Il Sensore di Giri nella Fiat 500L: Cos'è e Come Funziona

Il motore di un veicolo moderno è un sistema complesso, in cui ogni componente gioca un ruolo cruciale per garantire efficienza, prestazioni e affidabilità. Tra questi elementi fondamentali spicca il sensore di giri, noto anche come sensore dell'albero motore o sensore CKP (Crankshaft Position Sensor). In particolare, per la Fiat 500L, comprendere il suo funzionamento e la sua importanza è essenziale per ogni proprietario. Questo articolo esplorerà in dettaglio il sensore di giri, la sua funzione, le diverse tipologie, i sintomi di un malfunzionamento e le procedure per la sua diagnosi e eventuale sostituzione.

Che cos'è il Sensore di Giri e a Cosa Serve?

Il sensore dell'albero motore è un componente essenziale per il corretto funzionamento del motore. Noto anche come sensore CKP, garantisce la fasatura precisa di un motore. Il sensore di giri, come suggerisce il nome, è uno strumento che consente di valutare il regime del motore. Monitora la posizione e la velocità dell'albero motore, fornendo all'unità di controllo del motore (ECU) i dati necessari per regolare l'iniezione del carburante e altre funzioni essenziali. 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 di posizione dell’albero motore è quindi un componente fondamentale che consente alla ECU di monitorare costantemente la velocità di rotazione e la posizione angolare dell’albero motore.

In un motore a quattro tempi, è fondamentale monitorare attentamente la velocità e la posizione dell'albero motore. Senza i dati forniti dal sensore, il motore potrebbe non avviarsi. Inoltre, alcuni motori utilizzano il sensore dell'albero motore per funzioni aggiuntive, come la rilevazione della detonazione. Alcuni motori che non dispongono di un sensore di detonazione utilizzano il sensore dell'albero motore per eseguire la stessa funzione.

Il sensore giri è nelle vicinanze della puleggia conduttrice della cinghia servizi, o meglio, dietro di essa. Serve a rilevare discrepanze tra il numero di giri e la fase dell'albero motore, e il numero di giri e fase dell'albero a camme. Questo consente alla centralina di iniezione di venire a conoscenza di eventuali "fuori fase" della distribuzione. Sul 1.9 e 2.4 jtd e Mjet, il sensore giri è in zona volano. Il sensore è a circa 10 cm dal bordo del basamento che combacia con il cambio.

Come Funziona il Sensore di Giri

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. Il sensore dell'albero motore rileva la posizione e la velocità di rotazione dell'albero motore fornendo tali dati alla centralina motore attraverso un impulso elettrico. 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. 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.

La lettura del segnale dei giri è effettuata con un sensore magnetico su ruota fonica 60 denti meno due (58 tacche). Quando l’albero motore gira si verifica una variazione della distanza tra il nucleo esterno del sensore e i denti della ruota fonica. Questa variazione genera nell’avvolgimento del sensore una corrente alternata indotta avente una frequenza proporzionale alla velocità dell’albero motore. Il segnale emesso da questo sensore viene utilizzato dal modulo EDC, solo durante l’avviamento del motore al fine di riconoscere la posizione dei vari cilindri ed attivare così la corretta sequenza di comando degli iniettori secondo l’ordine di fase del motore.

Tipologie di Sensori di Giri

Esistono due principali tipologie di sensori di giri per l'albero motore, ciascuna con le proprie caratteristiche:

• Sensore Magnetico o Induttivo: Utilizza un magnete permanente e una bobina per rilevare le variazioni del campo magnetico generate dai denti della ruota 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. I sensori con connettore a due poli sono generalmente di tipo induttivo.

• 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. È importante determinare la tipologia del sensore in base al modello del veicolo prima di effettuare controlli o interventi.

Problemi e Sintomi di un Sensore di Giri Difettoso

Ci sono diversi fattori che possono causare il guasto di un sensore dell'albero motore. Un sensore dell'albero motore difettoso non è l'unica causa di un consumo di carburante più elevato del normale, ma rappresenta comunque uno dei segnali caratteristici. È probabile che un veicolo con il sensore dell'albero motore difettoso presenti una serie di problemi sia al motore che alle prestazioni complessive. Cerca i seguenti segnali di avvertimento per confermare cosa sta preoccupando il veicolo.

Cause Comuni di Malfunzionamento:

1. Accumulo di sporco: Nei sensori che contengono magneti, lo sporco può bloccare il sensore e impedire il rilevamento corretto. Lo sporco è nemico anche di un sistema induttivo.
2. Usura del sensore: Con il tempo, il magnete perde efficacia, riducendo la precisione dei segnali inviati alla ECU.
3. Cablaggio difettoso: Cavi danneggiati o allentati possono compromettere la trasmissione dei segnali. Il pezzo di cavo fino al connettore è solidale. Tutti i cavi si deteriorano. Per i cavi segnale i problemi vengono dalla tenuta dell'isolamento e dalle saldature/crimpature con i connettori.
4. Danni fisici: Urti con altri componenti del motore o detriti stradali possono danneggiare il sensore.
5. Danni ai componenti monitorati: Parti danneggiate possono inviare segnali contrastanti, causando errori e accensione della spia di controllo del motore.

