
Клапан-преобразователь давления
обзор компонентов
Информация о продукте
Какую функцию выполняет клапан-преобразователь давления в системе рециркуляции отработанных газов (EGR)? Для чего нужен клапан-преобразователь давления в турбо-нагнетателе VTG? Какие существуют типы клапанов-преобразователей давления? Как они устроены? Какие неисправности возникают в случае выхода из строя клапана-преобразователя давления? Как проверить исправность клапана-преобразователя давления? Об этом Вы узнаете здесь.
ОПИСАНИЕ КОМПОНЕНТА
Электропневматические клапаны-преобразователи давления в больших количествах применяются в системах рециркуляции отработавших газов (EGR) и турбонагнетателях VTG («Variable Turbo Geometrie», турбонагнетатель с регулируемыми направляющими лопатками). По своей функции они схожи с регуляторами тока в электрической цепи. Посредством смешивания разрежения и атмосферного давления в клапане-преобразователе создается результирующее давление (управляющее давление), посредством которого можно плавно регулировать работу пневматических исполнительных элементов.
Клапан-преобразователь давления совместно с пневматическим исполнительным элементом обеспечивают значительно большие рабочие усилия, чем это возможно в электрической схеме с регулятором тока, причём при меньших габаритах. Необходимое разрежение имеется в наличии практически во всех автомобилях (например во впускном коллекторе или на выходе вакуумного насоса).
ВАРИАНТЫ
Клапаны-преобразователи давления конфигурируются в соответствии со сферой применения. При этом в зависимости от требований можно изменять (рис. 1):
- тип и расположение электрических соединений (варианты разъемов, контакты),
- расположение вакуумных и вентиляционных штуцеров,
- тип крепления (держатель),
- характеристику,
- наличие / отсутствие температурной компенсации,
- управление током или ШИМ-сигналом,
- скорость реакции (время эвакуации / вентиляции),
- наличие / отсутствие фильтра на вентиляционном патрубке (ATM).
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Рециркуляция отработавших газов (EGR)
01 Воздушный фильтр
02 Клапан-преобразователь давления
03 Вакуумный насос
04 Блок управления двигателем
05 Катализатор
06 Клапан EGR
07 Охладитель системы EGR
Система рециркуляции ОГ служит для снижения количества вредных веществ в выхлопных газах. Для этого к атмосферному воздуху, который подается в двигатель, подмешиваются отработавшие газы. Это позволяет снизить содержание кислорода в камере сгорания и понизить температуру сгорания. Более низкая температура сгорания способствует снижению выбросов оксидов азота (NOx).
Рециркуляция отработавших газов работает эффективно только при наличии точного управления. В зависимости от исполнения клапаны EGR могут иметь пневматическое или электрическое управление. В случае пневматического управления создание необходимого разрежения («управляющего давления») обеспечивается при помощи клапана-преобразователя давления.
Управление электропневматическим преобразователем давления (EPW) осуществляется блоком системы управления двигателем на основании таблиц (карт) с соответствующими характеристиками. Величина управляющего давления, под действием которого работает клапан EGR, определяется значением скважности управляющего ШИМ-сигнала на клапане EPW
Турбонагнетатель VTG
01 Воздушный фильтр
02 Клапан-преобразователь давления
03 Вакуумный насос
04 Блок управления двигателем
05 Катализатор
06 Турбонагнетатель VTG
07 Вакуумная камера исполнительного привода
08 Регулируемые направляющие лопатки
09 Охладитель наддувочного воздуха
Достижимый крутящий момент в автомобилях с двигателем внутреннего сгорания зависит от количества свежей горючей смеси в цилиндрах.
В турбонагнетателях энергия выхлопных газов используется для раскручивания турбинного колеса, чтобы затем передать это вращение соединённому с ним компрессорному колесу. В турбонагнетателях VTG изменение требуемого давления наддува осуществляется путем регулирования положения направляющих лопаток турбинной секции. Это регулирование должно выполняться с высокой степенью точности.
