post di sensibilizzazione sulle gomme e la pressione corretta

non importa che abbiate una reliant robin o una ferrari SF90 stradale, la pressione delle gomme inficia la superficie di contatto del battistrada nonché il modo di scaricare a terra sia la trazione dell'auto ma soprattutto inficia sulla frenata e sulla "reazione" della gomma ai trasferimenti di carico, così come inficia anche sul lavoro dell'assetto e di tutto il comparto meccanico del nostro veicolo.

 

Differentemente da quello che pensano in molti, anche la stessa mescola della gomma e la conformazione dello pneumatico inficiano sulla pressione corretta poiché una mescola più morbida tenderà a deformarsi in modo differente da una mescola dura a parità di pressione.

 

 

A cosa si va incontro:

 

-Pressione troppo bassa =

A livello di guida sentirete lo sterzo più pesante in manovra (si sente meno con i servosterzi elettrici moderni) e la macchina più "pesante" in generale. Premendo la frizione o andando per inerzia come con i cambi automatici attuali quando veleggiano, sentirete la macchina rallentare molto di più che con pressione corretta, in fase di accelerazione invece noterete la vostra auto più lenta, a volte se molto sgonfie e quando la trazione rispetto al contatto dell'asfalto è superiore sentirete la macchina molto più ondeggiante e meno precisa di sterzo, proprio perché la gomma tende a seguire le asperità dell'asfalto e fa molto più effetto "molla" schiacciandosi e deformandosi leggermente prima di trasmettere la direzionalità.

 

A livello di assetto, gomme sgonfie fanno lavorare di più le barre stabilizzatrici in curva per torsione e generano più carico sulla molla della gomma interessata dai vari carichi mentre utilizzerà di più in estensione gli ammortizzatori delle ruote più "scariche" di massa.

 

A livello di frenata, una pressione bassa può aumentare il trasferimento di carico sull'anteriore e in auto con ripartitori posteriori di frenata questo comporta uno sforzo maggiore sull'impianto frenante anteriore poiché oltre al peso maggiore sulle ruote anteriori, il posteriore frena meno. In auto con ammortizzatori scarichi o non ben frenati in estensione può provocare anche un alleggerimento del posteriore che quasi si solleva da terra e questo comporta meno attrito alle ruote posteriori che "aiuteranno" meno la frenata andando prima al bloccaggio. Ogni trasferimento di carico, sia esso una frenata violenta o un tentativo di scartare un ostacolo o una qualsiasi perdita di aderenza, sarà amplificato. In caso sia molto sgonfia noterete anche un consumo anomalo del pneumatico, normalmente tenderà a consumarsi di più lateralmente. I consumi di carburante o batterie saranno sempre comunque maggiori poiché la gomma farà resistenza al rotolamento.

 

 

-Pressione troppo alta =

 

A livello di guida sentirete lo sterzo leggero e le gomme si consumeranno tendenzialmente al centro più che ai lati, quasi avessero una gobba al centro, proprio perché la gomma assumerà una forma leggermente arcuata, non facendo toccare a terra tutta la larghezza dello pneumatico. Lo sterzo leggero e l'accelerazione maggiore (dovuta alla minore superficie di contatto) vi faranno sembrare la macchina molto pronta e più reattiva e prestante, ma vi accorgerete alla prima curva che la macchina tiene di meno di quanto potrebbe, questo proprio perché la parte più esterna che è quella che andrebbe in appoggio, non tocca terra facendo lavorare comunque la parte centrale, stringendo di fatto la carreggiata di contatto dell'auto.

A livello di assetto gomme a pressione troppo alta non permettono una corretta compressione della molla e degli ammortizzatori e, a seconda della conformazione della sospensione, non permette un corretto recupero della sospensione sulla conformazione dell'asfalto. Teniamo conto che moltissime auto comuni e non premium hanno sospensioni anteriori mc pherson che sfruttano lo schiacciamento del comparto ruota (quindi anche della gomma) per fare perno sul braccetto inferiore per portare la parte bassa della gomma più "in fuori", recuperando quindi camber e permettendo alla gomma di lavorare meglio all'esterno. Ovviamente questo fattore non dipende solo dalla gomma ma anche dalla conformazione dell'assetto e dalla struttura della sospensione. Gli ammortizzatori lavoreranno maggiormente e le asperità in abitacolo si sentiranno di più poiché il "filtraggio" dovuto alla deformazione della gomma viene meno, quindi saranno trasmessi tutti i movimenti al comparto sospensione.

A livello di frenata non c'è molto da dire, avete meno superficie di contatto con l'asfalto quindi di fatto la macchina ha meno attrito e frena meno, avrete comunque meno trasferimento di carico in fase di frenata quindi le gomme e l'impianto frenante posteriore aiuteranno l'anteriore, ma sappiate che state diminuendo la vostra capacità frenante.

La vettura, avendo meno superficie di contatto, risulterà meno rallentata in caso di veleggio e avrà consumi più bassi dovuti alla minore resistenza di rotolamento.

 

 

Cosa si rischia:

ricordate sempre che le gomme sono l'unica cosa che vi lega all'asfalto. Potete avere tutti gli airbag che volete, tutte le abilità che volete, ma se minate le qualità costruttive del vostro veicolo con gomme non gonfiate correttamente ne state di fatto diminuendo la sicurezza, sia per voi che per gli altri.

 

 

Info generali sulla variazione della pressione delle gomme:

l'ideale sarebbe avere i sensori di pressione oramai presenti su molte premium e utilitarie, ma bisogna comunque capire il proprio utilizzo del veicolo per sapere come leggere correttamente questi valori.

Un Utilizzo offroad prediligerà gomme con pressione più bassa per evitare si rovinino in contatto con i sassi, un utilizzo autostradale prediligerà gomme con pressione più alta per privilegiare i consumi, dipende molto dall'utilizzo.

