ELETTROVALVOLE

MP T-ONE

Da molti anni l’elettronica viene impiegata nelle autovetture per la gestione dei diversi componenti. Questo ha comportato un notevole miglioramento delle prestazioni generali del veicolo ma con una crescente complessità delle riparazioni necessarie. 

In molti casi la diagnosi seriale è sufficiente per l’individuazione e la risoluzione del guasto, a volte non basta ed occorre effettuare una serie di misure ‘alternative’ che aiutano i professionisti della riparazione nella ricerca della causa dei malfunzionamenti. 

I due principali strumenti usati nei casi ‘difficili’ sono l’oscilloscopio ed il multimetro. 

L’oscilloscopio è complicato da usare ed in diversi casi deve avere caratteristiche tecniche così evolute che richiedono specifiche specializzazioni professionali per un suo corretto utilizzo. 

Il multimetro è invece uno strumento pratico, di leggibilità diretta ed insostituibile nella ricerca guasti. Tuttavia, anche nei tipi dedicati al settore, manca di funzioni particolari come, ad esempio, la cattura di frequenza e la lettura contemporanea, sul medesimo segnale, di più parametri. 

Lo strumento MP T-ONE nasce da queste considerazioni e dalle esigenze di misurazioni riscontrate negli interventi d’officina. 

Esso non si pone come un’alternativa all’uso della diagnosi seriale, dell’oscilloscopio o del multimetro, ma consente di effettuare in modo specifico e rapido certe misurazioni, che con l’utilizzo degli strumenti classici sarebbe difficile se non impossibile effettuare. 

Altra caratteristica fondamentale del MP T-ONE è quella di avere una sezione dedicata alla generazione di segnali in onda quadra e di test componenti a banco. 

 

Il suo funzionamento si basa su una serie di misure, selezionabili dall’utente, suddivise per tipologia di dispositivo. Tuttavia, è possibile utilizzare sezioni di misura differenti per diagnosticare dispositivi non elencati o con funzionalità diverse.  

 

Il principio utilizzato prevede la misura del segnale rispetto al polo negativo della batteria. Viene perciò utilizzato soltanto un prelievo di segnale da realizzare con la serie in dotazione di puntali. 

La particolarità di avere un unico cavo di prelievo consente una maggiore facilità di collegamento e sicurezza della misura. 

 

L’alimentazione dello strumento è a 12V da prelevare sulla batteria del veicolo. Qualora il collegamento non potesse essere realizzato è consentito l’utilizzo di una batteria esterna e di un collegamento a ponte tra i poli negativi delle due batterie. 

NON collegare il morsetto negativo di alimentazione in un punto di massa diverso dal polo negativo della batteria, in quanto le misure risulterebbero falsate e non attendibili. 

 

MP T-ONE ha moltissime applicazioni ne pubblicheremo alcuni esempi:

 

Attuatori 

 

Gli impianti di gestione di una generica funzione (Controllo Motore, ABS, Sospensioni, ecc.)  sono composti tutti da: 

  • Una serie di sensori che forniscono le informazioni relative alle grandezze da misurare 
  • Una Centralina Elettronica di calcolo e comando 
  • Una serie di Attuatori che, comandati dalla centralina, eseguono funzioni specifiche. 

 

L’esempio più semplice da eseguire è quello del sistema di gestione della pressione di sovralimentazione diesel basato sulla turbina a geometria variabile. 

Senza entrare nei particolari costruttivi, il turbocompressore a geometria variabile è un sistema dove la capacità di sovralimentazione dell’aria dipende dalla posizione di un’asta di comando. 

Variando la corsa dell’asta in modo proporzionale, si varia la quantità di aria e conseguentemente la pressione di alimentazione del motore sempre in modo proporzionale. 

I modi di comando della corsa dell’asta sono due: 

  • A Comando pneumatico, dove l’asta viene comandata da un polmoncino a depressione. Il livello di depressione è stabilito da una valvola a tre vie comandata elettricamente dalla centralina. 
  • A Comando elettrico, dove l’asta è comandata da un servomeccanismo elettrico comandato direttamente dalla centralina. 

 

La centralina elettronica riceve dai vari sensori le informazioni necessarie al suo funzionamento e stabilisce, di volta in volta, la pressione di sovralimentazione ottimale (chiamata pressione di sovralimentazione obiettivo) da ottenere attraverso il comando dello specifico attuatore che, variando la corsa dell’asta, varierà proprio la pressione reale di sovralimentazione, misurata dall’apposito sensore. 

 

Lo stesso principio di funzionamento è alla base del funzionamento del sistema di climatizzazione basato sul compressore a cilindrata variabile del tipo a presa diretta: 

La centralina di climatizzazione in base ai sensori specifici ed alla modalità di funzionamento del sistema comanda una elettrovalvola capace di variare, in modo proporzionale, il volume del gas che sarà compresso. In questo modo si ottengono dei sensibili miglioramenti di funzionamento rispetto ai sistemi con compressori a giunto elettromagnetico di tipo On/Off ossia Acceso/Spento. 

 

Gli attuatori sono, quindi, tutti i componenti dell’impianto che, comandati elettricamente, eseguono specifiche funzioni. 