Блок управления двигателем управляет клапаном- преобразователем давления с помощью таблиц с соответствующими характеристиками. В зависимости от скважности управляющего ШИМ-сигнала устанавливается необходимое управляющее давление, с помощью которого вакуумный привод регулирует положение направляющих лопаток. Такое изменение геометрии направляющего аппарата турбины обеспечивает быстрый отклик двигателя при движении с низкими оборотами и высокую эффективность работы в верхнем диапазоне частоты вращения к.в.
ТИПИЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Номинальное напряжение | [V] | 12 |
Рабочее напряжение | [V] | 10 - 16 |
Сопротивление | [Ω] | 11 - 16 |
Индуктивность | [mH] | 40 |
Скважность ШИМ-сигнала | [%] | 20 ... 95 |
Частота ШИМ-сигнала | [Hz] | 250 ... 300 |
Температура окружающей среды | [°C] | -30 - 120 |
КОНСТРУКЦИЯ
Посредством смешивания разрежения (например, от вакуумного насоса) и атмосферного давления в клапане-преобразователе создается результирующее давление («управляющее давление»).´При помощи этого управляющего давления
- осуществляется регулирование работы пневматического клапана EGR системы рециркуляции ОГ или,
- через вакуумный привод, изменяется положение направляющих лопаток в турбонагнетателе VTG.
Чтобы управлять клапаном-преобразователем давления, блок управления двигателем создаёт в цепи клапана необходимое значение тока. Это не постоянный ток, а ток, образующийся в результате подачи на клапан управляющих импульсов с постоянной частотой следования («ШИМ-сигнал»). Длительность импульсов изменяется, что приводит к изменению скважности («коэффициента заполнения»). В зависимости от того, что является задающим воздействием для контура регулирования: сила тока или скважность (коэффициент заполнения), электропневматический преобразователь давления (EPW) обозначается как «управляемый током» или «управляемый скважностью» (или «управляемый ШИМ- сигналом»).
Если клапан-преобразователь давления имеет температурную компенсацию, напряжённость магнитного поля сохраняется в широком диапазоне, независимо от температуры. Это позволяет обойтись без сложного регулирования тока в блоке управления. Управление в таком случае сводится только к изменению скважности импульсов управляющего ШИМ-сигнала. Большинство применяемых клапанов-преобразователей давления управляется коэффициентом заполнения.
СОЕДИНЕНИЯ
01 Подача разрежения (VAC)
02 Изменяемое управляющее давление (OUT)
03 Эвакуация в атмосферу (ATM)
04 Электрический разъём
![]() |
ЗАМЕЧАНИЕ Конфигурация соединений может варьироваться в зависимости от исполнения. |
НЕИСПРАВНОСТИ
Неисправность клапана-преобразователя давления можно определить по следующим признакам:
Система EGR
- Переключение в аварийный режим
- Уменьшение мощности двигателя
- Прекращение рециркуляции отработавших газов
- Рывки при движении автомобиля
- Выхлоп черного цвета
Турбонагнетатель VTG
- Уменьшение мощности двигателя
- Низкий крутящий момент при ускорении из нижнего диапазона частоты вращения («турбояма»)
ПРОВЕРКА
Клапаны-преобразователи давления и система EOBD
В автомобилях с системами бортовой диагностики (OBD) клапаны-преобразователи давления контролируются электроникой.
