Коды ошибок тнвд vp44
Роторные распределительные насосы высокого давления
В данной статье речь пойдёт о роторных насосах высокого давления VR (VP-44). Эти насосы ставились на легковые дизельные автомобили и специальную технику таких марок как: Audi, BMW, Cummins, Ford, John Deere, Isuzu, Man, Mitsubishi, Nissan, Opel, Sisu, Volvo и других. Особенность этого ТНВД в небольшой массе, в сравнительно небольшом моменте сопротивления вращению, что снижает потери мощности двигателя, в высоком давлении впрыска (до 1400 бар) и, конечно, в наличии электронного блока управления (ЭБУ) насосом непосредственно на корпусе ТНВД.
Важно отметить, что для некоторых автомобилей производитель пошёл дальше и объединил ЭБУ двигателя и ЭБУ ТНВД в едином корпусе. Это сравнительно небольшое количество автомобилей, однако, такие ТНВД неремонтопригодны.
ТНВД VP-44 состоит из:
Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, правильно разобрать насос совсем непросто. Мы ежедневно встречаем следы непрофессионального демонтажа ТНВД такие как: оборванныйшлейф датчика скорости, сломанный коннектор электромагнита дозирующего клапана, неправильная ориентация корпуса распределителя, элементы сломанные из-за отсутствия специального инструмента и опыта. Также не редки фатальные последствия неправильной сборки. Удивляет использование горе-слесарями герметиков, фторопластового универсального материала (ФУМ-ленты) и даже льна в качестве уплотнения, а ведь в корпусе ТНВД давление выше двадцати атмосфер и такое уплотнение выдерживает работу только на холостых оборотах.
На нашем предприятии имеется всё необходимое оборудование и инструмент для работы с этими насосами. Это касается инструментальных наборов, дооснащения стендов оригинальным оборудованием и оснасткой, а также соответствующего актуального программного обеспечения.
Работу с ТНВД мы начинаем со считывания памяти ЭБУ насоса. В ней хранится серийный номер и маска характеристик насоса, память неисправностей и некоторое количество свободных ячеек для согласования насоса.
Дело в том, что количество ремонтов насоса ограниченно количеством свободных ячеек для согласования. Обычно это две-три перезаписи, иногда для новых ЭБУ ТНВД предусмотрена лишь одна запись.
Объясним подробнее на примере ремонта насоса с заменой блока управления. Новый блок поступает абсолютно пустым, то есть в его памяти отсутствует информация. После монтажа на насос и установки на стенд мы загружаем в него стандартную для данного насоса программу, то есть для Opel Zafira – это один набор параметров, а для Audi A6 совершенно другой. Программа эта определена каталожным номером насоса, выбитым на корпусе ТНВД. Это десятизначный номер: для VP-44 Bosch – вида 0 470 50X XXX, а для VP-44 Zexel – 109342-XXXX.
Эта маска характеристик имеет общий набор значений топливоподачи, угла опережения впрыска, etc. Однако, у нас на руках конкретный насос из конкретных деталей, которые имеют свои размеры и плавность хода. Таким образом, насос, работающий по базовой характеристике, будет иметь неверную топливоподачу. На практике разница с эталонной подачей составляет до 80%, поэтому ЭБУ ТНВД регулируется и настраивается под конкретное «железо». Этот процесс называется «согласование характеристик». Согласование необходимо применять не только при замене ЭБУ, но и при ремонте связанном с заменой любого другого элемента ТНВД.
Настройка начинается с обучения датчика положения вала. Правильная информация о положении вала очень важна для определения угла опережения впрыска топлива. При этом точность регулирования – доли градуса. После каждого демонтажа датчика требуется обучение ЭБУ ТНВД. Для этого используется специальное приспособление и стенд EPS815 с дооснащением VPM844.
После обучения в память ЭБУ ТНВД сохраняется значение deltaPhi, характеризующее особенности установки датчика.
Далее к насосу подключаются трубки высокого давления и контрольные форсунки. Они подбираются строго согласно тест-плану. Форсунки настраиваются и дефектуются перед каждой проверкой. Ежегодно все контрольные форсунки (как и проверочные стенды) поверяются представителем ООО «Роберт Бош», что гарантирует их соответствие стандартам.