Va considerato anche il fattore temperatura, ovvero che a seconda della temperatura a cui è sottoposta l'aria all'interno dello pneumatico, questa avrà più o meno volume andando ad aumentare o diminuire la pressione. L'esempio classico è che se in inverno a 0 gradi mettete le vostre gomme a 2 bar e raggiungete una località che ne ha 10 o più, la pressione tenderà ad aumentare, viceversa se dal caldo andate verso il freddo la pressione andrà a diminuire.

Quanto questa diminuisca o aumenti dipende dalla quantità di aria all'interno dello pneumatico e da eventuali perdite, non è quindi una costante che è possibile calcolare.

 

Come capisco se la mia auto ha pressioni corrette:

sembra banale, ma guardando le gomme di 3/4 si capisce se la pressione è corretta dopo che avete fatto un tratto dritto di strada e verificando fino a che punto, lateralmente, si sporca la gomma. Se si sporca di più al centro e non sui lati superiori dello pneumatico è perché è troppo gonfia, se si sporca anche sulla prima parte della spalla è troppo sgonfia. Se invece vedete che arriva a sporcarsi in modo uniforme e a poca distanza dal "bordo" ruota, siete vicini alla pressione corretta (vedi foto).

 

Come faccio dei test per capire la pressione corretta:

il mio consiglio è di partire da quanto dichiarato da casa madre come pressione e verificare con il bordo dopo qualche utilizzo come è la pressione, dopodiché provare ad aumentare la pressione di 0.2 bar e verificare su strada il comportamento in tutte le situazioni, curando sempre il bordo superiore vicino alla spalla che si sporci e di non arrivare che tocchi solo al centro (avremmo pressioni troppo alte).

 

Come mi regolo in base alle stagioni e temperature:

Se andiamo verso l'estate, esempio in primavera, possiamo pensare di mettere una pressione giusta perché salendo la temperatura la pressione andrà ad aumentare leggermente, mentre se andiamo verso l'inverno o abbiamo in piano un viaggio in posti freddi, quindi con pressione che scenderà, il mio consiglio è di dare sempre 0.2-0.3 bar in più in maniera di colmare quel gap di pressione che andremo a perdere con il freddo. (NB: Quanto sia il gap non è una costante quindi la vostra auto potrebbe richiedere di più o di meno in base a quanta aria c'è nel vostro pneumatico)

 

Come e quando controllo le pressioni delle gomme:

Il controllo delle pressioni è sempre meglio farlo a freddo prima di partire, per chi non ha la strumentazione può farla tranquillamente dal benzinaio ma consiglio di farlo vicino casa a massimo 2-3km così le gomme ancora non si saranno riscaldate e avrete una pressione corretta. Si può anche fare a caldo ma lo sconsiglio se non nel caso le troviate molto gonfie o molto sgonfie poiché durante l'utilizzo le gomme tendono a scaldarsi di più o di meno in base a talmente tanti fattori che non rendono prevedibile quanto scenderà la pressione a freddo.

Occhio a gommisti e benzinai che vi dovessero fare le pressioni, per quanto precisi spesso non sono attenti a farvele accurate al decimo di bar a meno che non lo chiedete specificatamente, per carità non è un problema ma se vogliamo essere sicuri delle nostre pressioni consiglio sempre di comprare uno strumento di verifica pressione e confrontarlo con quello del vostro gommista di fiducia così potete voi stessi verificare e sgonfiare o gonfiare le gomme a piacimento

spiace come sempre di avervi asciugato ma spero questo articolo tornerà utile a qualcuno

Articolo di Andrea (Whity Doxon, 12/01/2022)

Funzionamento di un cambio manuale tradizionale

Ripensavo a quanto poco sia conosciuto il cambio manuale, ho pensato di spiegare, in modo semplice, come funziona un cambio manuale "tradizionale". Consiglio la lettura con l'immagine vicino per poter visionare le varie componentistiche, che ho messo in stile puzzle prendendole dal web.

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Partendo dal principio, un motore termico tradizionale comporta due grandi problemi: una volta acceso, necessita di un regime di "minimo" per poter continuare la combustione, necessitando quindi di avere un sistema di trasmissione che scolleghi le ruote dal motore, altrimenti accendendo il motore termico, la macchina si muoverebbe.

L'altro grande problema è che un motore termico, per limiti meccanici, comporta un funzionamento in un range di giri limitato, questo comporta che se utilizzassimo un solo rapporto del cambio, non potremmo raggiungere alte velocità (oppure partire, a seconda del rapporto utilizzato).

Per ovviare a questi problemi vengono utilizzati più rapporti del cambio in modo di diminuire il numero di giri del motore al fine di tenerlo sempre nel suo range ideale, o vicino ad esso.

Partendo dal principio quindi abbiamo il motore, che come detto gira a una certa velocità. Il motore ha il cosiddetto albero motore, che "raccoglie" tutta la forza di rotazione del nostro propulsore e la trasmette all'estremità, verso il cambio.

Per poter regolarizzare le eventuali vibrazioni e permettere una trasmissione del moto rotatorio uniforme, viene utilizzato una sorta di "piatto", che viene collegato al motore, 

di nome Volano.

Vedendo dall'immagine con metodo a cascata partendo dal motore i vari componenti, abbiamo quindi albero motore, volano, disco ferodo e campana con spingidisco.

Possiamo pensare al disco ferodo come a un materiale che aiuta a "rallentare" e rendere solido il collegamento tra due parti; se avete presente il funzionamento del ferodo (o pastiglie) dei freni, il funzionamento è simile, cioè avremo una parte in movimento e una ferma e, tramite questo materiale, andremo a renderle entrambe della stessa velocità.

Rendendola semplice, quando noi premiamo il pedale della frizione, scollegando il motore dalle ruote, andiamo a spostare il disco ferodo della frizione dal volano in modo che questo non trasmetta più il movimento all'altra parte (cioè alle ruote).