Возможные коды ошибок EOBD | |
P0033 Клапан регулирования давления наддува - Неисправность электрической цепи |
P0245 Клапан регулирования давления наддува A - Слишком низкий уровень сигнала |
P0034 Клапан регулирования давления наддува - Слишком низкий уровень сигнала |
P0246 Клапан регулирования давления наддува A - Слишком высокий уровень сигнала |
P0035 Клапан регулирования давления наддува - Слишком высокий уровень сигнала |
P0247 Клапан регулирования давления наддува B - Неисправность электрической цепи |
P0234 Наддув двигателя - Превышено предельное значение | P0248 Клапан регулирования давления наддува B - Нарушение диапазона / функционирования |
P0235 Наддув двигателя - Не достигнуто предельное значение | P0249 Клапан регулирования давления наддува B - Слишком низкий уровень сигнала |
P0243 Клапан регулирования давления наддува A - Неисправность электрической цепи |
P0250 Клапан регулирования давления наддува B - Слишком высокий уровень сигнала |
P0244 Клапан регулирования давления наддува A - Нарушение диапазона / функционирования |
Опосредованный контроль клапана-преобразователя давления осуществляется путем контроля за работой клапана EGR | |
P0400 Система рециркуляции выхлопных газов - Нарушение потока | P0405 Клапан EGR - Датчик A - Слишком низкий входной сигнал |
P0401 Система рециркуляции выхлопных газов - Слишком низкий поток | P0406 Клапан EGR - Датчик A - Слишком высокий входной сигнал |
P0402 Система рециркуляции выхлопных газов - Слишком высокий поток | P0407 Клапан EGR - Датчик B - Слишком низкий входной сигнал |
P0403 Система рециркуляции выхлопных газов - Неисправность электрической цепи | P0408 Клапан EGR - Датчик B - Слишком высокий входной сигнал |
P0404 Система рециркуляции выхлопных газов - Нарушение диапазона / функционирования |
Неисправный датчик расхода воздуха может передавать некорректный сигнал на вход блока управления двигателем, что приводит к некорректному управлению электро-пневматическим преобразователем давления (EPW) |
|
P0100 Датчик расхода воздуха - Неисправность электрической цепи | P0103 Датчик расхода воздуха - Слишком высокий входной сигнал |
P0101 Датчик расхода воздуха - Нарушение диапазона / функционирования | P0104 Датчик расхода воздуха - Спорадическая неисправность в электрической цепи |
P0102 Датчик расхода воздуха - Слишком низкий входной сигнал |
![]() |
ВНИМАНИЕ!
При поиске неисправностей необходимо обратить внимание на:
|
![]() |
ЗАМЕЧАНИЕ
|
Проверка электропитания
- Отсоедините разъем от клапана-преобразователя давления.
- Включите зажигание автомобиля.
- Измерьте напряжение между контактами и массой двигателя (см. рис. 5). На одном из контактов должно присутствовать
напряжение аккумуляторной батареи.
![]() |
ЗАМЕЧАНИЕ Полярность контактов на разъёмах различных автомобилей различается. Электропитание может подаваться на контакт 1 или 2. Снова выключите зажигание. |
Измерение электрического сопротивления клапана- преобразователя давления
- Измерьте сопротивление между контактами клапана- преобразователя давления (см. рис. 6). Заданное значение: 11 - 18 Ом
- Снова подключите разъем.
Проверка функционирования
- Подключите вакуумметр / ручной вакуумный насос к штуцеру (02) согласно рис. 2. Подсоединение остальных вакуумных трубок остаётся без изменений.
- Дайте двигателю поработать на холостом ходу и измерьте значение разрежения. Заданное значение: не менее 480 мбар
- Отсоедините разъем электропитания от клапана- преобразователя давления и ещё раз измерьте разрежение. Заданное значение: 0 - макс. 60 мбар
Проверка управляющего сигнала
При необходимости при помощи осциллографа можно проверить управляющий сигнал, поступающий от блока управления двигателем на клапан-преобразователь давления. Речь идет об импульсном сигнале прямоугольной формы, который формируется посредством коммутации электронного ключа на массу.
- Поскольку назначение выводов на разъеме клапана- преобразователя давления может быть различным, сначала необходимо определить, на какой вывод подается электропитание (см. рис. 5).
- С тыльной стороны другого вывода можно проконтролировать управляющий сигнал, подав его на вход осциллографа.
- Дайте прогретому двигателю поработать на холостом ходу.
- При нажатии на педаль акселератора должна изменяться длительность импульсов.
Необходимые вспомогательные средства
- мультиметр
- вакуумметр или ручной вакуумный насос
- при необходимости, осциллограф