Valvola a farfalla servomotori

Modalità di collegamento dell'oscilloscopio

Connettere un cavetto di prova BNC al Canale A dell’oscilloscopio, posizionare un morsetto a coccodrillo nero di grandi dimensioni sul cavetto di prova con la modanatura nera (negativo) e una sonda di aggancio posteriore sul cavetto di prova con la modanatura rossa (positivo). Posizionare il morsetto a coccodrillo nero sul terminale negativo della batteria e analizzare il terminale multi-presa della farfalla servomotore con la sonda di aggancio posteriore. Connettere un cavetto di prova BNC al Canale B e posizionare una sonda di agopuntura sul cavetto di prova con la sonda rossa. Trasportare la messa a terra (nero) sul cavo nero dal Canale A che è collegato alla terra; testare il terminale multi-presa della valvola a farfalla servomotore con la sonda di agopuntura.

Le connessioni effettuate al gruppo valvola farfalla servomotore che usano le due sonde di agopuntura devono osservare il sensore di posizione della valvola a farfalla e monitorare i cambiamenti di frequenza del servomotore (possono essere necessari i dati pin del produttore). I collegamenti sono illustrati in Figura 1.

Con l’esempio di forma d'onda visualizzato sullo schermo, è ora possibile toccare la barra spaziatrice per iniziare a visualizzare le letture in tempo reale.

Esempio di forme d’onda

Idle

Note sulla forma d'onda

La forma d'onda a doppia traccia osservata in Figura 2 mostra una tensione costante dal sensore di posizione della valvola a farfalla (TPS) illustrata dal Canale A (traccia blu) di circa 0,6 volt. Questa immagine mostra la tensione inviata dal potenziometro della valvola a farfalla mentre il motore è in regime minimo e il pedale dell'acceleratore è a riposo. L'onda quadra visualizzata nella traccia rossa passa da 14 volt a 0 volt con un ciclo di servizio basso del 15,65%. Quando la valvola a farfalla è aperta, la tensione del sensore di posizione della valvola a farfalla (TPS) aumenta fino a 1,6 volt e il ciclo di servizio basso passa da 15,65% a 71,34%. Questo aumento nel ciclo di servizio basso istruisce alla valvola a farfalla servomotore di aprirsi ad un angolo predeterminato. La tensione più elevata del TPS e l’aumento del ciclo di servizio basso possono essere osservati nella seconda forma d'onda in Figura 3.

Il “pasticcio” sull’uscita di segnale del TPS, nei due esempi di forma d'onda, è dovuto all’alta tensione (HT) di accensione e non deve essere considerato un errore.

Informazioni tecniche

Le valvole a farfalla servomotori sono comunemente montate alla farfalla dell’acceleratore anni e sono diventate all'ordine del giorno sui sistemi di gestione dei motori a comando elettronico.

La valvola a farfalla servomotore attiva la farfalla dell’acceleratore in incrementi variabili in base alle informazioni provenienti dal modulo di controllo elettronico (ECM) del veicolo. Il servomotore funziona in modo simile ad un motore passo-passo, ma anziché disciplinare il controllo del minimo dei motori, servomotore attiva il gas dalla posizione di regimo minimo alla posizione di pieno gas.

Il sistema può comunque utilizzare un cavo acceleratore, ma questo ora opera prevalentemente un sensore di posizione della valvola a farfalla (TPS) a doppia uscita che solitamente si trova all'interno del vano motore del veicolo e non ha alcun collegamento fisico al corpo farfallato. Il sensore del pedale dell’acceleratore viene utilizzato per comunicare i movimenti dell'acceleratore del conducente all’ECM del veicolo. Il componente è collegato al pedale dell’acceleratore mediante il cavo del gas ausiliario (quando montato) che aziona il potenziometro. I sistemi che non operano attraverso un cavo acceleratore hanno un TPS a doppia uscita montato sul gruppo del pedale dell'acceleratore.

Le uscite TPS gemelle sono monitorate costantemente l’una rispetto all'altra e le eventuali discrepanze vengono registrate con un codice di guasto, il quale fa illuminare l’indicatore di malfunzionamento (MIL). L’ECM del veicolo elabora tutte le informazioni dai sensori e determina l'angolo di apertura dell'acceleratore. Queste informazioni sono inviate alla valvola a farfalla servomotore sotto forma di onda quadra, il cui ciclo di servizio dipende dall'angolo di apertura a farfalla dell'acceleratore. Il segnale inviato al servomotore ha un cosiddetto ciclo di servizio basso, ovvero una misura del tempo di spegnimento o percentuale di tempo in cui l'attuatore riceve zero volt. (Un sistema che funziona in direzione opposta è misurato in termini del suo ciclo di servizio alto, ovvero la percentuale di tempo in cui il componente riceve una tensione di alimentazione rispetto al tempo di spegnimento).

L’esempio di forma d'onda in Figura 2 mostra un ciclo di servizio basso inferiore del 15,65% mentre in Figura 3 la forma d'onda è stata modificata per aumentare il ciclo di servizio basso a 71,34%. Queste cifre si riferiscono al veicolo in prova e variano fra le case automobilistiche. Occorre ricercare i dati tecnici pertinenti se il veicolo in prova ha un problema relativo alla velocità del motore.

Le valvole a farfalla servomotori sono un'applicazione di sistemi ideale quando sono usati in combinazione al controllo di crociera, per mantenere una velocità di strada predefinita, e ai sistemi di controllo della trazione per limitare la potenza disponibile alle ruote da strada.

Per impedire che un sensore difettoso causi un'apertura incorretta di una certa serie di input, che porterebbe a un problema di sicurezza, le impostazioni failsafe sono installate nell’ECM del veicolo.

Azioni correttive suggerite per le forme d'onda difettose

Se il motore non riesce a girare, l'uscita dal sensore di posizione della farfalla deve essere monitorata e dovrebbe aumentare con l’apertura della valvola a farfalla. Una tensione costante di 5 volt indica che il sensore sta segnalando il pieno gas o che ha perso la connessione di terra. Se il ciclo di servizio basso non aumenta con l’apertura della valvola a farfalla, l'ECM è sospetto e dovrebbe essere testato da un tecnico abilitato o sostituito con una nuova unità.

Dati pin

Il nostro veicolo di prova era una Volkswagen Golf 2002 con una multi-presa a 10 pin. Non erano disponibili dati pin.

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