеобразной емкости для хранения запаса топлива под высоким давлением позволяет решать одну из характерных для дизеля и других систем впрыска проблем — уменьшить пульсацию давлений в трубках, подводящих топливо к форсункам.

Не секрет, что трубка высокого давления является слабым звеном цепочки, организующей подачу топлива в классической системе впрыска (дизеля или бензинового двигателя Common Rail). Порционная подача топлива непосредственно к форсункам от ТНВД приводит к тому, что соединяющая эти агрегаты трубка выглядит, образно говоря, как мягкий резиновый шланг, по которому перекатываются шарики.
Конечно же, даже верхпрочный металл может не выдержать такую цикличную нагрузку, особенно, когда частота перекатывания «шариков» топлива совпадет с собственной частотой колебаний трубки, т. е. в случае резонансных явлений. Трубка попросту лопнет, и это бывает довольно-таки часто. И промежуточный накопитель — рампа — один из способов решения данной проблемы. Благодаря рампе топливо под высоким давлением постоянно «дежурит» у входа в форсунки, и пульсация отсутствует.
Кроме этого, рампа обеспечивает относительное постоянство давления впрыскивания при открытии форсунки.

Аккумулятор высокого давления в общем виде имеет форму трубки (рис. 1). В зависимости от конструкции двигателя конкретное исполнение аккумулятора может иметь разные формы.
На аккумулятор могут устанавливаться датчик давления топлива и клапан ограничения давления. В качестве дополнительного оборудования могут устанавливаться ограничители расхода топлива и клапан регулирования давления, если он не расположен на ТНВД.
Топливо из ТНВД направляется через магистраль высокого давления к впускному штуцеру аккумулятора (рампы). Из топливной рампы оно распределяется по отдельным форсункам.

Давление внутри аккумулятора измеряется датчиком давления топлива (рис. 2) и ограничивается клапаном регулирования давления (рис. 3) до максимально допустимой величины в зависимости от параметров конкретной системы впрыска.
Через ограничитель расхода топлива, который дросселирует поток топлива, последнее под давлением поступает к форсункам.

Объем аккумулятора (рампы) постоянно наполнен топливом, находящимся под давлением. Величина этого давления поддерживается на постоянном уровне даже при больших нагрузках на двигатель, когда возрастает расход топлива через форсунки.

Клапан регулирования давления

Клапан регулирования давления устанавливает величину давления в аккумуляторе высокого давления (топливной рампе) в зависимости от нагрузки на двигатель.
При слишком высоком давлении в рампе клапан открывается и часть топлива из рампы отводится через магистраль обратного слива назад к топливному баку.
При падении давления в топливной рампе клапан закрывается и размыкает контуры высокого и низкого давления.

Клапан регулирования давления 3 (рис. 2, а ) устанавливается либо непосредственно на ТНВД, либо отдельно. Крепится через фланец к корпусу ТНВД или аккумулятору высокого давления.
Якорь 2 прижимает шарик 1 клапана к седлу под действием пружины клапана 4 так, чтобы разъединить контуры высокого и низкого давления.
Включенный электромагнит 3 перемещает якорь, прикладывая дополнительное усилие к прижатию шарика к седлу.
Весь якорь омывается топливом, которое смазывает трущиеся поверхности и отводит лишнее тепло.

Рис.2, а. Клапан регулирования давления:
1 — щарик клапана; 2 — якорь; 3 — электромагнит; 4 — пружина клапана; 5 — электрический штекер

Клапан регулирования давления имеет два контура:

• медленный (электрический) контур регулирует среднюю изменяющуюся величину давления в аккумуляторе высокого давления;
• быстрый (гидромеханический) контур выравнивает высокочастотные колебания давления.

Принцип работы клапана рассмотрим для двух позиций.

Клапан регулирования давления отключен.
От аккумулятора или на выхода ТНВД топливо под высоким давлением подается ко входу клапана. Так как обесточенный электромагнит не развивает никаких усилий, сила давления топлива преодолевает силу действия пружины. Клапан открывается и остается в таком положении большее или меньшее время в зависимости от цикловой подачи.
Пружина подобрана таким образом, чтобы устанавливалось давление топлива около 100 бар.

Клапан регулирования давления включен.
Если необходимо повысить величину давления, то сила действия электромагнита дополняет силу давления пружины. Якорь смещается вниз, уменьшая диаметр проходного сечения, до тех пор, пока объединенное усилие электромагнита и пружины не уравновесится давлением топлива. Затем якорь остается в этом положении, поддерживая постоянное давление.
Величина давления может варьироваться в зависимости от изменения величины подачи топлива в аккумулятор.
Давление в клапане может снижаться также из-за увеличения расхода топлива, впрыскиваемого через форсунки.

