Motorismo, Motorsport e Meccatronica

28 settembre 2011

E.E.R.S. Exhaust Energy Recovery System

Rubrica: Curiosità della tecnica da corsa
Titolo o argomento: E.E.R.S.

Il sistema E.E.R.S. sarà obbligatorio a partire dalla stagione di F1 del 2014 e verrà installato sui nuovi motori 1.600 c.c. V6 sovralimentati mediante turbocompressore (vedi l’articolo: “2014: Odissea nella formula1“). Si tratta di un sistema capace di integrare la tecnologia su cui si basa l’attuale K.E.R.S. (vedi l’articolo: “K.E.R.S. Kinetic Energy Recovery System”) con la tecnologia “turbo-compound” impiegata sui mezzi pesanti per aumentarne l’efficienza (vedi l’articolo: “Turbocompound” – articolo in preparazione). Nel primo sistema l’energia recuperata in frenata viene accumulata in un accumulatore di carica (batterie al litio, ultracapacitori o supercondensatori, accumulatori di energia cinetica a volano, es. “Williams Hybrid Power”) in grado di alimentare un motore elettrico solo per brevi istanti. Nel secondo sistema la turbina è collegata meccanicamente all’albero motore al quale fornisce un surplus di coppia (con conseguente incremento di potenza prodotta dal motore) grazie alla notevole energia dei gas esausti. Aumenta di conseguenza l’efficienza del motore.

Il sistema E.E.R.S., invece, prevede che la turbina accoppiata al compressore alimenti una seconda turbina collegata ad un generatore elettrico. Quest’ultimo alimenta il motore elettrico degli attuali sistemi K.E.R.S.. Non vi è quindi alcun collegamento meccanico tra la turbina e l’albero motore. Il generatore viene impiegato per convertire l’energia recuperata dalla turbina in elettricità. La necessità di adottare il sistema E.E.R.S. nasce dal fatto che l’energia proveniente dai gas di scarico è molto più sfruttabile rispetto a quella recuperabile durante le frenate. Il sistema kinetic o, più volgarmente, il motore elettrico, fornirà 120 kW alle ruote posteriori.

Un interessante problema che si pone è quello della scelta del tipo di turbina. Una tradizionale turbina radiale vanta costi contenuti ed una grande diffusione per questa scala di applicazioni, tuttavia necessita di un elevato salto di pressione dei gas esausti per funzionare correttamente. Ciò genera indesiderate contropressioni sul motore. Al contrario le turbine assiali, raramente utilizzate per questo tipo di applicazioni, per lavorare correttamente contano soprattutto sulla velocità del fluido e necessitano pertanto di una differenza di pressione più bassa. Ne conseguono ovviamente minori contropressioni sul motore ed un investimento più significativo in termini di ricerca e sviluppo.

Simulazioni eseguite al computer da parte dei ricercatori della “Cranfield University”, con il supporto di “Cosworth”, hanno messo in evidenza come sia possibile aumentare la potenza fornita dal motore senza incrementare i consumi di carburante. Una soluzione che ben si addice al regolamento del 2014 della F1 che pone un tetto ai consumi. A 8.500 giri al minuto, con un consumo di carburante pari a 25 grammi al secondo, il motore simulato ha sviluppato una potenza di 435,5 kW di cui ben 31,5 kW apportati dal turbo compound. Un incremento del 7,3% di potenza ottenuto senza aumentare i consumi. Questo si traduce in un miglioramento dell’efficienza termica del motore dal 36,95% al 39%. Senza ombra di dubbio le stagioni di formula uno a partire dal 2014 permetteranno di ottenere risultati ancora più interessanti grazie all’enorme mole di ricerca, sviluppo e test che verranno condotti. Sì aprirà un’era molto interessante tanto per la formula uno quanto per le vetture stradali le quali erediteranno nuove importanti tecnologie. Soluzioni perfettamente in linea con le future norme anti-inquinamento e con il piacere di guida degli automobilisti più esigenti.

E.E.R.S. Exhaust Energy Recovery System

A differenza del “turbo-compound” l’E.E.R.S. non prevede un collegamento meccanico
tra la turbina e l’albero motore, bensì tra la turbina ed il generatore. Quest’ultimo poi
invierà l’energia recuperata al motore elettrico vincolato alla trasmissione.