Per permettere questo distanziamento, dopo il disco ferodo, è posta la campana con spingidisco, ovvero un corpo unico che viene avvitato al volano che contiene al suo interno il disco ferodo.

La campana con spingidisco a lamelle ha, praticamente, tante lamelle che tengono premuto il disco ferodo contro il volano, rendendo quindi tutto il blocco unico in modo di avere la stessa rotazione. Quando andremo a premere la frizione, tramite lo spingidisco, andremo a premere sulle lamelle allontanando quindi il disco ferodo dal volano, scollegando quindi le ruote dal motore.

Attuato questo sistema, ora potremo avere il motore scollegabile dalle ruote, rimane da vedere come collegarlo alle ruote.

Al centro di tutto il gruppo descritto, con azione principale al centro del disco ferodo, è presente un millerighe, come un innesto, che agisce direttamente su quello che viene definito albero primario del cambio, che avrà quindi direttamente il moto dal motore quando la frizione è innestata.

Collegato all'albero primario abbiamo direttamente collegato un albero ausiliario, che a sua volta viene collegato all'albero secondario del cambio.

L'albero secondario del cambio, per comodità, possiamo immaginare (sto semplificando) che abbia SEMPRE il numero di giri delle ruote.

Gli ingranaggi vengono collegati tra di loro, ma il moto tra gli ingranaggi marcia e l'albero secondario viene azionato tramite l'attuazione dell'asta di rimando, banalmente la leva del cambio che abbiamo in abitacolo.

Da qui potete capire che se ho la frizione premuta, scollego il motore dall'albero primario e secondario del cambio, che comunque gireranno insieme finché non toglierò la marcia dall'abitacolo con l'asta di rimando, collegando la marcia successiva (o precedente) e facendo ritornare il tutto in moto solidale tramite la frizione, ecco spiegato il cambio marcia.

Se volessimo andare più nel dettaglio (ma sempre in modo semplice), andando a vedere cosa è collegato a valle dell'albero secondario, normalmente possiamo immaginare un perno che agisce su una ruota più grande, collegata a due piccoli ingranaggi detti satelliti, che permettono la rotazione delle ruote in modo indipendente ma collegato. Il sistema visualizzato in foto è il più semplice (differenziale aperto), poco efficace da un punto di vista sportivo ma il più utilizzato su auto stradali.

Per fare un'altro approfondimento doveroso, quando durante il cambio marcia andiamo a innestare la marcia successiva, non avviciniamo gli ingranaggi direttamente poiché non riusciremmo a innestare il tutto se non a numero di giri perfetto tra albero secondario e albero ausiliario-primario del cambio. Per questa ragione, tra i due ingranaggi viene posto un anello detto sincronizzatore, che permette un poco di slittamento. Questo permette al sincronizzatore stesso, per trascinamento, di far portare la velocità degli alberi ausiliario e primario alla stessa velocità dell'albero secondario del cambio, in modo da evitare la famosa "grattata" in cambiata se non viene rispettato il numero corretto di giri.

Ovviamente in questa analisi non vengono considerati molti fattori, quali sistemi di cuscinetto reggispinta ad azionamento inverso, cambi automatici o cambi a variatore, tripoidi di collegamento, cuscinetti e potrebbero essere interessanti ulteriori approfondimenti quali volani bimassa, frizioni a petali, molle parastrappi, ecc, voglio far presente che questa disamina è solamente per rendere più "semplice" e fruibile a tutti il funzionamento generale di un cambio manuale su auto "comuni" a solo motore termico.

Buona giornata,

Andrea K (Whity Doxon)

Rapporto aria/benzina e gestione con utilizzo valvola a farfalla: tra controllo di delle emissioni e analisi di base di sistemi con gestione valvola a farfalla e sensoristica applicata - come è nato il concetto di centralina e mappatura

Rapporto aria/benzina e gestione con utilizzo valvola a farfalla: tra controllo delle emissioni e analisi di base di sistemi con gestione valvola a farfalla e sensoristica applicata - come è nato il concetto di centralina e mappatura

Per scaricare questo trattato in PDF: https://drive.google.com/open?id=1qKxDILdXWbpwcGOq88mSkXH7_01Hy9tb

Oggi vi propongo un trattato sulla gestione elettronica della valvola a farfalla su motori benzina degli ultimi 20 anni circa, ovviamente solo in quelli dove è prevista la valvola a farfalla.

Partendo dalla base del ragionamento: perché ci serve avere una valvola a farfalla su motore benzina?

Bisogna partire da un concetto, il rapporto stechiometrico, e qui partiamo con i paragoni per capirci subito.

Nei motori a benzina, specialmente quelli dotati di catalizzatori, ogni "tot" di benzina deve corrispondere a una quantità di aria ben proporzionata.

Possiamo pensare alla classica ricetta da cucina: aggiungere 14.7 g di sale ogni 1g di acqua.

I numeri non sono detti a caso, nei motori benzina il rapporto stechiometrico si ottiene avendo in camera di scoppio 14.7 particelle di aria ogni singola particella di benzina, quindi un rapporto di 14.7:1. Bisogna fare attenzione che questo ovviamente è un valore aleatorio, se un motore girasse con un valore di 15.8:1 o di 13:1 funzionerebbe lo stesso, ma a seconda di quanta benzina e aria diamo al motore possiamo variare questa miscela in infiniti modi diversi.

L'importanza di avere una miscela stechiometrica deriva dal fatto che a 14.7:1 si ha all'incirca il miglior rapporto per il quale si riesce ad avere una spinta senza vuoti in fase di scoppio e perché la benzina riesce a bruciarsi totalmente, in modo di non creare particelle di benzina incombusta, che soprattutto su sistemi con catalizzatore lo vanno a rovinare e portano a un inquinamento superiore del motore. Il rapporto aria/benzina è anche detta carburazione.

