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Introduzione

Le Iniezioni−Accensioni elettroniche integrate hanno via via negli anni sostituito i carburatori di buona memoria e le varie centraline di accensione/puntine platinate/magneti. Questo, anche se in misura minore, è avvenuto per le motociclette, dove considerazioni di costo e peso hanno privilegiato l’uso di carburatori per molto più a lungo.

Nonostante le convinzioni di certi nostalgici (ciao Max ;−)) una IA integrata garantisce un funzionamento assai più preciso di un carburatore, per quanto esso possa essere sofisticato, e permette anche il controllo della carburazione in "closed loop" usando sonde Lambda a banda stretta o larga; in pratica l’ IA è capace di autoregolarsi in base ai valori letti dalla sonda Lambda nei gas di scarico.

Esistono vari tipi di AI. Il principio fondamentale è che la quantità di benzina iniettata nel motore deve essere calcolata in base a certi parametri; uno di questi parametri è il numero dei giri (RPM), l’altro è la quantità di aria aspirata dal motore misurata istantaneamente.

Alcune IA usano dei misuratori di massa d’aria, a filo caldo o a "debimetro", altre calcolano il volume di aria misurando la pressione assoluta nel collettore di aspirazione, o misurando l’angolo di apertura della farfalla.

Altri parametri usati per la correzione della carburazione sono la temperatura dell’aria ambiente per la correzione di densità, la pressione atmosferica per la correzione di altitudine, la temperatura del motore per la funzione di "aria" per accensione a motore freddo.

La benzina viene iniettata nei collettori di aspirazione mediante degli iniettori. Gli iniettori sono delle sofisticate elettrovalvole che vengono aperte per mezzo di una tensione applicata dalla centralina. Il tempo nel quale l’iniettore rimane aperto determina la quantità di benzina iniettata. La benzina è mantenuta in pressione costante da una pompa elettrica e da un regolatore di pressione. Il regolatore regola la pressione in maniera costante rispetto ai collettori di aspirazione. Quindi la pressione va misurata a motore spento e pompa accesa, oppure a motore acceso ma col tubicino (quello più piccolo) collegato ai collettori staccato, altrimenti si leggerà una pressione uguale a quella di taratura del regolatore SOMMATA alla pressione (negativa) presente nei collettori di aspirazione.

La Weber Marelli IAW P7.

La IA usata nei motori Ducati installati sulle Cagiva Elefant sono una versione della IAW P7. La IAW P7 è una IA digitale sequenziale, dove le funzioni di iniezione sono sincronizzate con le fasi del cilindro (il carburante è iniettato all’apertura della valvola di aspirazione) e dove i tempi di iniezione e anticipi di accensione sono memorizzati in una mappa tridimensionale in una EPROM all’interno della centralina. Nella EPROM è memorizzato anche il programma di iniezione/accensione con tutte le funzioni di strategia e diagnostica, nonché le tabelle di correzione aria e temperatura motore.

La P7 del motore Ducati della Cagiva Elefant.

Il modo in cui la P7 applicata al motore Ducati misura i giri e la quantità di aria aspirata si basa su due sensori magnetici di fase e un sensore di apertura farfalla. Non viene usato il metodo di misurare la pressione assoluta nel collettore di aspirazione come nella maggior parte dei motori su cui la P7 viene usata, forse a causa della dimensione minima dei collettori, delle farfalle separate per ogni cilindro e agli elevati impulsi di pressione che questa configurazione genera.

I sensori di fase sono due, uno sull’albero motore e uno sull’albero a camme. Il sensore sull’albero motore genera 4 impulsi per ogni giro e viene usato per misurare i giri motore, il sensore sull’albero a camme genera un impulso per ogni giro di asse a camme (due di albero motore) e viene usato per la sincronizzazione di accensione e iniezione. Questi sensori sono molto affidabili, e necessitano solamente di una corretta distanza tra il corpo del sensore e il dente presente sull’albero. Questa distanza viene stabilita per ogni singolo motore prodotto e può variare e va quindi resettata se sensore, albero, ruota dentata o carter vengono sostituiti. Vedere il manuale officina per la procedura di settaggio distanza dente/sensore. Cattivo settaggio di distanza può generare malfunzionamenti a determinati regimi di giri. Il sensore di apertura farfalla (TPS − throttle position sensor) è un potenziometro collegato alle farfalle. Esso riceve un voltaggio di circa 5 volt dalla centralina e restituisce un voltaggio che varia a seconda dell’apertura della farfalla. Esso va settato a 0.150 volt misurati sul filo centrale a farfalle completamente chiuse. Notare che questo settaggio è abbastanza critico ma difficilmente varia a meno che il potenziometro non sia stato manomesso. Dentro la centralina, accessibile tramite un foro dal lato del connettore, vi è un trimmer multigiri. Questo trimmer viene usato per settare il valore di CO. In genere valori di CO intorno al 2% vengono consigliati, ma per far girare bene il pompone in genere un valore di CO intorno al 4% è più adatto, anche se meno ambientalistico. Questo trimmer praticamente applica una variazione del tempo di iniezione su tutta la gamma di giri, e quindi influisce sulla carburazione a tutti i regimi. Esso va tarato solo in presenza di un analizzatore di gas di scarico.