27 settembre 2011

K.E.R.S. Kinetic Energy Recovery System

Rubrica: Curiosità della tecnica da corsa
Titolo o argomento: K.E.R.S.

Il K.E.R.S., o meglio, il Kinetic Energy Recovery System è un dispositivo che può essere aggiunto ad un propulsore al fine di recuperare energia cinetica in frenata, accumularla e renderla fruibile sotto forma di energia elettrica, quando richiesto dal pilota, per alimentare un motore elettrico durante un periodo di tempo limitato ed in particolari condizioni.

Si tratta quindi di un sistema ibrido “in parallelo” che permette di ottenere un “effetto booster” con un surplus di 80 cavalli circa per un tempo limitato dalla Federazione Internazionale dell’Automobilismo a circa 6,7 secondi. La sua massa complessiva a bordo è pari a circa 30 kg, tale massa però non è considerata penalizzante a bordo di un veicolo di Formula 1 in quanto ogni vettura della massima categoria in realtà è sottopeso rispetto al regolamento e zavorrata con masse aggiuntive. Se di svantaggi dobbiamo parlare è opportuno citare che la massa costituita dal sistema K.E.R.S. non può essere variata di posizione lungo il telaio al contrario di una comune massa aggiuntiva che può essere collocata nel punto dove meglio bilancia la vettura.

Gli elementi che costituiscono il K.E.R.S sono: un motore elettrico/dinamo (solitamente un motore elettrico in corrente continua, ma sarebbe più corretto dire una “macchina elettrica” ovvero un dispositivo ove la potenza in ingresso è di tipo elettrico e quella in uscita di tipo meccanico in configurazione di “motore elettrico” e, viceversa in configurazione di “dinamo”); un accumulatore di carica (batterie al litio, ultracapacitori o supercondensatori, accumulatori di energia cinetica a volano, es. “Williams Hybrid Power”); un sistema di controllo (ovvero un dispositivo che riesce a far funzionare la “macchina elettrica” come macchina motrice o come macchina operatrice, in soldoni come motore elettrico o come dinamo).

Il K.E.R.S. è vantaggioso in tutte quelle situazioni in cui la trazione motrice richiesta è inferiore all’aderenza disponibile alle ruote motrici e quindi durante lunghi rettilinei, durante i sorpassi, durante violente accelerazioni con velocità iniziale diversa da zero e superiore a quel range di velocità in cui l’intervento del controllo di trazione renderebbe “sprecato” l’utlizzo dell’effetto booster. E’ altresì svantaggioso, se non inutile, quando la trazione motrice richiesta supera l’aderenza disponibile alle ruote motrici e quindi durante le forti accelerazioni con marce basse, partenza, pista bagnata, percorrenza delle curve…

Kinetic Energy Recovery System

Sulla sinistra dell’immagine si può osservare l’ormai nota architettura a V tipica dei motori di F1.
Il K.E.R.S. è collegato meccanicamente all’albero motore. L’unità di controllo gestisce il compito
del motore elettrico e lo converte da motore a dinamo a seconda dell’esigenza.

27 settembre 2011

E.R.S. Energy Recovery System

Rubrica: Curiosità della tecnica da corsa
Titolo o argomento: Dispositivi di recupero dell’energia per vetture ad elevate prestazioni

Con l’acronimo E.R.S. si intende il complesso di sistemi di recupero dell’energia (Energy Recovery System). Tale voce è frequentemente utilizzata nell’ambiente della Formula 1 dove, per il momento, si distinguono due importanti tipologie di sistemi di recupero dell’energia destinati alle monoposto:

Il sistema K.E.R.S. (kinetic Energy Recovery System) a bordo delle vetture di F1 dalla stagione 2009, il quale comprende un motore/dinamo, un accumulatore di carica ed un sistema di controllo. Il motore elettrico, come vedremo più avanti, funge da generatore nelle fasi di frenata/rilascio andando a caricare un accumulatore di carica, per poi diventare un motore con effetto booster utilizzando, quando richiesto dal pilota, l’energia precedentemente recuperata ed accumulata.
Vedi l’articolo: “K.E.R.S. Kinetic Energy Recovery System”.