Parto da questo concetto per spiegarvi quindi che per avere un perfetto rapporto stechiometrico dobbiamo dare una miscela perfetta, ma come la possiamo regolare?

Il metodo più semplice e utilizzato è creare due "valvole di apertura", una sorta di rubinetto uno per la benzina e uno per l'aria, in modo che il motore funzioni di conseguenza: quindi abbiamo da un lato il motore che "tira" aria al suo interno (per la depressione che si crea dovuta al pistone che scende) e dobbiamo in qualche modo mettere una sorta di tappo davanti all'ingresso dell'aria in modo che il motore non abbia troppa aria rispetto alla benzina.

Da qui ne deriva il concetto che il motore benzina ha una pressione esterna che è quella atmosferica (circa 1bar) ma nel collettore di aspirazione (dove arriva l'aria o miscela del nostro motore) avremo una pressione inferiore, su motori al minimo spesso è intorno ai 0.3/0.4 bar. Se dessimo più aria, dovremmo dare più benzina per mantenere il rapporto aria/benzina di cui abbiamo parlato prima, quindi il motore andrebbe in accelerazione.

Nei vecchi sistemi a carburatore (con carburatore a depressione), avevamo una valvola a farfalla (per i puristi, poteva essere anche a ghigliottina come la foto qui di lato) che in pratica faceva passare più o meno aria e tramite la depressione che si creava (e il passaggio da uno spillo per la benzina) si riusciva a creare una miscela approssimativa che permetteva di avere un buon rapporto aria/benzina.

Purtroppo per quei sistemi, bellissimi e affascinanti, essendo puramente a iniezione meccanica non permettevano una carburazione perfetta poiché la quantità di ossigeno presente nell'aria varia in base alla temperatura dell'aria, all'umidità e alla rarefazione (quindi l'altitudine), ma il sistema prevedeva un getto di benzina che poteva essere regolato manualmente ma era poi fisso e non regolabile durante l’utilizzo. Così facendo quindi non era così raro avere d'inverno un motore che "girava magro" (quindi valore superiore, ad es. 17:1, con troppa aria) oppure "girava grasso" (quindi valore inferiore, ad es: 10:1).

Questo sistema come potete capire non permetteva di montare un catalizzatore senza danneggiarlo poiché non c'era un controllo ‘fine’ della miscela (e si doveva sempre regolare d'inverno a dare più benzina e d'estate a toglierla per far girare il motore al suo meglio).

Passando all'iniezione elettronica si sono fatti passi avanti in questo senso: dal carburatore si è passati ad avere dapprima un iniettore di benzina o nei sistemi evoluti tanti iniettori quanti sono i cilindri. (parlo sempre di sistemi stradali tradizionali, alcune soluzioni pistaiole hanno più iniettori per ogni cilindro)

Quindi nei primi sistemi in sostanza il getto a depressione del carburatore veniva sostituito da una normalissima valvola a farfalla che permetteva passaggio di aria più uno o più iniettori che mandavano la benzina, pilotati dalla centralina.

In questa gestione si sono create alcune esigenze:

non avendo più un collegamento fisico tra aria e benzina è necessario che la centralina sappia quanta benzina dare al motore, quindi ci sarà un sensore di posizione della valvola a farfalla (per i più smaliziati, parliamo normalmente di un sensore che indica l'angolo di apertura della farfalla) in maniera che la centralina sappia quanto stiamo accelerando in modo di dare più benzina.

·         ma la quantità di benzina dipende anche dal numero di giri del motore, quindi come faccio a far sapere alla centralina a quanti giri è il motore? Quindi è stato aggiunto un sensore di giri (per i più smaliziati: nei primi sistemi è stata aggiunta una ulteriore puleggia collegata normalmente dal lato distribuzione del motore con una "dentellatura" e il sensore che rileva il passaggio in diversi punti; questa viene detta ruota fonica)

• tutto a posto quindi, ma ogni motore ha una depressione diversa e un collettore di aspirazione può essere anche sporco e non poter arrivare alla pressione "stabilita" dall'apertura farfalla e dai giri, quindi si rischierebbe di avere mancanza di aria rispetto a quanto ci si aspetta.....quindi è stato aggiunto un sensore di depressione (normalmente posto sul collettore di aspirazione o tramite un tubetto in gomma collegato ad esso. Un particolare è che questo sensore indica solo quanta depressione crea il motore, non dice al motore "quanta" aria sta entrando. Questo problema è stato risolto successivamente con l'utilizzo del debimetro, una membrana a filo caldo in grado di dare alla centralina un dato sulla quantità di aria in ingresso).

·         ora la miscela sembrerebbe perfetta, ma quanta benzina ci vuole dipende anche dalla temperatura dell'aria e del motore, questo perché un motore con temperature più elevate farà meno fatica a bruciare la benzina (detto in modo un po' più formale, a temperature più elevate la propagazione di fiamma è diversa rispetto a quando il motore è freddo) e la temperatura dell'aria è un indice della rarefazione e ne modifica la velocità di flusso nei vari passaggi fino al motore, quindi sono stati aggiunti il sensore liquido raffreddamento e il sensore temperatura aria aspirata

• ora dovremmo esserci, ma come possiamo verificare che tutti i parametri impostati siano corretti? Per capire se la carburazione va bene (stechiometrico) o meno, un metodo efficace è quello di verificare la quantità o percentuale di ossigeno dei gas di scarico, quindi è stata inserita nello scarico una sonda in grado di rilevare quanto ossigeno è presente nei nostri gas di scarico e informa direttamente la centralina in modo che possa "correggere" la carburazione dando più o meno benzina per arrivare a un risultato pressoché perfetto. In sistemi evoluti sono presenti fino a 3-4 sonde lambda su un motore 4 cilindri in linea, questo permette anche di vedere se prima o dopo il catalizzatore abbiamo risultati diversi dalle sonde per valutare l'usura o il malfunzionamento di eventuali componenti

ovviamente con l'andare avanti del tempo si sono aggiunti anche altri sensori e altre funzionalità, ma questo è per spiegare il funzionamento di base.