Теперь насос готов к определению характеристик. При проверке электронные датчики стенда контролируют температуру калибровочного масла (эквивалент дизельного топлива, стандарт ISO4113) на входе и выходе из насоса, внутрикорпусное давление и, разумеется, значение топливоподачи. По шине CAN стенду от ЭБУ ТНВД поступает информация о температуре топлива внутри насоса, положении вала и скорости его вращения, опережении, времени ответа клапана и масса иной информации.
При этом проверка насоса происходит полностью автоматически. VP-44 и VP-29/30 единственные насосы, на проверку которых оператор никак не влияет. Этим достигается гарантированный положительный результат ремонта. Повторим: VP-44 невозможно «подтянуть под тест-план», нельзя «просто настроить старт и холостые», – если Вы получили на руки протокол проверки, в котором все показатели «в норме» – значит насос полностью исправен.
После определения характеристик, они загружаются в постоянную память ЭБУ. И насос тестируется на соответствие нормативам топливоподачи.
Если тестирование завершилось успешно, то следующим этапом является блокировка ТНВД. Под этим термином подразумевается правильная ориентация приводной муфты. Дело в том, что у насосов VP-29/30/44 приводные муфты и шестерни устанавливаются без шпонок. Стенд во время специального испытания с помощью пьезоэлемента, который устанавливается на трубке одной из форсунок, определяет момент впрыска на этой форсунке, сверяет эту информацию с датчиком положения вала, и, находя угол, на который нужно повернуть приводной вал для начала подачи, фиксирует вал в этом положении. После на него устанавливается приводная муфта.
Некоторые ТНВД имеют иммобилайзер в ЭБУ, в таком случае при замене ЭБУ или всего насоса при установке на автомобиль необходимо синхронизировать ТНВД с ЭБУ автомобиля.
Особенности отказов распределительных ТНВД VP-44
Помимо обычного и понятного эксплуатационного износа распределительной головы ТНВД, включающего износ плунжерных пар или клапана управления, могут быть следующие неисправности:
Моторное масло в топливе (и завоздушивание топливной системы)
Виною тому нарушение герметичности соединения приводного вала и сальника. Из-за разряжения в передней части корпуса, образуемого топливоподкачивающим насосом, начинается «подсос» масла или просто воздуха.
Проблемы с регулированием угла опережения впрыска
Они характеризуются плохим запуском автомобиля, «вялостью» при разгоне, повышенной дымностью отработавших газов и другими симптомами. Обычно это связано с уменьшением плавности хода поршня автомата опережения впрыска. Он может даже попросту застрять в одном положении.
Это связано либо с плохими смазывающими свойствами топлива, либо с загрязнением топлива, в том числе и водой – ведь ржавчина неплохой абразив. Иногда детали насоса заклинивают по причине обрыва и прохождения через насос фильтра грубой очистки (металлической сетки) с редукционного клапана.
Выход из строя ЭБУ ТНВД, вследствие короткого замыкания
VP-44 – очень надёжный агрегат и владельцы редко заглядывают в моторный отсек. Но изоляция проводов идущих к электрическим клапанам и исполнительным магнитам не так долговечна. Из-за больших токов она работает в сложных условиях и разрушается со временем, приводя к замыканию выходных каскадов ЭБУ и выходу его из строя.
Отметим, что ЭБУ на таких насосах часто выходят из строя даже при замене топливного фильтра некомпетентным персоналом. Ведь VР-44 ни в коем случае нельзя запускать если он завоздушен. Топливо охлаждает электронную начинку насоса, а без охлаждения она просто «перегорает». Даже зная это, неопытный человек не сможет без специального инструмента удалить воздушные карманы под ЭБУ насоса.
Разумеется выше перечислены далеко не все возможные неисправности. VP-44 – самый сложный насос фирмы Роберта Боша и требует только профессионального подхода.
Наше предприятие ежедневно ремонтирует эти насосы и автомобили с этой топливной системой, предлагая клиенту сервис «под ключ». Мы используем оригинальные запасные части и технологию ремонта от производителя.
Ждём Вас в Автоцентре Петербург.
Статья составлена инженером-механиком по ремонту топливной аппаратуры дизельных двигателей Автоцентра «Петербург» Сандыбаевым Е. С.