Il sistema E.E.R.S. (Exhaust Energy Recovery System) disponibile a partire dalla stagione di F1 del 2014, sfrutta la logica del turbo-compound, ove la turbina è collegata meccanicamente all’albero motore per migliorare l’efficienza del propulsore, evolvendola. Questo sistema, che vedremo nel dettaglio più avanti, è abbinabile ai motori sovralimentati mediante turbocompressore e sfrutta una seconda turbina (posta in serie con quella principale) per alimentare un generatore che aziona un motore elettrico. Il dispositivo offre un costante surplus di potenza.
Vedi l’articolo: “E.E.R.S. Exhaust Energy Recovery System” – Articolo in preparazione

E.R.S. - Energy Recovery System

A causa del pericolo di fughe di tensione lungo il corpo vettura (il carbonio è un ottimo conduttore),
le monoposto vengono dotate di adesivi (come quello riportato in figura) che segnalano il pericolo di
alta tensione fino a che il sistema E.R.S. non viene scaricato.

21 settembre 2011

Un regolatore di pressione da 1500 Euro per la Ford Focus TDCI

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili
Titolo o argomento: Il regolatore di pressione dell’impianto common rail della Focus TDCI 90 CV

Un bel giorno sul display del quadro strumenti di una solida Ford Focus 1.6 TDCI 90 CV compare la voce “Avaria motore”. Improvvisamente il motore smette di essere performante, risponde lentamente alle azioni sull’acceleratore, sembra quasi che si “affoghi”. Il problema si aggrava fino a causare lo spegnimento del motore stesso non appena viene richiesta più potenza. Come è naturale che sia, il proprietario del veicolo, si reca presso la concessionaria dove ha effettuato l’acquisto per conoscere le cause del problema e, possibilmente, trovare una rapida soluzione. L’officina della concessionaria sostiene che l’elettronica della vettura debba subire un’importante sostituzione: la centralina motore. Questa sembra dare letteralmente i numeri. Per tale lavoro vengono richiesti ben 1.500,00 Euro. Il proprietario del veicolo, pur non essendo esperto del settore, intuisce che c’è qualcosa che non va. Le risposte del meccanico sembrano vaghe, poco chiare, soprattutto non si riesce ad ottenere una spiegazione tecnica chiara del problema.

Per ottenere ulteriori conferme o nuove spiegazioni più logiche, il proprietario si reca da un primo pompista (il tecnico esperto di impianti di iniezione) dove, attraverso una diagnosi eseguita al computer, si imputa il problema alla pompa del gasolio e ad un potenziometro collegato all’acceleratore. Il pompista sostiene che sia necessario estrarre la pompa del gasolio (andando quindi a smontare il motore dal lato distribuzione) e revisionarla. Il preventivo è compreso tra i 500 ed i 600 Euro.

Anche le spiegazioni ottenute nel secondo caso risultano essere poco chiare e motivate in modo blando. Il proprietario del veicolo si rivolge così ad un secondo pompista il quale, oltre ad avere il software di diagnosi aggiornato per la vettura in questione, dispone di un computer originale Bosch (ovvero dello stesso marchio dell’impianto di iniezione) che garantisce l’assenza di errate traduzioni nell’interpretazione dei “codici errore”. Questa volta, il pompista contattato, risulta essere molto preparato, veloce e pratico. Rileva in maniera corretta l’errore, dalle indicazioni fornite dal computer risale finalmente all’organo danneggiato: un semplice regolatore di pressione (vedi foto in basso). Quest’organo è fissato mediante 3 viti alla testata del motore, si smonta in pochi minuti (con l’ausilio di una sola chiave a forchetta) e richiede una manodopera di 20-30 minuti.

Il risultato? Il problema è stato risolto con poche decine di Euro, la vettura ora cammina regolarmente e non è stato necessario smontare mezzo motore o sostituire inutilmente la centralina elettronica.

Il regolatore di pressione visto sia nel suo insieme che smontato
nelle tre principali componenti che lo costituiscono

19 settembre 2011

Carichi termici sulle pareti del cilindro di un motore a combustione interna

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili
Titolo o argomento: Carichi termici nei principali organi del motore – Cilindro

Durante la fase di combustione la temperatura dei gas all’interno del cilindro raggiunge valori che possono superare i 2000°C. Di conseguenza tutti gli organi che vengono a contatto con i gas risultano assai sollecitati termicamente. Il corretto range di temperature raggiunte sulle pareti interne dei cilindri, durante il funzionamento del motore, risulta fondamentale per mantenere una corretta lubrificazione ed evitare che lo stato chimico e fisico dell’olio lubrificante si alteri. Fenomeni quali l’usura adesiva e corrosiva sono direttamente legati alle temperature di esercizio. In figura si può osservare come la temperatura raggiunta nella parte bassa del cilindro sia più bassa di quella raggiunta in prossimità della testata, ciò è legato sostanzialmente al fatto che la parte inferiore della canna del cilindro viene a contatto con i gas combusti solo dopo che questi hanno subìto una significativa espansione. Va considerato inoltre che, un istante dopo la combustione, il calore inizia ad essere ceduto, attraverso le pareti dei cilindri, al fluido refrigerante.

