Audi Workshop Service and Repair Manuals

Differential Pressure Regulator: Description and Operation
General

BASIC KNOWLEDGE REQUIRED

    To fully understand the role of the differential pressure regulator, it is necessary to have a basic understanding of the fuel distributor, and how "control
pressure" and "differential pressure" affects its operation.
    In a fluid system, fluid will flow from one place to another only if there is a difference in pressure between where it is flowing from (high pressure)
and where it is flowing to (low pressure). The difference between the two pressures is the differential pressure. For example, if the high pressure side of
the system is at 5 bar (73.5 psi), and the low pressure side is at 4 bar (58.8 psi), then the differential pressure is 1 bar (14.7 psi = 1 bar = 1 atmosphere).
there are several places in a CIS fuel system where pressure drops occur, and where ever there is a difference in pressure in a fluid system, there is a
differential pressure. For our purposes, the term "differential pressure" will be used to describe the difference between system pressure and control
pressure (explained below).

FUEL QUANTITY - METHODS OF CONTROL

    The quantity of fluid (fuel) that flows can be controlled two ways. One way is to vary the cross-sectional area of the passage (metering slit) between
the different pressure areas, the larger the passage, the greater the volume of flow (for a given pressure drop at the metering slit). This is the function of
the air flow sensor plate and control plunger, see AIR FLOW SENSOR. The other way to control the quantity of flow is to vary the pressure drop at the
metering slit. The greater the difference in pressure between the high and low sides, the greater the quantity of flow (for a given cross-sectional area of
the metering slit). This is the function of the differential pressure regulator.

Control Pressure and Differential Pressure Regulator

 
REGULATING PRESSURE DROP - CONTROL PRESSURE

 
    To accomplish this, the control pressure comes into play. The control pressure works against a pressure valve (differential pressure valve) that
regulates the pressure drop across the metering slit. The high pressure (system pressure) side of the metering slit is maintained at a constant pressure by
the fuel pump and primary pressure regulator. The pressure drop is regulated by varying the pressure on the low pressure (delivery pressure) side of the
metering slit. To do this, fuel enters two separate fluid circuits in the fuel distributor. One circuit delivers the fuel to the injectors, while the second
circuit regulates the first. The two circuits are separated by a device which operates as a dome fluid regulator. Directly regulating the flow in the control
circuit indirectly affects the flow in the delivery circuit.
    In the fuel distributor, fuel passing through a metering slit enters a chamber (upper chamber, one for each cylinder) with a diaphragm valve
(differential pressure valve) separating the upper chamber from a lower chamber (control pressure chamber, also one for each cylinder and connected by
a common inlet). Since the volume of the upper chamber is constant all the fuel that enters the upper chamber exits to the injector. By regulating the
pressure at which fuel exits the upper chamber to the injectors, the quantity entering is regulated. Fuel pressure in the upper chamber must exceed the
total pressure exerted form the lower chamber side of the diaphragm (control pressure plus pressure due to spring) before fuel can exit through the
differential pressure valve and go to the injector (something like pressing your finger up against the differential pressure valve, if you could do so, see
illustration). If the control pressure is low, then the delivery pressure is correspondingly low compared to the system pressure. This means that the
pressure drop at the metering slit is large and a large quantity of fuel will flow through the metering slit (for a given position of the control plunger). If
the control pressure is increased, the delivery pressure increases, and the pressure drop across the metering slit decreases, reducing the quantity of fuel
that flows through the metering slit (for the same given position of the control plunger). If the control pressure is allowed to increase to the same as the
system pressure, the pressure drop is reduced to zero (delivery pressure = system pressure) and no fuel will enter the upper chamber through the metering
slit, no matter how much area of the slit is opened. The pressure drop at the metering slit will always be slightly less than the differential pressure
because of the pressure due to the spring in the lower chamber.