Il motore, per funzionare sempre correttamente, richiede un monitoraggio costante di tutte le sue parti in movimento. Per questo il motore è dotato di alcuni importanti sensori, che possono essere considerati delle “sentinelle” che avvisano la centralina motore se qualcosa non funziona. Tra questi sensori c’è anche il sensore dell’albero motore, un componente fondamentale, in inglese crankshaft position sensor, che consente alla ECU (Engine Control Unit) di monitorare costantemente la velocità di rotazione e la posizione angolare dell’albero motore. Questo sensore serve a rilevare la posizione e la velocità di rotazione dell’albero motore fornendo tali dati alla centralina motore attraverso un impulso elettrico.
Insieme ai dati forniti dal sensore albero a camme, la centralina ha dunque le informazioni necessarie sull’angolo di rotazione degli alberi (sono infatti chiamati anche sensori angolari) e ciò consente di determinare con precisione l’accensione e l’iniezione del carburante, rendendo performante ed efficiente il ciclo del motore. Il sensore albero motore determina quindi la posizione dei cilindri rispetto al ciclo di combustione, consentendo alla centralina ECU di sincronizzare accensione e iniezione. Allo stesso tempo fornisce l’informazione sulla velocità dell’albero motore, che rappresenta un parametro essenziale per il controllo della potenza. L’ECU combina i dati del sensore albero motore con quelli del sensore albero a camme per regolare con precisione il ciclo del motore. Una gestione precisa dell’iniezione e dell’accensione è infatti decisiva nel massimizzare le performance del motore e, al contempo, ridurre i consumi e le emissioni.
Tipologie e Funzionamento dei Sensori di Posizione
Esistono principalmente due tipologie di sensori di posizione dell'albero motore:
- Sensore magnetico o induttivo: Questa tipologia utilizza un magnete permanente e una bobina per rilevare le variazioni del campo magnetico generate dai denti della ruota fonica, montata sull’albero motore. Quando un dente della ruota passa davanti al sensore, induce una variazione nel campo magnetico che genera un impulso elettrico. Questi sensori hanno il vantaggio di essere economici e insensibili alle variazioni termiche.
- Sensore Hall: Questa tipologia di sensore utilizza l’effetto Hall per rilevare il movimento dei denti della ruota. Quando è presente un campo magnetico, il sensore produce una tensione proporzionale, convertita in un segnale digitale. Questi sensori hanno una precisione eccellente anche alle basse velocità, fornendo un segnale digitale diretto che semplifica la connessione con l’ECU.
Non sempre le due tipologie di sensori sono distinguibili a vista, in particolare se è presente un connettore a tre pin. Abbiamo visto che il sensore dell’albero motore è posizionato su una corona dentata che, ruotando, provoca delle variazioni del campo magnetico. Tali variazioni innescano nel sensore albero motore segnali di tensione differenti che saranno inviati alla centralina, che calcolerà in base a questi input la posizione e la velocità dell’albero motore. Queste informazioni determinano infatti la fase di iniezione e accensione del motore e la loro correttezza è quindi fondamentale perché l’intero sistema di propulsione lavori con efficienza.
Localizzazione del Sensore di Giri e del Sensore di Fase sul Fiat 1.3 Multijet
Il sensore dell’albero motore, noto anche come sensore di giri, si trova nella parte inferiore del motore e risulta meno accessibile rispetto ad altri sensori, come ad esempio il sensore dell’albero a camme. Ciò determina un aumento del costo della manodopera per procedere alla sostituzione del sensore dell’albero motore, il cui prezzo è di per sé relativamente contenuto pur variando significativamente da modello a modello. La sua posizione, sotto il veicolo, lo rende accessibile solo dal sottoscocca e alcune riparazioni potrebbero richiedere lo smontaggio dello scarico o altri componenti per raggiungerlo.
Per quanto riguarda il sensore di fase, in un modello come la Grande Punto 1.3 Multijet, la sua posizione è più accessibile. Se non sbaglio, lo si dovrebbe trovare tra il primo e il secondo iniettore. Per individuarlo, è necessario togliere la protezione di plastica di colore nero (copri motore) che si trova sulla parte superiore del motore. Il sensore si troverà sul lato della distribuzione del motore.