Sintomi di un Sensore Difettoso:

1. La spia "Controlla motore" è accesa: Se il sensore non trasmette informazioni alla centralina elettronica o se ciò che invia appare preoccupante, la centralina elettronica risponderà accendendo la spia del motore. La spia motore potrebbe essere causata da una serie di problemi diversi oltre al sensore dell'albero motore. Uno strumento diagnostico può aiutare a identificare se il sensore è la parte che causa problemi. (Nota: se il veicolo è dotato di un singolo sensore dell'albero a camme, è possibile che non venga visualizzata una spia del motore e che non venga visualizzato alcun guasto sullo strumento diagnostico. La ECU non sa se il motore non si avvia o è semplicemente a riposo. Controlla il numero di giri per essere sicuro. Le auto più recenti hanno due sensori dell'albero a camme; questi dovrebbero essere in grado di vedere se l'albero a camme ha un problema.)
2. Il motore ha problemi ad avviarsi: Il sensore dell'albero motore ha il compito di monitorare attentamente la posizione e la velocità dell'albero motore durante l'avviamento del motore. Se non è in grado di trasmettere queste informazioni alla centralina elettronica (ECU), il motore potrebbe non avviarsi. Tuttavia, se il motore è già in funzione, potresti non notare alcun problema, anche in assenza della spia "controlla motore". Questo perché il sensore utilizza un algoritmo per stimare la posizione dell'albero motore basandosi su dati precedenti, evitando che il motore si spenga a causa di un'interruzione elettronica. Il problema si manifesterà solo quando spegni il motore e provi a riavviare il veicolo successivamente.
3. Modalità di emergenza (Limp Mode): Con un sensore guasto, il motore potrebbe entrare in modalità di emergenza (limp mode) se è ancora in funzione. In questa condizione, gli iniettori di carburante non svolgono il loro ruolo in modo efficiente, causando una riduzione delle prestazioni e un peggioramento complessivo dell'efficienza nei consumi.
4. L'accelerazione è irregolare o instabile: Il motore si affida al sensore di posizione dell'albero motore per ricevere segnali corretti, necessari per gestire adeguatamente l'iniezione di carburante. In presenza di segnali errati o assenti, l'accelerazione potrebbe risultare debole o non reattiva.
5. Il motore non si accende o vibra (misfire): Senza le informazioni corrette sulla posizione dei pistoni, il motore potrebbe avere mancate accensioni (misfire). Quando il veicolo è al minimo, potrebbe inoltre manifestare vibrazioni e, in alcuni casi, rifiutarsi di avviarsi del tutto, soprattutto se il motore è freddo.
6. Elevato consumo di carburante: Poiché il processo di iniezione del carburante viene compromesso dai segnali errati di un sensore dell'albero motore difettoso, il carburante potrebbe non bruciare correttamente nel motore. Questo non solo può causare singhiozzi nel funzionamento del motore, ma anche una riduzione della potenza. Di conseguenza, il veicolo consumerà più carburante per ottenere le stesse prestazioni.

Se un sensore dell'albero motore sviluppa un problema mentre il motore è in funzione, sebbene un guasto specifico possa causare un'accensione irregolare del motore, non ci sarà necessariamente un problema. Potrebbe entrare in modalità di emergenza durante la guida, per ridurre le possibilità di ulteriori danni. Tuttavia, se il motore non è in funzione, il veicolo potrebbe non avviarsi affatto. Una volta fermato, è improbabile che un veicolo con un sensore dell'albero motore difettoso riesca a ripartire. Oggi non voleva più mettere in moto dal benzinaio, ma non da un comune benzinaio, immaginate quelli in citta con 4 pompe in 30 mq che non puoi scendere dall'auto senza sbattere gli sportelli.

Diagnosi e Sostituzione del Sensore di Giri

Se si sospetta un sensore dell'albero motore difettoso o un problema simile sta causando problemi al motore, sarà necessaria un'ispezione. Con spia motore accesa si dovrebbe fare una diagnosi e poi mettere mano direttamente al problema, invece di andare a cambiar pezzi a sentimento. 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.

Procedure di Diagnosi:

1. Ispezione Visiva: Il sensore deve essere testato per individuare eventuali guasti, che possono essere eseguiti sia con un'ispezione visiva.
2. Strumento Diagnostico: L'utilizzo di uno strumento diagnostico può aiutare a identificare se il sensore è la parte che causa problemi, leggendo i codici di errore della centralina.
3. Misurazione della Resistenza (per sensori induttivi): Per i sensori con connettore a due poli (generalmente di tipo induttivo), è possibile misurare la resistenza interna. 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.
4. Oscilloscopio: L’utilizzo di un oscilloscopio consente di verificare il segnale generato dal sensore, fornendo una diagnosi più precisa.