Strategia di iniezione/accensione nella P7 su motore Ducati.

Funzionamento normale.

La centralina decide che tempo di apertura iniettori e che valore di anticipo iniezione in base ai parametri di giri/apertura farfalla. Nella EPROM della centralina sono presenti due mappe tridimensionali, una di iniezione e una di accensione. La centralina decide quale "casella" della mappa va usata nella situazione particolare, e calcola il valore per interpolazione nel caso in cui il valore di giri/apertura farfalla non cada esattamente all’incrocio di due valori di mappa (molto raro) ma cada nello spazio tra due valori (molto frequente). Queste mappe sono generate attraverso test su banco e su strada usando analizzatori di gas di scarico. È poco raccomandabile cambiarle a meno che non si sappia esattamente come intervenire. Specialmente modifiche alle mappe di accensione sono estremamente pericolose per l’integrità del motore.

Funzionamento all’avvio a caldo

All’avvio del motore in genere un anticipo fisso di accensione viene utilizzato, e il tempo di iniezione viene prolungato (cranking enrichment) per permettere l’avvio del motore. Una volta superato un regime di giri che segnala che il motore è avviato, il crancking enrichment viene disabilitato e la centralina entra in funzionamento normale.

Funzionamento all’avvio a freddo.

Nel caso di avvio a freddo, l’ AI usa un valore di anticipo fisso e il tempo di iniezione viene prolungato ulteriormente (funzione "aria") per permettere l’avvio a motore freddo. La funzione di "aria" viene mantenuta attiva finché il motore non scalda a sufficienza, dopo di che viene disabilitata e la centralina entra in funzionamento normale. La temperatura del motore viene rilevata attraverso un sensore inserito nel circuito dell’olio. Sfortunatamente questa non è la sistemazione più adatta, essendo la temperatura olio molto variabile e non controllata tramite termostato. La funzione "aria" pertanto tenderà a essere attiva più a lungo di quanto non sia effettivamente utile.

Correzione temperatura e pressione aria.

Due sensori di temperatura e pressione aria sono applicati alla scatola filtro. I valori letti vengono utilizzati dalla centralina per correggere la miscela in base alla temperatura e pressione aria. Una temperatura aria molto fredda genererà un arricchimento e temperatura molto calda uno smagrimento per compensare le variazioni di densità. Lo stesso vale per le variazioni di pressione (quota). È da notare che questi sensori sono più che altro capaci di smagrire la carburazione ma la capacità di ingrassare è molto limitata, e solo in caso di aria molto fredda.

Funzionamento "limp home"

La centralina è capace di funzionare anche in caso di mancanza o malfunzionamento di alcuni sensori, in particolare temperatura e pressione aria, temperatura olio. La centralina assumerà un valore standard o intermedio e permetterà il funzionamento in emergenza. In mancanza o malfunzionamento dei sensori di giri o posizione farfalla la centralina cesserà di funzionare completamente.

Funzionamento pompa benzina.

Quando si gira la chiave di accensione, la pompa benzina viene avviata per alcuni secondi per mettere in pressione l’impianto, dopodiché viene disattivata. Nel momento in cui la centralina rileva rotazione del motore, la pompa viene riavviata. Nel caso il motore si fermi (per esempio in caso di incidente) la pompa viene immediatamente disattivata per evitare pericolo di incendio.

Controllo minimo

La P7 è capace di controllare il regime minimo del motore ma questa funzione non viene utilizzata sui motori Ducati.

Carica minima batteria.

La P7 è capace di aumentare il minimo per permettere la carica della batteria nel caso di voltaggio insufficiente ma questa funzione non è utilizzata sui motori Ducati.

Diagnostica.

Il programma di strategia iniezione/accensione usato sui motori Ducati installati sulle Elefant sfortunatamente è in grado di restituire solo una diagnostica molto generica e limitata, che tra l’atro necessita una scatola di diagnosi molto rara. Questa è una delle maggiori debolezze della IAW. La presa diagnostica è un connettore a 3 poli dietro la fiancatina sinistra. Personalmente ho visto tale strumento di diagnosi solo in foto. Altre versioni della P7 sono in grado di generare complete diagnostiche, con tutti i dati ricevuti dai vari sensori, voltaggio impianto di alimentazione, valori di iniezione e accensione, e eventuali errori di calcolo causati da malfunzionamento sensori o altro.