Per stabilire quindi quanta benzina dare al motore, la centralina ha adesso tantissimi parametri, in cui però si pone il problema di unirli in un singolo risultato finale (durata di apertura dell'iniettore).

Per questo è stato deciso che di base c'è un valore X di iniezione di benzina basato su ogni sensore che dà un valore predefinito. Facendo un esempio terra terra: se la temperatura aria è 18 gradi, il liquido radiatore è 90 gradi, i giri motore sono 3000rpm (e così via per ogni sensore) dai X di benzina.

Al variare di ogni singolo valore quindi la centralina andrà a correggere la benzina fornita in base a come è stata programmata, da qui il fatto che ogni valore avrà tutta una serie di valori con una indicazione di come variare la benzina, potete pensarla come una tabella di excel. Questa si chiamerà "mappa" proprio perché la centralina in base ai valori dei sensori va a "prendere" tutte le correzioni per darne un valore finale

Successivamente, nei sistemi ancora empirici, c'è stato un altro problema. Tenendo la valvola a farfalla collegata direttamente all'acceleratore si ottiene un'ottima risposta immediata nel momento in cui si accelera, ma proprio in questi frangenti i sensori hanno

un salto di lettura che comporta alla centralina di dover modificare di tanto la quantità di benzina che viene data al motore. Per evitare di far girare il motore con carenza di benzina (il che comporterebbe carenza di spinta, temperatura più elevata di scoppio e possibilità di battiti in testa) viene prevista una spruzzata di benzina aggiuntiva che però comporta una non perfetta gestione, possiamo dire quindi che la centralina sia "passiva" rispetto a quello che richiediamo con l'acceleratore, a volte quindi inquinando perché non riesce a correggere abbastanza velocemente. Noi diamo l'input (acceleratore) e la centralina prova a correggere.

Questo approccio è stato accantonato con l'avvento delle normative euro 3, per cui era richiesto un controllo migliore del rapporto aria/benzina in modo di non inquinare, è stata così modificata la logica di funzionamento.

L'acceleratore, da leva meccanica tirata un cavo, diventa un potenziometro, come una sorta di joystick collegato al computer (la centralina).

Come quando siamo davanti al pc che giochiamo a un videogioco di auto; noi acceleriamo dicendo quindi al computer che la nostra intenzione è accelerare, ma sarà poi lui a decidere con che velocità e quanto aprire la valvola a farfalla.

In questo senso quindi è stato messo un attuatore elettronico della valvola a farfalla, togliendo il comando manuale, ed è quindi la centralina a decidere se e quanto aprire la valvola a farfalla.          -        In questo modo la centralina saprà esattamente calcolare quanta benzina si necessita, l'erogazione potrà essere più dolce rispetto all'acceleratore a cavo e non si avrà più la situazione che la centralina non si aspetta un determinato funzionamento.

Questo sistema porta al paradosso per il quale alcuni motori oggigiorno, come ad esempio il 1242 fire Fiat da 69cv che motorizza la 500, non arrivano mai in nessun caso ad avere la farfalla completamente aperta, tanto è vero che è una delle modifiche più attuate da chi mette mano a questo motore (tramite la modifica della mappatura del modulo elettronico della valvola a farfalla)

Turbocompressore a geometria fissa "tradizionale", azionato dai gas di scarico. Guida e studio del sistema

Ecco come funziona un singolo turbo tradizionale azionati dai gas di scarico. Piccola guida supersemplice per appassionati.


(la foto è puramente indicativa)

I gas di scarico escono dalla testata, confluiscono nel collettore di scarico, che di prassi fino a 4-5 cilindri in linea (sistemi più convenzionali) è un 4-1 o un 5-1. I gas vengono tutti fatti confluire insieme in modo di avere un unico flusso che arriva alla girante calda della turbina. Questa chiocciola è conformata in modo di ricevere aria sulle palette in modo che possa "cominciare a girare" una volta investita dai gas di scarico.

Come potrete immaginare, la velocità della girante è direttamente proporzionale all'uscita dei gas di scarico, quindi in un semplice sistema senza ulteriori accorgimenti, aumenterebbe la velocità della girante calda fino alla rottura della stessa.

Per questa ragione, è stata introdotta una valvola di pressione massima (per gli addetti ai lavori wastegate) , normalmente pilotata dalla centralina, che in sostanza al raggiungimento di una determinata pressione generata dalla turbina, apre una paletta che fa confluire direttamente i gas di scarico nel tubo di scarico e non più nella chiocciola calda. Possiamo pensarlo come un rubinetto a T messo fisso tra i gas in arrivo dal collettore di scarico e che "sposta" il flusso alla chiocciola calda o direttamente allo scarico in modo graduale: quando acceleriamo da 0 il rubinetto è tutto aperto, man mano che la turbina raggiunge la pressione massima (impostata in centralina, ndr) , il rubinetto si chiude parzialmente facendo andare i gas nello scarico. Ovviamente quanto e con quale progressione chiudersi, lo decide sempre la centralina.

Adesso che abbiamo capito come funziona la girante calda, passiamo oltre: perché far girare una chiocciola collegata ai gas di scarico?

La chiocciola collegata ai gas di scarico, è collegata in modo solidale a un alberino rotante (sempre per gli addetti ai lavori, il core-assy) che trasmette il movimento a un'altra chiocciola posta sul lato opposto, chiamata girante fredda.

Questa chiocciola ha un "pescaggio" dall'esterno per poter prendere aria fresca (normalmente questo tubo di partenza arriva dalla scatola filtro aria o comunque dal filtro aria), quindi "prende" l'aria fresca dall'esterno, e con canaletti simili a quelli che abbiamo visto tra collettore di scarico e girante calda, la girante fredda "invia" l'aria appena compressa in una tubazione che va al motore dal lato aspirazione, quindi genera una pressione nel collettore di aspirazione superiore alla pressione atmosferica.