Топливный насос высокого давления VP-44
Топливные насосы высокого давления VP-44 используются на моделях дизелей Opel Ecotec, Opel Astra, Audi, Ford, BMW, Daimler-Chrysler. Давление впрыска, развиваемое насосами такого типа достигает 1000 кгс/см2.
Схема топливной системы с этим ТНВД представлена на рисунке:
Рис. Система непосредственного впрыска дизельного двигателя с ТНВД VP-44:
1 – топливный бак; 2 – фильтр тонкой очистки топлива; 3 – ТНВД; 4 – ЭБУ ТНВД; 5 – электромагнитный клапан управления подачей топлива; 6 – электромагнитный клапан угла опережения впрыска; 7 – автомат опережения впрыска; 8 – ЭБУ двигателя; 9 – форсунка с датчиком подъема иглы; 10 – свеча предпускового подогрева с закрытым нагревательным элементом; 11 – ЭБУ свечей накаливания; 12 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 13 – датчик частоты вращения коленчатого вала; 14 – датчик температуры воздуха на впуске; 15 – массовый расходомер воздуха; 16 – датчик давления наддува; 17 – турбокомпрессор; 18 – привод клапана системы рециркуляции ОГ; 19 – привод клапана регулирования давления наддува; 20 – вакуумный насос; 21 – аккумуляторная батарея; 22 – приборная панель с указателем расхода топлива, тахометром и т. д.; 23 – датчик положения педали акселератора; 24 – концевой выключатель (на педали сцепления); 25 – контакты стоп-сигнала; 26 – датчик скорости автомобиля; 27 — блок управления круиз-контролем; 28 – компрессор кондиционера; 29 – диагностический дисплей с выводами для диагностического тестера.
Особенностью приведенной системы является совмещенный блок управления как для ТНВД, так и для других систем двигателя. Блок управления состоит из двух частей, оконечные каскады питания электромагнитов которых расположены на корпусе ТНВД.
Общий вид ТНВД VP-44 показан на рисунке:
Рис. Топливный насос высокого давления VP-44:
1 – топливоподкачивающий насос; 2 – датчик частоты и положения вала насоса; 3 – кулачковая шайба; 4 – блок управления; 5 – штекерная колодка; 6 – нагнетательные плунжеры; 7 – ротор-распределитель; 8 – электромагнитный клапан управления подачей; 9 – нагнетательный клапан; 10 – электромагнитный клапан установки момента начала впрыскивания; 11 – устройство опережения впрыскивания; 12 – датчик угла поворота приводного вала
Контур низкого давления
Топливоподкачивающий насос 17 в ТНВД VP-44 шиберного типа аналогичный рассмотренным выше. Давление топлива, создаваемое топливоподкачивающим насосом на стороне нагнетания, зависит от частоты вращения колеса насоса. В то же время это давление при возрастании частоты вращения увеличивается непропорционально. Клапан регулирования давления 2 располагается в непосредственной близости от топливоподкачивающего насоса. Клапан изменяет давление нагнетания, создаваемое топливоподкачивающим насосом, в зависимости от требуемого расхода топлива.
Топливо от топливоподкачивающего насоса поступает к насосной секции ТНВД и устройству опережения впрыскивания.
Рис. Гидравлическая схема ТНВД VP-44:
1 – блок управления работой дизеля; 2 – клапан регулирования давления; 3 – поршень клапана регулирования давления; 4 – клапан дросселирования перепуска; 5 – отводной канал; 6 – дроссель; 7 блок управления ТНВД; 8 – поршневой демпфер; 9 – электромагнитный клапан управления подачей; 10 – нагнетательный клапан; 11 – форсунка; 12 – электромагнитный клапан установки момента начала впрыскивания; 13 – ротор-распределитель; 14 – насосная секция ТНВД с радиальным движением плунжеров; 15 – датчик угла поворота приводного вала ТНВД; 16 – устройство опережения впрыскивания; 17 – топливоподкачивающий насос
Если создаваемое давление топлива превышает определенную величину, торцевая кромка поршня 3 открывает отверстия расположенные радиально, и через них поток топлива сливается по каналам насоса к подводящему пазу. Если давление топлива слишком мало, эти радиальные отверстия закрыты вследствие преобладания сил пружины. Предварительный натяг пружины определяет, таким образом, величину давления открытия клапана.