Pulizia o Sostituzione?

Tra i vari sensori che si possono pulire, rientra anche il sensore albero a gomiti. Se sì, si può fare semplicemente con lo spray per freni. Tuttavia, in caso di problemi con il sensore, si consiglia di sostituire completamente la parte. Questo perché con l'usura il magnete perde efficacia, rendendo la pulizia solo una soluzione temporanea e poco affidabile. Per 25 euro volendo in internet si può ordinare il sensore della Bosch e a costo zero cambiarlo se si rivela necessario.

Procedura di Sostituzione:

La sostituzione del sensore di giri è un lavoro relativamente semplice, ma può richiedere l'accesso al sottoscocca del veicolo. Individuare il sensore (di solito vicino al volano o sul lato del coperchio della distribuzione del blocco), rimuovere i collegamenti elettrici e sostituirlo con una nuova parte. Il sensore dell’albero motore 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. Dopo l’intervento, è necessario cancellare la memoria degli errori della centralina.

Il Sensore di Giri e il Sistema Stop&Start

Il sistema Stop&Start è una tecnologia progettata per limitare i consumi e le emissioni nelle aree urbane, dove si passa molto tempo fermi al semaforo o in coda. Funziona spegnendo automaticamente il motore ogni volta che ci si ferma al semaforo. Per rendersi conto dell’efficacia dello Stop&Start, si era guidata una Fiat 500 1.2 Pur-O2 per oltre 20 km nel congestionato traffico di Milano.

Componenti e Funzionamento dello Stop&Start:

Il sistema è composto da un motorino d’avviamento rinforzato, una centralina di controllo, un sensore che rileva lo stato di carica della batteria, una batteria speciale che sopporta molti più cicli di carica del normale, sensori sui pedali di freno e frizione e un generatore.

In un’auto dotata dello Stop&Start, quando ci si ferma e si sposta la leva del cambio in folle, il motore si spegne nel momento in cui si rilascia il pedale la frizione. Salvo poi riavviarsi automaticamente quando si preme nuovamente il pedale della frizione e s’ingrana una marcia per partire. Un sensore posto sulla scatola del cambio e sul pedale della frizione rilevano quando il guidatore mette in “folle” il cambio e rilascia la frizione. Quando il guidatore preme nuovamente la frizione, il motorino di avviamento fa compiere un giro all’albero motore e un sensore posto sopra di esso individua quale cilindro si trova nella fase di compressione; ed è proprio in quel cilindro che viene dato l’avvio alla combustione.

Il sistema di gestione dello Stop&Start prima di spegnere il motore verifica attraverso un sensore posto sulla batteria che ci sia abbastanza carica per un successivo avvio. Una situazione che si può presentare in condizioni climatiche particolari. Come in inverno, in presenza di temperature rigide (di solito inferiori ai 10°), per non affaticare troppo la batteria. Oppure in estate (al di sopra dei 30°), per non dover “staccare” il climatizzatore: il funzionamento del compressore del “clima” è collegato direttamente al motore. Per far sì che l’operazione di spegnimento e riavvio venga ripetuta nel tempo senza problemi, nelle auto dotate di Stop&Start il motorino di avviamento è “irrobustito”, mentre la batteria è del tipo Heavy Duty: regge più cicli di carica e scarica, però costa di più.

Lo “Start&Stop” equipaggia sia utilitarie come la Citroën C3, sia sportive di lusso come la Porsche Panamera. La prima auto ad offrirlo è stata nel 2005 la Citroën C3 con cambio robotizzato (lo Stop&Start si attiva premendo il pedale del freno), seguita nel 2006 dalla C2. Il sistema Stop&Start è usato (al momento in cui scriviamo) anche da Porsche sulla Panamera, dal Gruppo Audi/VW su modelli BlueMotion, dalla Kia sulle Cee’d a benzina, da Mazda sulla 3 i-Stop e da Mercedes sulle versioni BlueEFFICENCY.

Quando è apparso, lo Stop&Start veniva offerto solo su auto con cambio manuale o robotizzato (dove l’innesto e lo stacco della frizione è eseguito da un software) e alimentate a benzina. Fino a “ieri” lo Stop&Start non era disponibile sulle auto dotate di cambio automatico con convertitore di coppia. Questo perché in una “vaschetta” con pistone a molla viene conservato dell’olio di “riserva”. In fase di avvio del motore, questo olio viene riconvogliato dal pistone nel circuito idraulico del cambio garantendo così la lubrificazione degli elementi d’innesto.

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