Carico termico cilindro

Temperature in una sezione assiale di una canna cilindro di un moderno motore diesel quattro tempi
ad iniezione diretta raffreddato a liquido

26 agosto 2011

Sollecitazioni termiche sul motore

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili
Titolo o argomento: Introduzione alle sollecitazioni termiche agenti sui motori a combustione interna

I carichi termici agenti su un motore a combustione interna vengono tenuti sotto controllo e limitati grazie al sistema di raffreddamento, quest’ultimo ha il compito di impedire che si raggiungano:

eccessivi valori di temperatura i quali portano a deformazioni degli organi che smettono di funzionare correttamente (es. grippaggio pistone nella canna) e/o ad un’alterazione delle proprietà lubrificanti dell’olio;
sollecitazioni di origine termica dovute a deformazioni e/o dilatazioni impedite o troppo alte. Se ad esempio, nella zona tra le due sedi valvole, si verifica una deformazione plastica, essa provocherà, al momento del ritorno a freddo, delle sollecitazioni di trazione che possono superare il limite di rottura del materiale.

Diversamente dalle sollecitazioni di tipo meccanico, derivanti cioè da forze applicate alla struttura, le sollecitazioni di natura termica sono provocate da dilatazioni dovute al riscaldamento eccessivo di alcune parti. Le sollecitazioni termiche si sovrappongono a quelle meccaniche e, molto frequentemente, rappresentano la causa di rotture degli organi di un motore sottoposto ad elevati flussi di calore.

Brusche variazioni di regime di rotazione, ad esempio un rapido ritorno al minimo dopo una lunga marcia a pieno carico, impediscono all’impianto di raffreddamento di svolgere correttamente il suo lavoro. Ne sa qualcosa chi, dopo una lunga marcia in autostrada ad andature sostenute (ovviamente vietata dal codice stradale per la sicurezza del traffico), si ferma di colpo ad un autogrill senza aver decelerato gradualmente e senza aver quindi ridotto opportunamente le temperature dei vari organi del motore. Improvvisamente non si dispone più della corretta portata d’aria e, altrettanto improvvisamente, la pompa dell’acqua (che ovviamente è mossa dal motore) riduce notevolmente la sua rotazione, con un conseguente drastico calo di portata del liquido refrigerante. Le conseguenze, generalmente, si traducono in rotture delle testate o degli organi del manovellismo.

Curiosità

Al contrario di quanto si possa pensare, più un veicolo è prestazionale (e costoso) e più esso sarà fragile. Questo significa che è molto più facile trovare in un’officina rettifiche e restauro motori, veicoli con cavalleria in esubero e prestazioni brucianti. Tali veicoli stuzzicano il guidatore ad esagerare ed a pensare di avere tra le mani un mezzo senza compromessi e senza lati negativi, così ci si dimenticano tutte quelle attenzioni che invece dovrebbero essere tanto maggiori quanto superiori sono le prestazioni offerte.

Brusche variazioni di regime di rotazione, ad esempio un rapido ritorno al minimo dopo una lunga marcia
a pieno carico, impediscono all’impianto di raffreddamento di svolgere correttamente il suo lavoro.

26 luglio 2011

Una pompa del gasolio da 2500 euro

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili
Titolo o argomento: Una pompa del gasolio da 2500 euro*

Domanda di un nostro lettore
La mia auto diesel si è fermata all’improvviso e non è più ripartita. In officina mi hanno preventivato una spesa di oltre 2500 Euro (esclusa la manodopera) per una nuova pompa (Bosch VP44 – Bosch VR4) ma mi sembra una spesa esagerata. Avete consigli utili in merito?