Integrazione 1: questo sistema genera un "problema congenito", ovvero la girante fredda deve essere solidale all'alberino rotante (sempre il core-assy) che però è collegata anche alla girante calda. Per questa ragione, l'alberino soffre delle sollecitazioni dovuti a questi sbalzi di temperatura poiché da un lato c'è la girante calda (che può arrivare ipoteticamente a temperature comprese tra 800 e 1200 gradi) mentre la girante fredda normalmente opera a una temperatura tra i 180 e i 200 gradi. Ne consegue che questo alberino, per non soffrire di pericolosissime dilatazioni e deformazioni termiche, dovrà avere un sistema di raffreddamento e lubrificazione per essere durevole nel tempo. Per tale ragione è stato ovviamente portato l'olio motore per la lubrificazione dell'alberino (che essendo solidale alle chiocciole ma "fermo" nel nostro cofano gira su cuscinetti), quindi l'olio motore "raffredda" e livella le temperature dell'alberino di rotazione tra le due giranti per avere meno sollecitazioni possibili.

Da questo funzionamento possiamo dedurre un comportamento particolare da tenere nell'utilizzo di un motore turbo. Se facciamo una grande accelerata a tutto gas, poniamo di avere la girante calda a 1000 gradi e la fredda a 200 gradi, e ci fermiamo spegnendo subito il motore, facciamo mancare "il raffreddamento" alla turbina, rischiando che il nostro alberino cominci a prendere gioco sulla sede del cuscinetto.

Una volta preso questo gioco, gli oring del cuscinetto che fanno da tenuta per l'olio motore non terranno più, e a causa del tiraggio dato dalle pressioni avremo la girante calda che, oltre ai gas di scarico, espellerà anche olio motore. L'utilizzo migliore sarebbe di far girare 1-2 minuti al minimo o meglio ancora a regimi in cui la pompa dell'olio gira a una pressione superiore (1200-1300giri) prima di spegnere il motore, in modo di mantenere il raffreddamento sull'alberino del turbo quel tanto che basta per conservarne le caratteristiche e non procurare danni nel lungo periodo.

L'alberino di rotazione del gruppo turbina viene lubrificato da un piccolo condotto dell'olio che funziona assieme a tutto il circuito lubrificazione del motore; questo ugello ha la dimensione di qualche millimetro di diametro; se si spegne il motore caldo con temperature alte può accadere che in quel condotto l'olio si fermi e di conseguenza con temperature alte inizia a "friggere", portando nel tempo ad incrostazioni dentro al condotto fino ad ostruirlo del tutto,con la conseguente mancata lubrificazione di tutto l'apparato e quindi la rottura dei cuscinetti e deformazione dell'alberino stesso.

Integrazione 2: l'aria in aspirazione viene presa e compressa, ma come tutti sappiamo per leggi fisiche se io prendessi un gas e ne aumentassi la concentrazione in una parte di spazio comprimendolo, questo trasformerà parte dell'energia in calore. L'aspirazione del motore però, per far funzionare correttamente la combustione, avrebbe bisogno di aria fresca. Quindi abbiamo da un lato la turbina che farà uscire l'aria compressa a, poniamo, 80 gradi, e il motore che la vorrebbe invece fresca (tra i 18 gradi e poco sopra sarebbe l'ideale) per poter attuare una combustione ideale.

Per questa ragione, tra l'uscita della girante fredda della turbina e l'ingresso di aria del motore, viene interposto un radiatore di raffreddamento (per gli appassionati, l'intercooler), che consente il raffreddamento dell'aria prima di arrivare in aspirazione. Nei sistemi più semplici troviamo un radiatore aria-aria, quindi a cui arriva l'aria compressa dalla turbina e viene "ridata" al motore compressa, il tutto con radiatore raffreddato dall'esterno con l'aria che impatta sulla nostra vettura con un vero e proprio radiatore.

Integrazione 3: la valvola di sovrapressione (sempre la wastegate) è pilotata dalla centralina sia come pressione massima di sovralimentazione sia come gradualità di deviazione dei gas verso lo scarico, quindi come immaginerete è il fulcro per ottenere maggiori prestazioni da una vettura turbo. Le modifiche che normalmente vengono effettuate in fase di mappatura sono di tenere il più chiusa possibile la valvola wastegate (quindi +gas su turbina +pressione) per l'arco di giri più ampio e di aprire la valvola wastegate il più tardi possibile. Ovviamente di solito viene colmato il gap che alcuni produttori (quasi tutti per la verità) tengono come margine di affidabilità, normalmente tra 0.2 e 0.4 bar di sovrapressione, per il quale una turbina a 1bar viene fatta girare a 1.2-1.4 bar.

Diffidate da mappatori che effettuano l'operazione in poco tempo ("un'ora e mezza e la può ritirare"), ancor peggio senza mettere la macchina sui rulli o provarla. Normalmente in questi casi se vi va bene viene caricata una mappatura "standard" che aggiunge sovralimentazione ma mantiene normalmente i margini di sicurezza; per capirci con un esempio, se il vostro turbo reggerebbe un +0.4bar secondo specifiche, queste mappature danno un +0.25bar (numeri sempre di esempio), quindi otterrete meno di quello che si potrebbe ricavare dal vostro sistema così com'è. Il pericolo deriva dal fatto che essendo mappature "standard", sono state testate in generale per il vostro tipo di motore ma non potrete sapere se il vostro motore risponderà allo stesso modo di quelli "standard". Ogni costruttore ha le sue tolleranze, è bene migliorare dove si può ma farlo con attenzione sapendo cosa abbiamo di fronte. Questo esempio è il medesimo in caso si utilizzino centraline aggiuntive, dove il funzionamento è leggermente diverso ma il risultato è medesimo (è una modifica standard e non fatta su misura).