Для охлаждения топливоподкачивающего насоса и удаления из него воздуха топливо проходит через привинченный к корпусу насоса клапан дросселирования перепуска 4.
Этот клапан осуществляет отвод топлива через отводной канал 5. В корпусе клапана находится нагруженный пружиной шарик, который позволяет вытекать топливу только по достижении определенной величины давления в канале.
Дроссель 6 очень малого диаметра, связанный с линией отвода, расположен в корпусе клапана параллельно основному каналу отвода топлива. Он обеспечивает автоматическое удаление воздуха из насоса. Весь контур низкого давления ТНВД рассчитан на то, что в топливный бак через клапан дросселирования перепуска всегда перетекает некоторое количество топлива.
Контур высокого давления
В контур высокого давления входят ТНВД, а также узел распределения и регулирования величины и момента начала подачи с использованием только одного элемента — электромагнитного клапана высокого давления.
Насосная секция ТНВД с радиальным движением плунжеров создает требуемое для впрыскивания давление величиной до 1000 кгс/см2. Она приводится через вал и включает в себя:
Рис. Примеры расположения плунжеров:
а – для четырех или шести цилиндров; b – для шести цилиндров; с – для четырех цилиндров; 1– кулачковая шайба; 2 – ролик; 3 – направляющие пазы приводного вала; 4 – башмак ролика; 5 – нагнетающий плунжер; 6 – вал-распределитель; 7 – камера высокого давления
Крутящий момент от приводного вала передается через соединительную шайбу и шлицевое соединение непосредственно на вал-распределитель. Направляющие пазы 3 служат для того, чтобы через башмаки 4 и сидящие в них ролики 2 обеспечить работу нагнетающих плунжеров 5 сообразно внутреннему профилю кулачковой шайбы 1. Количество кулачков на шайбе соответствует числу цилиндров двигателя. В корпусе вала-распределителя нагнетающие плунжеры расположены радиально, что и дало название этому типу ТНВД. На восходящем профиле кулачка плунжеры совместно выдавливают топливо в центральную камеру высокого давления 7. В зависимости от числа цилиндров двигателя и условий его применения существуют варианты ТНВД с двумя, тремя или четырьмя нагнетающими плунжерам.
Корпус-распределитель состоит из:
Рис. Корпус-распределитель: а — фаза наполнения b — фаза нагнетания:
1 – плунжер; 2 – вал-распределитель; 3 – распределительная втулка; 4 – запирающая игла электромагнитного клапана высокого давления; 5 – канал обратного слива топлива; 6 – фланец; 7 – электромагнитный клапан высокого давления; 8 – канал камеры высокого давления; 9 – кольцевой канал впуска топлива; 10 – аккумулирующая мембрана, разделяющая полости подкачки и слива; 11 – полость за мембраной; 12 – камера низкого давления; 13 – распределительная канавка; 14 – выпускной канал; 15 – нагнетательный клапан; 16 – штуцер магистрали высокого давления
В фазе наполнения на нисходящем профиле кулачков радиально движущиеся плунжеры 1 перемещаются наружу, к поверхности кулачковой шайбы. Запирающая игла 4 при этом находится в свободном состоянии, открывая канал впуска топлива. Через камеру низкого давления 12, кольцевой канал 9 и канал иглы топливо направляется от топливоподкачивающего насоса по каналу 8 вала-распределителя и заполняет камеру высокого давления. Излишек топлива вытекает через канал 5 обратного слива.
В фазе нагнетания плунжеры 1 при закрытой игле 4 перемещаются на восходящем профиле кулачков к оси вала-распределителя, повышая давление в камере высокого давления.
Благодаря этому топливо под высоким давлением движется по каналу 8 камеры высокого давления. Затем топливо через распределительную канавку 13, которая в этой фазе соединяет вал-распределитель 2 с выпускным каналом 14, штуцер 16 с нагнетательным клапаном 15, магистраль высокого давления и форсунку поступает в камеру сгорания двигателя.
Дозирование топлива с помощью электромагнитного клапана высокого давления
Для дозирования цикловой подачи в контур высокого давления ТНВД встроен электромагнитный клапан высокого давления 7.