La nostra risposta
Una pompa di iniezione del gasolio Bosch del tipo VP44 o VR4, se acquistata nuova presso i centri di distribuzione autorizzati Bosch**, ha un prezzo di circa 2900,00 Euro più iva. Se la si acquista ricondizionata dalla stessa Bosch, ha un prezzo di circa 2500 Euro più iva. Le officine meccaniche, i pompisti e gli elettrauti ovviamente ottengono uno sconto sui prezzi sopra indicati. Il costo elevato di tale prodotto è dato dal fatto che si tratta di una particolare pompa rotativa venduta per un breve periodo a cavallo tra l’era delle vecchie obsolete pompe del gasolio e le moderne pompe dei sistemi common rail. Si tratta quindi di una pompa piuttosto complessa la quale, seppur prodotta per un breve periodo, è stata montata su un gran numero di marche e modelli di automobili.

Il problema di un preventivo così alto per il componente, non è tanto se sia veritiero o meno in quanto, come indicato poco sopra, la pompa ha realmente costi molto alti. Il problema principale, invece, sta nel fatto che solo in rari casi è realmente necessario sostituire l’intera pompa. Nella stragrande maggioranza dei casi infatti si tratta semplicemente di sostituire alcune delle componenti, di cui è composta la pompa, che possono essersi logorate.

Solitamente tali pompe del gasolio manifestano improvvisi guasti elettronici che riguardano la centralina posta sopra la pompa stessa. Sebbene il danno sia in realtà di pochi centesimi di euro, lavorare sulla scheda elettronica, testarla, sostituire il componente danneggiato applicandolo correttamente e testare la pompa con la centralina revisionata al banco prova, non è un’operazione alla portata di tutti. Ma non solo. Una volta smontata la pompa conviene controllare anche diversi organi meccanici tra i quali: il cuscinetto, il pistone dell’anticipo, gli elementi di tenuta ed i paraoli…

Componenti sostituite su una pompa Bosch VP44 (vedi fig. più in basso).
Sono stati sostituiti: centralina elettronica pompa con relativi sensori,
sensore posizione albero, pistone anticipo, cuscinetto, or e paraoli.

L’operazione più conveniente consiste nel recarsi presso un pompista autorizzato Bosch che disponga del computer (Bosch) collegabile direttamente alla pompa di iniezione del gasolio. In tal modo è possibile verificare in modo sicuro se la vettura non si avvia più per un problema legato all’elettronica della pompa del gasolio. Collegare il computer alle prese di diagnosi può non dare le informazioni desiderate.

Una volta assodata la natura del problema elettronico, si procede allo smontaggio della pompa dal motore (operazione decisamente complessa che va fatta eseguire solo a meccanici realmente esperti e minuziosi), alla sostituzione della centralina elettronica con una nuova o ricondizionata (preferibilmente acquistata dal vostro meccanico presso i centri di distribuzione autorizzati Bosch ad un prezzo di circa 400 euro per la ricondizionata e di circa 500 euro per la centralina completamente nuova), alla sostituzione degli organi meccanici che evidenziano stati di affaticamento ed alla taratura della nuova centralina (installata sulla pompa) tramite un apposito banco prova. Il costo di tali componenti è di qualche centinaio d’euro ma non va dimenticato che nel conto ci sarà anche la manodopera del montaggio/smontaggio pompa e della taratura della nuova elettronica che va obbligatoriamente settata sulla vostra specifica pompa in quanto non è uguale per tutti e tiene conto dello stato di usura degli organi e del reale funzionamento. Fattori che variano di caso in caso.

Una pompa Bosch VP44 revisionata in ogni sua parte e pronta per essere rimontata

*Questo articolo segue dall’articolo: “Una pompa del gasolio da 1500 euro”.
**Centri che forniscono esclusivamente officine meccaniche, pompisti ed elettrauti.

