Contrariamente a quello che succede in politica, fortunatamente il mondo tecnico, a quanto sembra, continua a progredire, o almeno a non dormire sugli allori, come si suol dire.
Ma se il titolo non vi interessa o se non avete tempo, non perdetene a leggere il sottostante "papiello". Altrimenti
procedete, a rischio di mettere a dura prova la vostra pazienza.
Vi è mai capitato di inseguire con la capoccia un concetto apparentemente banale e tuttavia "sfuggente"? A me capita
abbastanza spesso. Evidentemente appartengo alla categoria degli individui di intelligenza media o modesta. Gli individui geniali, invece, risolvono sempre tutto in un batter d'occhio.
Stamattina, per esempio, mi sono svegliato all'alba con una ronzante domanda nella capoccia: "come diavolo fa la mia motoretta a disporre di un sistema di iniezione sequenziale e fasato con così pochi sensori?"
Mi spiego: a quanto mi consta, un sistema di iniezione elettronica di benzina, per essere definito "sequenziale e fasato", deve cercare di imitare i vecchi sistemi a carburatori singoli. Il carburatore è un componente "passivo" perchè funziona a depressione: se ce n'è uno per cilindro, ogni volta che la pressione in un determinato collettore di aspirazione è minore di quella atmosferica c'è "risucchio" di benzina nell'aria aspirata. Sulle "vecchie" moto a 4 cilindri a carburatori, per esempio, bastava montare la classica batteria dei 4 carburatori per ottenere un sistema di alimentazione "sequenziale e fasato" sfruttando, per così dire, il "segnale di depressione".
Un sistema di iniezione, per sua stessa definizione, lavora invece con pressioni maggiori di quella atmosferica. Ciò vuol dire che si deve trovare qualche altro modo per "sequenziare e fasare" la mandata del carburante, e cioè per fare in modo che la mandata di benzina si attivi in corrispondenza alla fase di aspirazione.
Ecco qua uno schema di iniezione fasata PGM-FI Honda di non molto tempo addietro:
Successivamente l'iniezione di carburante è stata integrata con l'impianto di accensione. Un'unica ECU (Electronic Control Unit) o ECM (Electronic Control Module), la cosiddetta "centralina", gestisce alimentazione, accensione e relativo anticipo.
Limitandosi all'alimentazione, come si vede dallo schema sopra riportato, nei "vecchi" impianti c'era bisogno, tra l'altro
di:
- Sensore di pressione atmosferica esterna (Barometric pressure sensor).
- Sensore di posizione di fasatura (Camshaft pulser).
I due sensori sopra menzionati sono stati aboliti. Come mai? Presumibilmente perché la "centralina" è diventata più "intelligente":
- Il sensore barometrico potrebbe essere stato eliminato lasciando al suo posto semplicemente il MAP (Manifold Absolute Pressure sensor): un sensore di pressione "assoluta" (rispetto al vuoto) che consente alla ECU di determinare i tempi di iniezione tenendo conto della pressione (e temperatura con l'Intake Air Temperature sensor) effettiva nei collettori d'aspirazione, escludendo perciò il dato barometrico esterno.
- Più difficile si fa il discorso sull'abolizione del sensore di fasatura. Nel caso della mia motoretta l'ordine di accensione è 1-2-4-3. Questo vuol dire che anche tutte le altre fasi devono avvenire in questo ordine, ivi compresa la fase di aspirazione. L'unico dato disponibile alla ECU per determinare la fasatura d'aspirazione (in mancanza del sensore sugli alberi a camme) è il CKP (CranKshaft Position sensor o Crankshaft Pulser nel soprastante schema). Si tratta in pratica di un'informazione di PMS (Punto Morto Superiore) di due pistoni. In un 4 cilindri "normale" (non a croce o a scoppi irregolari con supercàzzola sinistrorsa) le manovelle sono a 180 gradi. In pratica la ECU viene informata dal CKP, per esempio, che i cilindri numero 1 e 4 si trovano al PMS. In un motore a 4 tempi ci sono due possibilità al PMS: inizio combustione (volgarmente detta "scoppio") o inizio aspirazione. Perciò se la ECU ha a disposizione solo l'informazione di PMS non può sapere quale dei due pistoni (1 e 4) si trova in inizio aspirazione e e quale in "scoppio". Come fa perciò a "fasare" l'iniezione?...
Potrebbe farlo aiutandosi con la sonda lambda (sensore di ossigeno nei gas di scarico), che consente al sistema di lavorare in "anello chiuso", in modo da superare le norme Euro 3 in fase di omologazione e revisione. Ma così non è, perchè il manuale d'officina della suddetta motoretta dice che se va in tilt la sonda lambda il motore continua a funzionare normalmente.
E allora cosa rimane?...
Due possibilità:
1) Il sistema d'alimentazione non è "fasato" ma "semi-fasato". Vale a dire che la ECU aziona due iniettori per volta, fornendo a ciascuno metà dello "spruzzo" di benzina dovuto, non sapendo precisamente quale dei due pistoni 1-4 (o 2-3) è in aspirazione. Questa ipotesi, tuttavia, sembra in contrasto con lo schema elettrico. Infatti la suddetta soluzione è impiegata sulle bobine d'accensione, che utilizzano la soluzione della "scintilla a perdere": due bobine (1-4 e 2-3) per quattro scintille.
2) Gli iniettori invece hanno effettivamente il collegamento singolo con la ECU. Pertanto la soluzione più plausibile al
problema sembrerebbe questa:
- All'avviamento l'iniezione non è fasata. Tutti e quattro gli iniettori vengono azionati in simultanea, in assenza di un
segnale di PMS.
- Quando il motore è avviato la ECU fa un'ipotesi casuale. Applica per esempio l'ordine di iniezione 1-2-4-3 e vede che
succede. E che succede? Mah... mi pare che possono succede due cose:
1) l'ordine di iniezione è giusto. In questo caso il motore sale di giri e la ECU ripete la sequenza 1-2-4-3.
2) l'ordine d'iniezione è sbagliato. In questo caso il motore rallenta. L'intervallo di tempo tra due consecutive posizioni
di PMS (rilevazioni del CKP sensor) aumenta. La ECU misura questo intervallo e dice "oops". La ECU in questo transitorio si comporta come segue con l'ordine di iniezione (tra una "iniezione" e l'altra ci sono 180° di albero motore):
1-2-4-3
1-2-4-3
4-3-1-2
4-3-1-2
(ripete 4-3-1-2)
Il motore riprende ad accelerare, perchè tra il secondo ed il terzo passaggio l'ordine di iniezione è stato modificato di
360° su tutti i cilindri, e quindi è stata adottata l'unica alternativa possibile, che deve essere necessariamente quella corretta.
Se siete arrivati fino a questo punto chiedo:
D'accord?
Non d'accord?
Altre possibilità?
P.S.: Grazie comunque dell'eventuale attenzione.
Se un idiota ti dice "cretino!" sorridi: vuol dire che sei intelligente.