К электромагнитному клапану высокого давления по сигналу блока управления ТНВД в катушку электромагнита подается напряжение, и якорь перемещает иглу 4, прижимая ее к седлу. Если игла прижата к седлу, топливо поступает только в выпускной канал высокого давления 14 соединенный с нагнетательным клапаном 15, где давление резко повышается, а от него к форсунке. Дозирование подачи топлива определяется интервалом между моментом начала подачи и моментом открытия электромагнитного клапана и называется продолжительностью подачи. Продолжительность закрытия электромагнитного клапана, определяемая блоком управления, регулирует таким образом величину цикловой подачи топлива. После окончания впрыска, электромагнит клапана обесточивается, при этом электромагнитный клапан высокого давления открывается, и давление в контуре снижается, прекращая подачу топлива к форсунке.
Избыточное топливо, которое нагнетается вплоть до прохождения роликом плунжера верхней точки профиля кулачка, направляется через специальный канал в пространство за аккумулирующей мембраной. Скачки высокого давления, которые при этом возникают в контуре низкого давления, демпфируются аккумулирующей мембраной. Кроме того, это пространство сохраняет аккумулированное топливо для процесса наполнения перед последующим впрыскиванием.
Для остановки двигателя с помощью электромагнитного клапана полностью прекращается нагнетание под высоким давлением. Следовательно, не требуется дополнительный остановочный клапан, как это имеет место в распределительных ТНВД с управлением регулирующей кромкой.
Демпфирование волн давления с помощью нагнетательного клапана с дросселированием обратного потока.
Нагнетательный клапан 15 с дросселированием обратного потока в конце очередного впрыскивания топлива предотвращает новое открытие распылителя форсунки, что исключает появление подвпрыскивания, которое возможно в результате появления волн давления или их отражений. Подвпрыскивание отрицательно сказывается на токсичности ОГ.
С началом подачи конус клапана открывает клапан. Теперь топливо нагнетается через штуцер и магистраль высокого давления к форсунке. По окончании нагнетания давление топлива резко падает, и возвратная пружина прижимает конус клапана к его седлу. Обратные волны давления, возникающие при закрытии форсунки, гасятся дросселем нагнетательного клапана, что предотвращает подвпрыскивание топлива в камеру сгорания.
Устройство опережения впрыскивания топлива
Наиболее благоприятно процесс сгорания, равно как и лучшая отдача дизеля по мощности, протекает только в том случае, когда момент начала сгорания соответствует определенному положению коленчатого вала или поршня в цилиндре Задачей устройства опережения впрыскивания является увеличение угла начала подачи топлива при повышении частоты вращения коленчатого вала. Это устройство, состоящее из датчика угла поворота приводного вала ТНВД, блока управления и электромагнитного клапана установки момента начала впрыскивания, обеспечивает оптимальный момент начала впрыскивания соответственно условиям эксплуатации двигателя, чем компенсирует временной сдвиг, определяемый сокращением периода впрыскивания и воспламенения при увеличении частоты вращения.
Устройство опережения впрыскивания, оснащенное гидравлическим приводом, встроено в нижнюю часть корпуса ТНВД поперек его продольной оси.
Рис. Устройство опережения впрыскивания:
1 – кулачковая шайба; 2 – шаровая цапфа; 3 – плунжер установки угла опережения впрыскивания; 4 – подводной/отводной канал; 5 – регулировочный клапан; 6 – шиберный топливоподкачивающий насос; 7 – выход топлива; 8 – вход топлива; 9 – подвод от топливного бака; 10 – пружина управляющего поршня; 11 – возвратная пружина; 12 – управляющий поршень; 13 – кольцеобразная камера гидравлического упора; 14 – дроссель; 15 – электромагнитный клапан установки момента начала впрыскивания (в закрытом положении)
Кулачковая шайба 1 входит своей шаровой цапфой 2 в поперечное отверстие плунжера 3 так, что поступательное движение последнего превращается в поворот кулачковой шайбы. В середине плунжера находится регулировочный клапан 5, который открывает и закрывает управляющие отверстия в плунжере. По оси плунжера 3 расположен нагруженный пружиной 10 управляющий поршень 12, который задает положение регулировочного клапана.