4 luglio 2011

I sensori

Rubrica: Meccatronica
Titolo o argomento: Introduzione ai sensori di un sistema meccatronico

I sensori sono quei componenti che rilevano una determinata grandezza variabile (propria di un processo) e generano un segnale elettrico proporzionale a tale variabile. Ciò avviene convertendo un segnale d’ingresso non elettrico (forza, spostamento, velocità, accelerazione) in un segnale d’uscita elettrico. I sensori quindi forniscono informazioni, sullo stato di un processo o su un componente di un sistema, utili per effettuare regolazioni. La scelta del sensore va effettuata tenendo conto delle grandezze fisiche che si devono rilevare, il campo di misura ed il livello di precisione. I sensori possono essere di tipo integrato o di tipo intelligente a seconda della complessità delle operazioni effettuate direttamente dal sensore stesso. Per fare un esempio e renderci conto dell’importanza dei sensori, di seguito vi è un elenco di quelli presenti a bordo di un moderno autoveicolo:

Tecnologia digitale del motore. Iniezione e accensione vengono regolate anche in base ai dati provenienti da: sensore di quantità aria aspirata dal motore, sensore pressione aria in aspirazione, sensore temperatura aria in aspirazione, sensore pressione di sovralimentazione (in caso di motore dotato di turbocompressore), sensore giri motore, sensore di detonazione, sensore apertura farfalla (% azione su acceleratore), sensore gas di scarico, quantità carburante iniettato, attivazione ricircolo gas di scarico…

Dinamica del veicolo. Il comportamento del veicolo è costantemente monitorato. Una moltitudine di sensori dialoga costantemente con il sistema di antibloccaggio delle ruote (ABS), con la regolazione elettronica delle sospensioni (laddove il veicolo ne è provvisto), con i comandi “by wire” di acceleratore, freni, sterzo (sui veicoli dotati di drive by wire, brake by wire, steer by wire), con i programmi per la stabilità del veicolo (ESP), con il controllo di trazione, con il differenziale elettronico (su veicoli che ne sono provvisti), con il controllo della pressione gomme.

Comfort. Le funzioni che garantiscono il comfort a bordo di un veicolo sono anch’esse costantemente monitorate e regolate. Appositi sensori dialogano con il climatizzatore automatico, con i sistemi di informazione guida, con gli ausili per il parcheggio, con il regolatore di velocità del veicolo (cruise control), con la posizione dei fari (laddove il veicolo è munito di fari orientabili), con il sistema che attiva automaticamente i tergicristalli, ecc.

Continua…

Sensori gestione motore

Segnali in ingresso (e relativi sensori) ed in uscita elaborati dalla centralina elettronica di un motore

20 giugno 2011

Incrostazioni sulle valvole di turbolenza dei motori diesel con EGR

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili
Titolo o argomento: Causa e conseguenza delle incrostazioni sulle valvole di turbolenza dei motori turbodiesel dotati di valvola di ricircolo dei gas di scarico EGR

Ci sono due particolari situazioni che affliggono taluni motori turbodiesel (con un buon chilometraggio) dotati di valvola EGR. La prima di queste è una vibrazione anomala allo spegnimento del motore; la seconda situazione problematica è caratterizzata da una prestazione piuttosto soffocata del motore che, in alcuni casi, arriva persino al mancato avviamento. Di seguito vediamo brevemente le cause di tali problemi ed i fattori che li legano.

Vibrazione anomala allo spegnimento del motore

Diversi motori turbodiesel di recente costruzione sono dotati di valvole a farfalla comandate da un’apposita capsula attivata dalla pompa del vuoto. Tali valvole a farfalla hanno il compito di generare, quando opportuno, delle turbolenze nel flusso d’aria in aspirazione. Lo scopo ovviamente è quello di ottenere una migliore miscelazione del combustibile con il comburente e quindi una migliore combustione anche quando l’aria nei condotti si muove a velocità ridotte.

In secondo luogo, quando si procede allo spegnimento del motore, le valvole a farfalla si chiudono completamente allo scopo di smorzare le vibrazioni. Tuttavia, se vi sono delle incrostazioni, tali valvole possono arrivare al bloccaggio e la capsula di comando non riesce a muoverle. Se queste si bloccano in posizione di chiusura il motore non si avvia più e si può temere il peggio anche quando in realtà il problema è piuttosto banale. Se invece queste si bloccano in posizione di completa apertura, il motore non sembra avere problemi, tuttavia allo spegnimento vibra più del solito e si può pensare che ci siano problemi con i supporti motore o, persino, con il volano…

Prima di temere il peggio e impegnarsi in spese importanti per lo smontaggio del motore o del cambio e per la sostituzione di componenti non necessari, è possibile smontare i collettori di aspirazione e verificare se le valvole di turbolenza hanno modo di muoversi agevolmente dallo stato di completa apertura a quello di completa chiusura. Persino la sostituzione della capsula di comando delle valvole può risultare ovviamente inutile se queste sono bloccate (danneggerete solamente una nuova capsula).