Diagnosi dei Problemi Legati al Sensore di Giri: Cosa Indicano i Segnali
Quando un sensore albero motore non funziona correttamente, la centralina non ha sufficienti informazioni per gestire l’accensione e l’iniezione. Viene quindi attivata la modalità di marcia di emergenza, che consente all’auto di procedere a una velocità limitata. La conferma di un guasto al sensore avviene attraverso la lettura di un errore in memoria. Il guasto potrebbe essere anche causato da un semplice cavo usurato o danneggiato.
In alcuni casi, un errore sul sensore di giri può essere un riflesso di un altro problema. Ad esempio, nel caso di un veicolo che non parte, nonostante la fase sia stata controllata con i perni su entrambi i cams e sul volano ed è risultata ok, e si sia verificato il gasolio (bassa pressione presente, regolatore e sensore sul flauto sostituiti, iniettori verificati e ok), un problema persistente potrebbe indirizzare verso la pompa di alta pressione.
L'analisi dei segnali tramite oscilloscopio è fondamentale per una diagnosi accurata. Se, ad esempio, si valuta l’ampiezza del segnale di giri e si rileva che il valore di tensione picco/picco supera di poco i 200mV, questo è un valore veramente molto basso, indicativo di un problema. Inoltre, la presenza di quattro o cinque picchi di fase è anch’essa un’anomalia. Su alcune generazioni di ECM più recenti (MM 8DF3), tali disturbi sono filtrati dal software, ponendo una soglia di riconoscimento dei giri più elevata.
come capire se e fuori fase! oscilloscopio
È importante notare che se il problema è “SICURO sul segnale giri”, ma il veicolo non si spegne in marcia e il problema si manifesta solo in fase di avviamento, ciò potrebbe suggerire che non si tratti di un semplice guasto alla ECU o al cablaggio, poiché un difetto così critico si manifesterebbe anche durante la marcia. In questi casi, la sostituzione del regolatore alta pressione carburante ha risolto il problema, indicando come a volte la sintomatologia di un guasto a un componente possa mimare quella di un altro.
Verifiche e Misurazioni del Sensore
Prima di controllare un sensore albero motore è importante determinarne la tipologia in base al modello del veicolo. Non sempre un sensore induttivo è infatti distinguibile a occhio nudo da un sensore Hall. Anche se è presente un connettore a tre pin, ciò non è sufficiente a identificare il tipo di sensore, rendendo necessaria la consultazione delle specifiche tecniche.
I sensori con connettore a due poli sono generalmente di tipo induttivo. In questo caso è possibile misurare la resistenza interna, verificare l’eventuale presenza di cortocircuiti verso massa e analizzare il segnale generato. La procedura prevede la disconnessione del sensore dal circuito e la misurazione della resistenza interna: un valore compreso tra 200 e 1.000 Ohm indica un funzionamento normale, mentre un valore di 0 Ohm segnala un cortocircuito e uno pari a M Ohm indica un’interruzione del circuito. L’utilizzo di un oscilloscopio consente di verificare il segnale generato con maggiore precisione.
Quando si analizzano i segnali con un oscilloscopio, è fondamentale assicurarsi di essere collegati in modo corretto. Un segnale del sensore di giri impostato a 5V e un sensore di fase impostato a 100 mV (come nel caso del canale 2, la linea rossa in un'immagine diagnostica) dovrebbero presentare forme d'onda specifiche. Qualsiasi deviazione da queste forme d'onda attese, come un'ampiezza del segnale di giri troppo bassa o picchi di fase multipli e anomali, indica un malfunzionamento. La sincronia tra fase e giri è un parametro critico; se non si è in grado di valutarla, è consigliabile consultare un esperto nell'uso dell'oscilloscopio.
Per quanto riguarda il valore in percentuale di apertura del regolatore di pressione che si legge su un sistema diagnostico come Examiner, questo rappresenta sia il valore richiesto dalla centralina sia quello effettivo in cui il regolatore si trova, poiché la centralina regola attivamente la pressione del carburante in base alle esigenze del motore.
Dopo l'Intervento
Dopo qualsiasi intervento sui sensori o sui componenti correlati, è necessario cancellare la memoria degli errori della centralina. Questo assicura che il sistema riparta con una diagnostica pulita e possa monitorare correttamente il funzionamento del motore. È inoltre opportuno effettuare delle prove su strada per verificare che il problema sia effettivamente risolto e che non si presentino nuove anomalie.