Поперек оси плунжера находится электромагнитный клапан 15 установки момента начала впрыскивания. Блок управления ТНВД воздействует на плунжер устройства опережения впрыскивания с помощью этого клапана (рис. 5.50), на который непрерывно подаются импульсы тока постоянной частоты и переменной скважности. Клапан изменяет давление, действующее на управляющий поршень.
Рис. Электромагнитный клапан установки момента начала впрыскивания:
1 – седло клапана; 2 – направление закрытия; 3 – игла клапана; 4 – якорь электромагнита; 5 – катушка; 6 – электромагнит
Регулирование начала впрыскивания
В зависимости от условий эксплуатации двигателя (нагрузка, частота вращения коленчатого вала, температура охлаждающей жидкости) блок управления работой дизеля устанавливает необходимый угол опережения впрыскивания, который определяется соответствующим полем характеристик. Для обеспечения необходимого угла опережения впрыскивания кулачковая шайба поворачивается на определенный угол.
Регулятор начала впрыскивания в блоке управления ТНВД постоянно сравнивает действительное значение момента начала впрыскивания с заданным. Если различие этих сигналов выше допустимого, регулятор изменяет момент начала впрыскивания с помощью электромагнитного клапана установки момента начала впрыскивания. Информацию о действительном моменте начала впрыскивания передает сигнал датчика утла поворота приводного вала ТНВД или, в качестве альтернативы, сигнал датчика подъема иглы распылителя форсунки.
Установка раннего опережения впрыскивания
На неработающем двигателе плунжер 3 установки угла опережения впрыскивания благодаря возвратной пружине 11 устанавливается на позднее впрыскивание. При работающем двигателе давление топлива внутри ТНВД изменяется клапаном регулирования давления в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Давление топлива, проходящего через дроссель 14 в кольцеобразную камеру 13 гидравлического упора, сдвигает при закрытом электромагнитном клапане 15 управляющий поршень 12 в направлении положения «раньше», преодолевая силу пружины 10 поршня. Благодаря этому на более ранний угол опережения впрыскивания сдвигается и регулировочный клапан 5, связанный с управляющим поршнем, открывая канал 4, ведущий к камере за плунжером 3.
Топливо, поступая через этот канал, оказывает давление на плунжер, перемещая его в направлении положения «раньше». Осевое перемещение плунжера 3 преобразуется через шаровую цапфу 2 в поворот кулачковой шайбы 1 относительно вала привода ТНВД, что ведет к более раннему набеганию роликов на кулачки и обеспечивает более раннее начало впрыскивания. Возможность установки более раннего утла опережения впрыскивания составляет до 20° угла поворота кулачковой шайбы (соответственно 40° угла поворота коленчатого вала).
Установка позднего опережения впрыскивания
Электромагнитный клапан 15 установки момента начала впрыскивания открывается, если он воспринимает сигнал от блока управления ТНВД. При его открытии снижается управляющее давление в кольцеобразной камере 13 гидравлического упора.
Управляющий поршень 12 перемещается силой пружины 10 в направлении положения «позже». Когда регулировочный клапан 5 открывает управляющее отверстие соединенное с каналом 4, тогда топливо начинает вытекать из полости за плунжером 3. Сила пружины 11 и реактивный момент на кулачковой шайбе 1 давят теперь на плунжер 3 в направлении положения «позже», т. е. к исходному положению.
Регулирование управляющего давления
Так как электромагнитный клапан 15 способен быстро открываться и закрываться он работает как регулируемый дроссель и постоянно влияет на управляющее давление так, что плунжер 3 может занимать любое положение в рабочем диапазоне «раньше — позже». При этом отношение времени открытия электромагнитного клапана к общей продолжительности рабочего цикла перемещения иглы электромагнитного клапана определяется блоком управления ТНВД.
Например, если управляющий плунжер должен быть установлен в положение «раньше», это отношение изменяется блоком управления так, чтобы уменьшался период открытого положения клапана. В этом случае через электромагнитный клапан проходит некоторое количество топлива, и плунжер двигается в сторону положения «раньше».
https://diesel. acpiter. ru/articles/rotornyye-raspredelitelnyye-nasosy-vysokogo-davleniya-vp-44/
https://ustroistvo-avtomobilya. ru/dizel-naya-toplivnaya-apparatura/tnvd/toplivny-j-nasos-vy-sokogo-davleniya-vp-44/