Perdita di prestazioni e soffocamento del motore

Con il tempo il tuo motore turbodiesel, dotato di valvola di ricircolo dei gas di scarico EGR, potrebbe perdere gradualmente le sue prestazioni (con leggero aumento dei consumi). Trattandosi di una situazione graduale potresti non accorgertene e, un bel giorno, il motore potrebbe non avviarsi più oppure potresti accorgerti che durante lo spegnimento vibra più del dovuto. Il problema potrebbe essere legato alla valvola EGR. Questa ha il compito di convogliare parte dei gas di scarico all’aspirazione (facendoli ricircolare) allo scopo di ridurre le temperature in camera di combustione e, di conseguenza, ridurre anche l’emissioni inquinanti tipiche dei propulsori diesel. Nonostante gli intenti della valvola EGR siano buoni, i problemi che causa sono spesso fin troppo svantaggiosi e fastidiosi. E’ noto infatti che gli scarichi che ricircolano, con i chilometri, tendono a formare grumi di morchia che ostruiscono i condotti dei collettori di aspirazione. Un’eccessiva ostruzione può persino impedire al motore di avviarsi in quanto “non respira”. Nel migliore dei casi invece, tali depositi possono bloccare le valvole a farfalla di cui abbiamo parlato nel precedente paragrafo.

In sintesi

Se il tuo motore diesel è dotato di EGR parte dei gas di scarico verrà fatta ricircolare all’aspirazione. Questo comporta l’accumulo di depositi di morchia che possono ostruire del tutto i condotti o bloccare le valvole di turbolenza. In caso di anomalie potresti quindi pensare a problemi gravi e onerosi quando invece basta una semplice pulizia degli organi coinvolti. Effettua una verifica prima di affrontare spese.

Consigli utili

La pulizia delle valvole di turbolenza può essere effettuata manualmente con grande cura e dispendio energetico, oppure in una vasca di lavaggio per componenti meccaniche. E’ comunque consigliato procedere ad una rimozione manuale delle parti più voluminose di morchia. E’ invece vivamente sconsigliato l’utilizzo di idropulitrici onde evitare la deformazione delle farfalle o, peggio, l’innesco di possibili fratture (nella sezione di collettore) dato che, generalmente, queste componenti non hanno una gran finitura superficiale.

Nell’immagine in alto la sezione dei collettori di aspirazione, che contiene le valvole di turbolenza, quasi completamente intasata dalla morchia (deposito gommoso del petrolio). Le valvole a farfalla sono bloccate e la capsula di comando non riesce ad azionarle. Nell’immagine in basso, gli stessi collettori dopo un lungo e faticoso intervento di pulizia manuale al quale seguirà poi un processo di finitura prima del montaggio.

A differenza del “turbo-compound” l’E.E.R.S. non prevede un collegamento meccanico tra la turbina e l’albero motore, bensì tra la turbina ed il generatore. Quest’ultimo poi invierà l’energia recuperata al motore elettrico vincolato alla trasmissione.

Sulla sinistra dell’immagine si può osservare l’ormai nota architettura a V tipica dei motori di F1. Il K.E.R.S. è collegato meccanicamente all’albero motore. L’unità di controllo gestisce il compito del motore elettrico e lo converte da motore a dinamo a seconda dell’esigenza.

A causa del pericolo di fughe di tensione lungo il corpo vettura (il carbonio è un ottimo conduttore), le monoposto vengono dotate di adesivi (come quello riportato in figura) che segnalano il pericolo di alta tensione fino a che il sistema E.R.S. non viene scaricato.

Il regolatore di pressione visto sia nel suo insieme che smontato nelle tre principali componenti che lo costituiscono

Temperature in una sezione assiale di una canna cilindro di un moderno motore diesel quattro tempi ad iniezione diretta raffreddato a liquido

Brusche variazioni di regime di rotazione, ad esempio un rapido ritorno al minimo dopo una lunga marcia a pieno carico, impediscono all’impianto di raffreddamento di svolgere correttamente il suo lavoro.

Componenti sostituite su una pompa Bosch VP44 (vedi fig. più in basso). Sono stati sostituiti: centralina elettronica pompa con relativi sensori, sensore posizione albero, pistone anticipo, cuscinetto, or e paraoli.