Un mappatore serio invece saprà già dove agire, magari terrà la vostra vettura anche un paio di giorni o più in officina, ma effettuerà delle prove al banco e in strada per verificare le curve di coppia e di potenza e la risposta dei vari componenti alle modifiche. Bisogna sempre tenere conto comunque che la rimappatura compromette l'omologazione del veicolo e con essa anche l'affidabilità, che dipenderà sostanzialmente dalla "bravura" del mappatore insieme al margine di sicurezza che viene mantenuto o meno.

Integrazione 4: essendo che il core-assy viene tenuto lubrificato e raffreddato dall'olio motore, è IMPORTANTISSIMO utilizzare olio di qualità, con ottime specifiche e impegnarsi a seguire la cadenza di chilometraggio o età dell'olio motore, tenete conto che i produttori tendono a considerare sempre chilometraggi e età negli ambiti peggiori di utilizzo, quindi teoricamente si potrebbe rimandare eventuale manutenzione (es. se cambiate l'olio a 22mila km invece che 20mila ma avete sempre fatto strade senza mettere sotto torchio il motore), ma personalmente consiglio di seguire scrupolosamente le scadenze. 150-250 euro di cambio olio (fatto da officine) può pesare sul conto della famiglia, ma 1500 euro di cambio turbina incidono decisamente di più. Personalmente preferisco (magari a parità di prezzo negli anni) uno o due cambi olio in più rispetto a trovarmi magari a 1000km da casa con il motore che brucia olio perché si è disassato il core-assy, ma la decisione è solo vostra.

Integrazione 5 (benzina): avendo una pressione superiore nel collettore di aspirazione e nel tratto tra la girante fredda e l'aspirazione del motore, si genera un problema di funzionamento nel momento in cui si va a smettere di accelerare di colpo, il cosiddetto "colpo d'ariete". Pensiamo a un sistema con un flusso d'aria compresso, poniamo un esempio di pressione tra girante fredda e collettore di aspirazione di 2.4bar, se noi andiamo a smettere di accelerare, si chiude la valvola a farfalla generando una depressione nel collettore di aspirazione (che serve a smettere di accelerare, ndr, potrebbe essere anche di 0.4bar sempre con un esempio). L'aria compressa che batte sulla farfalla però tornerebbe pericolosamente indietro verso la girante fredda del turbo, danneggiandola, quindi viene inserita una valvola di sovrapressione dell'aspirazione, chiamata blow-off o pop-off, che scarica la pressione verso una parte dell'impianto di aspirazione, di solito verso la scatola filtro aria. In applicazioni aftermarket talvolta viene applicata una valvola blowoff che scarica direttamente in aria, con il classico "sbuffo" al rilascio dell'acceleratore che dipende dalla grandezza di ugello della valvola. Per chi si chiedesse invece a cosa è dovuto l'effetto sonoro "stutututu" tipico delle Nissan degli anni 90, si tratta di una valvola blowoff che scarica troppa poca aria, dove ogni "colpo" corrisponde al rilascio della valvola che non riuscendo a scaricare tutta la pressione ne lascia passare parte e ne rilascia al passaggio successivo, dopo che l'aria compressa ha pericolosamente impattato sulla girante fredda della turbina. Questo comportamento è molto deleterio per il core-assy poiché la girante fredda prenderebbe uno o più colpi laterali

Spero questo piccolo recap possa esservi piaciuto, se ci sono imprecisioni ditemelo che correggo ;)

Guida fatta completamente da me medesimo (Whity Doxon) cercando di utilizzare parole semplici per farmi capire da tutti Schema tecnico del turbo-compressore. Le frecce indicano le direzioni dei flussi in entrata ed uscita.

Valvola VAE nei motori a iniezione elettronica, questa sconosciuta (che crea problemi). Studio e spiegazione.

Valvola VAE, questa sconosciuta (che crea problemi). Studio e spiegazione.

Installazioni: 1756 cc bialbero Lampredi 8 e 16 valvole --> Fiat Tipo, Fiat Tempra, Lancia Dedra, Lancia Delta (1993), 1995 cc bialbero Lampredi 8 e 16 valvole --> Fiat Croma, Fiat Tipo, Fiat Tempra, Fiat Coupé, Lancia Delta, Lancia Prisma, Lancia Thema, Lancia Dedra, Lancia Delta (1993), Lancia K 4.16 turbo (non verificato), Alfa romeo 155 2.0 Turbo16vQ4 (non verificato), Alfa Romeo 164 Turbo 2.0 8v (non verificato)

Premessa: la valvola VAE svolge la funzione che nei sistemi più recenti viene svolta dal motorino passo-passo. Crea sostanzialmente un afflusso aggiuntivo di aria in ingresso per compensare l'aumento di carico motore per l'utilizzo di accessori
(clima, fari, lunotto termico, ecc.) facendo da ponte tra la parte a monte e a valle della farfalla. La sua composizione è data da un pistoncino con due guarnizioni, ingranaggio dentellato di scorrimento

Buongiorno a tutti,
chi mi conosce sa che, sin dall'acquisto della Tempra da parte di mio Padre nel 1995, abbiamo sempre avuto un piccolo effetto collaterale collegato agli utilizzatori del veicolo. Nello specifico, in caso di inserimento climatizzatore il minimo calava da 850 a circa 700 giri, provocando vibrazioni al motore e all'attacco del compressore in marcia avveniva una molto percepibile perdita di potenza, tanto da rendere quasi fastidioso l'utilizzo del clima. Peraltro una volta premuta la frizione il propulsore tornava al minimo alla velocità di una macchina da formula 1 e quasi si spegneva, tornando di colpo a 700 giri.
Nel 2016 notai che il minimo era leggermente calato anche senza l'utilizzo del climatizzatore, ma non ci diedi molto peso fino a quando notai addirittura l'accendersi della spia iniezione (sensore di battito letto da diagnosi) stando molto tempo al minimo. Da li pulii il corpo farfallato (che giustamente dopo 22 anni di servizio era un po' lercio) e il minimo tornò regolare sugli 850 giri.