  

Questa sezione di misure consente di verificare l’alimentazione ed il comando elettrico di tutti gli attuatori comandati in modo continuo dalla centralina attraverso un segnale in onda quadra, con modulazione in frequenza o in PWM. 

Per gli attuatori comandati ad impulso, come ad esempio gli iniettori benzina, occorre selezionare la sezione di misure illustrata più avanti, specificatamente studiata, Volt/Tempo.  

Elettrovalvole di controllo per Attuatori Pneumatici 

 

Sono delle elettrovalvole proporzionali a tre vie, i cui collegamenti pneumatici sono i seguenti: 

 

  • Raccordo per la depressione: collegato all’impianto del vuoto dell’autovettura. Il livello del vuoto misurato all’ingresso deve essere di almeno -0.7 bar (misurato con motore in moto al minimo e dopo almeno 30 sec.) 
  • Raccordo per la pressione atmosferica: può essere dotato di filtro in ingresso                   

(Fiat, Renault, ecc.) oppure di tubo di collegamento con filtro esterno (BMW, Mercedes) o anche di collegamento con il filtro aria (Gruppo VW). 

  • Uscita Depressione Variabile per il collegamento con l’attuatore meccanico a polmoncino. 

 

La connessione elettrica è a due vie: su di un pin riceve l’alimentazione fissa positiva proveniente dall’impianto mentre, sull’altro riceve il comando negativo della centralina. 

Il segnale è di tipo PWM, ossia in onda quadra dove viene variato il rapporto tra i due stati di      ON (Pin collegato a massa) e OFF ( Pin non collegato ). 

Elettrovalvole

Questa rapida commutazione, con proporzione tra i due stati On/Off variabile, porta ad avere un campo magnetico di intensità variabile, che a sua volta posiziona in modo variabile il pistoncino ripartitore (collegato pneumaticamente da una parte alla depressione e dall’altra alla pressione atmosferica) presente all’interno dell’elettrovalvola, generando all’uscita una depressione che risulterà variabile anch’essa. 

La variazione di depressione, attraverso un polmoncino pneumatico, viene sfruttata per il posizionamento proporzionale dell’attuatore. 

 

La centralina elettronica, tranne che in vecchi sistemi, è in grado di riconoscere e di segnalare malfunzionamenti elettrici di questo tipo di attuatori. Tuttavia, è necessario effettuare dei controlli per stabilire con esattezza l’origine del guasto. 

Attraverso lo schema elettrico dell’impianto identificare il pin dell’alimentazione fissa (chiamato successivamente pin +12) e quello di comando (chiamato successivamente pin di comando). 

Come sempre accade quando si comandano degli avvolgimenti con dei segnali di tipo On/Off, sul pin di comando è presente, alla fine del periodo di attivazione ossia nel punto dove termina il comando a massa, un picco di tensione dovuto alla reazione dell’avvolgimento stesso. 

Questo picco di tensione è parte integrante del segnale rilevabile ed è anche indice dell’efficienza dell’avvolgimento stesso.

Elettrovalvole

La figura mostra il segnale presente tra il pin di comando e massa.   

Il periodo di tempo A+B rappresenta il ciclo di lavoro 

Durante il periodo A la centralina non collega a massa l’avvolgimento che risulta non alimentato e quindi inattivo. 

Durante il periodo B la centralina collega a massa l’avvolgimento che risulterà alimentato e quindi attivo. 

Variando la proporzione tra il periodo A ed il periodo B, così da mantenere la frequenza del segnale costante (ovvero se aumenta A diminuisce B), si varia l’intensità del campo magnetico generato dall’avvolgimento. Questa variazione viene sfruttata per modulare l’azione dell’attuatore, cioè, nel nostro caso specifico, per variare la depressione presente al raccordo di uscita dell’elettrovalvola. 

Questo tipo di comando viene chiamato modulazione in PWM, ossia Modulazione a Larghezza di Impulso

La frequenza di lavoro è un parametro fondamentale ma, per quanto detto sopra, non è indice del carico di lavoro dell’attuatore. 

Il Duty Cycle (Ciclo di Carico) è invece il parametro che indica quanto, ad una determinata frequenza, l’avvolgimento venga comandato, ossia quanto l’attuatore venga fatto lavorare. 

Il Duty Cycle (DC) è espresso in % ed indica la percentuale di attivazione (periodo B) rispetto all’intero ciclo di lavoro A+B

Maggiore è il Duty Cycle, maggiore è l’attivazione, ossia il carico di lavoro dell’attuatore.  

In diversi sistemi, nella lettura dei parametri con autodiagnosi, il Duty Cycle viene chiamato anche 

RCO 

I guasti che possono interessare questi componenti sono molteplici e di natura sia meccanica (azionamento difettoso) sia elettrica.  

Per quest’ultima in particolare è possibile avere: 

  • Rottura o alterazione dell’avvolgimento dell’attuatore 
  • Rottura o alterazione dei cavi di collegamento 
  • Resistenze parassite (indebite) nei collegamenti 
  • Problemi di attivazione da parte della centralina di controllo  

  

I primi due tipi di guasto sono, in genere, identificati benissimo dalla centralina elettronica e quindi segnalati con relativo errore in memoria. 

Per l’identificazione dei restanti occorre invece procedere a misure specifiche che possono essere effettuate con l’ausilio dello strumento MP T-ONE.

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