Усилие электромагнита пропорционально силе управляющего тока. Управление клапаном осуществляется ШИМ-сигналом. Благодаря этому регулируется расход топлива на слив. Тактовая частота в 1 кГц достаточна для того, чтобы избежать возмущающих движений якоря и соответственно колебаний давления в топливном аккумуляторе.

В более современных системах впрыска регулирование давления происходит дозировкой количества топлива, поданного к ТНВД. Таким образом, уменьшаются энергетические потери.

Клапан ограничения давления

Клапан ограничения давления поддерживает определенную величину давления в аккумуляторе, выполняя фактически роль редукционного (предохранительного) клапана. Несмотря на одинаковый принцип работы, на разных моделях двигателей внешне этот клапан может отличаться (см. рисунок 3).

Механический клапан ограничения давления включает следующие конструктивные элементы:

• корпус с наружной резьбой для вворачивания в топливную рампу и с внутренней резьбой для вворачивания упора сердечника клапана и присоединения магистрали обратного слива;
• подвижный сердечник клапана;
• пружину клапана.

Принцип работы этого устройства не отличается от общего принципа функционирования механических клапанов ограничения давления.
Корпус клапана со стороны аккумулятора имеет канал, запираемый конусом сердечника клапана. Пружина плотно прижимает конус к седлу клапана при нормальном рабочем давлении, так что аккумулятор (рампа) остается закрытым.

В случае, когда величина давления в аккумуляторе превысит рабочее значение, конус под действием давления отходит от седла и находящееся под высоким давлением топливо через перепускные каналы отводится в магистраль обратного слива.
В результате давление топлива в топливной рампе снижается до оптимального (для данной системы) уровня.

Ограничитель расхода топлива

Ограничитель расхода топлива в системе Common Rail применяют, в частности, на двигателях тяжелых грузовых автомобилей. Он предназначен для предотвращения маловероятного случая, когда форсунка увеличивает продолжительность впрыскивания, например в случае зависания иглы. Чтобы выполнить эту задачу, ограничитель при превышении максимально допустимого количества поступающего из аккумулятора топлива перекрывает магистраль к соответствующей форсунке.
Ограничитель расхода топлива (рис. 4) состоит из металлического корпуса 5, на торцах которого выполнена резьба (наружная или внутренняя) для ввинчивания в аккумулятор высокого давления и для соединения с магистралью, ведущей к форсунке.

Внутри ограничителя расхода топлива находится сердечник 3, отжимаемый пружиной 4 в направлении аккумулятора высокого давления (топливной рампы).
Сердечник уплотняется по стенке корпуса. Продольный канал, имеющий в сердечнике переменный диаметр, заканчивается поперечными перепускными дроссельными отверстиями 8 с точно подобранной пропускной способностью.

Рис. 4 . Ограничитель расхода топлива (схема):
1 — канал со стороны топливной рампы; 2 — ограничительная шайба; 3 — сердечник ограничителя; 4 — пружина ограничителя; 5 — корпус ограничителя; 6 — канал со стороны форсунки; 7 — седло сердечника ограничителя; 8 — дроссельное отверстие

Работа в обычном режиме

В положении покоя сердечник 3 упирается в ограничительную шайбу 2. Открытие форсунки в момент впрыскивания топлива немного снижает давление в ведущей к ней магистрали. В результате сердечник под действием потока топлива из аккумулятора смещается к форсунке (на рис. 4 – вниз), вытесняя при этом смещении некоторое количество топлива для поддержания необходимого давления в магистрали.
Когда впрыскивание завершается, сердечник останавливается, не доходя до седла 7. Затем пружина 4 отжимает его назад в исходное положение против потока топлива, продолжающего перетекать к уже закрывшейся форсунке через дроссельные отверстия 8.

Параметры пружины и дроссельных отверстий подобраны таким образом, что даже при максимальной подаче топлива (включая резервный запас) сердечник способен вернуться в исходное положение, в котором пребывает до начала следующего цикла впрыскивания.

Работа с большой утечкой топлива

Если расход топлива при впрыске значительно превышает необходимый уровень, то под действием сильного потока топлива сердечник садится в седло и перекрывает доступ топлива к форсунке. До остановки двигателя сердечник остается в этом положении, а затем пружина возвращает его назад.

Работа с малой утечкой топлива

Если расход топлива при впрыскивании незначительно превышает необходимый уровень, то после нескольких циклов впрыска сердечник ограничителя постепенно смещается к седлу, а затем точно так же, как и в случае с большой у течкой топлива, перекрывает подачу топлива к форсунке до остановки дизеля.

Источник