Quindi feci 2+2 e mi dissi: se il corpo farfallato è sporco e il minimo cala, vuol dire che il sistema di bypass dell'aria (la VAE appunto) non lavora come dovrebbe. Ma sembrava comunque strana come problematica perché l'auto era stata acquistata che già aveva quel difetto, quindi mi studiai il sistema di gestione aria del corpo farfallato e scoprii una vite di bypass meccanico, posta superiormente alla farfalla, adibita alla taratura del minimo e che la Fiat scrive in alcuni opuscoli di non toccarla, in altri spiega come effettuare una regolazione corretta e non a caso.

Studiai quindi a tavolino i vari casi. A motore in temperatura il funzionamento non varia in base alla taratura di quella valvola perché il recupero attuato dalla VAE in base al segnale di stechiometrico inviato dalla lambda compensa una eventuale apertura/chiusura della valvola Bypass.

A motore freddo o in fase di accensione senza lambda invece, il valore stechiometrico non viene compensato. Un eventuale afflusso aggiuntivo o inferiore di aria comporterebbe una tendenza del motore a girare più magro o grasso, con il risultato che tecnicamente avrà una tendenza a perdere o prendere giri.

Prendiamo i due casi estremi: forte tendenza a girare magro. Alla messa in moto la quantità d'aria in ingresso è superiore a quella necessaria per girare al minimo, con il risultato che il motore tenderà per un attimo a girare magro. Il sensore MAP rileverà però una pressione (nel collettore di aspirazione) superiore a quella necessaria per stare al minimo, quindi pareggerà dando più benzina e avremo un minimo più alto. Questo ovviamente porterà la centralina a diminuire l'afflusso di aria con la valvola VAE per andare a diminuire il minimo fino alla registrazione in mappa del numero di giri obiettivo della mappa. Se la VAE arriva al fine corsa negativo si avrà semplicemente un pareggiamento benzina (la centralina non prevede il girare magro del motore), con il risultato di avere il minimo più alto di giri.

Forte tendenza a girare grasso. Alla messa in moto la quantità di benzina in ingresso è superiore a quella necessaria per girare al minimo, il motore tenderà a girare grasso. Sfruttando la valvola VAE e tramite il sensore MAP, la centralina però pareggerà aumentando l'afflusso di aria dalla VAE quindi ripristinando il minimo.

E qui viene il bello. La valvola VAE è composta da un pistoncino, una molla, uno spessore e un'altra molla. Un ingresso aria in alto e una uscita aria laterale. Il pistoncino quindi si muove in base a un motorino interno alla valvola che muove il pistoncino in alto o in basso in base alla tensione data dalla centralina. Se però il condotto interno si sporca o la centralina "svariona" (cosa abbastanza comune sulle IAW) si potrebbe avere un minimo un po' "a casaccio".

Nel mio caso il minimo stava basso solo a caldo e non c'era un recupero in inserimento degli utilizzatori. Svitando quindi la vite di bypass meccanico ho provocato maggiore aria in ingresso, inducendo la centralina a chiudere ulteriormente la valvola VAE (che non era comunque al suo limite massimo di apertura, poiché a freddo il motore mi stava sui 1000 giri, quindi se la centralina avesse voluto la valvola avrebbe correttamente recuperato).
Svitando la vite di regolazione ho notato che la centralina è come se "sbloccasse" la funzione di recupero aria della VAE, recuperando correttamente il minimo all'accensione degli utilizzatori (ora con il clima il minimo rimane stabile) e inducendo la centralina a recuperare anche la funzione di recupero della VAE in marcia: ora quando si attacca il compressore clima non si sente più il tiraggio all'indietro del carico motore per mancanza di aria ma la VAE recupera e l'effetto "frenata" di prima si è quasi annullato. Il motore peraltro non scende più di giri velocissimamente ma in modo più naturale. Ridotti anche piccoli vuoti di potenza a piccoli gradi di apertura farfalla (cosa peraltro spiegabile fisicamente dal fatto che l'aria in ingresso, a parità di angolo farfalla, è superiore).

Su altra Tempra invece ho notato subito che alla messa in moto il minimo stava alto, sui 1600 giri, calando a volte al minimo senza una logica ben precisa. Dopo essere stato in officina per sostituzione termostatica e pulizia corpo farfallato (per escludere problemi non derivanti da bypass meccanico o VAE), ho notato che ancora stava alta di giri. Confrontando la posizione vite di regolazione bypass meccanico ho notato che era posta sensibilmente più in alto rispetto alla mia auto, quindi ipotizzando un Corpo Farfallato identico e con vite di regolazione della stessa lunghezza, che fosse fatta girare apposta molto magra con condotto aperto. Ho provato così una regolazione tramite la vite di bypass meccanico riportando il minimo correttamente a 850 giri, ma ho notato come questo comportava comunque che in mancanza di stacco netto di acceleratore (quindi di un chiaro segnale di depressione al sensore MAP), il minimo si imballava sui 1600 giri, a volte tornando correttamente a 850 giri e a volte richiedendo un piccolo colpo di gas per tornare a 850 giri.
Da questo si può dedurre un malfunzionamento della valvola VAE ma anche una regolazione sbagliata del bypass meccanico per cui sarà necessaria una ispezione accurata di entrambi i componenti.

Tutte queste info sul funzionamento insieme alla regolazione sono disponibili sul mio manuale Sistema di gestione iniezione aria disponibile al link https://drive.google.com/open?id=1BiUP6O3OXID-5W8WVSQrwkg25O4EHetR

Spero di non avervi annoiato ma non volevo tralasciare nulla.
Whity