Sonde temperature aria customizzate (per non fare nomi inutilmente le generalizzo ma sono tutte uguali) se va bene non serve a nulla.

Volendo articolare un’analisi: la risposta al gas nei transitori di loop semi-chiuso (gas parzializzato) potrebbe migliorare, quindi se si fa molto ciclo urbano a regimi sotto i 5000 e a piccole aperture di gas effettivamente addolcisce la risposta al gas. il miglioramento però viene annullato nelle zone di funzionamento in loop chiuso (il feedback delle sonde lambda corregge la carburazione quindi è come se non ci fosse). Infine nelle zone di loop aperto torna di nuovo a dare un pò di vantaggi negli alti parzializzati (intorno al 20-30% di gas) dove la moto gira un pochino magra di serie, ma questo arricchimento fa perdere cavalli da metà a gas a tutto gas dove la mappa di serie è già parecchio grassa e con un sensore aria modificato ingrassa ancora di piu.

Costasse 10-15euro (che è il valore reale contando i componenti usati e il profitto di chi lo commercializza) potrebbe valerne la pena di provarlo e giocarci un po senza grandi aspettative, ma a 120 euro e oltre in alcuni casi sono solo risorse investite male. Molto meglio risparmiare qualcosina, anche in termini di carburante sprecato e installare una mappa seria o usare up-map che poi sono molto simili.

Inoltre succede che se la temperatura aria aspirata passa i 50° reali la centralina va in protezione e toglie moltissimi cavalli proprio per tutelare il motore (ho letto di un tecnico che facendo delle prove al banco prova si è scordato il sensore di temperatura appeso fuori dall’airbox, investito in pieno dall’aria calda proveniente dal radiatore ha rilevato l’anomalia)

Alcuni veicoli hanno quella protezione sulla temperatura olio e non avendo nè scambiatore nè radiatore, l’olio scalda moltissimo.

Breve spiegazione di alcune terminologie citate sopra attingendo da articoli ricercati in rete.

Ciclo chiuso, ciclo aperto – open loop, closed loop

Bisogna fare chiarezza sul concetto di auto adattabilità delle centraline e quindi del ciclo chiuso o closed loop.

Con l’avvento dell’elettronica sempre più evoluta e presente nella gestione del motore si è arrivati verso una specie di auto mappatura della centralina (auto adattabilità). Questa auto adattabilità è possibile grazie ai tanti sensori che mandano informazioni alla centralina.

Quando una centralina riceve e legge i dati provenienti dalla sonda lambda, si dice che è in ciclo chiuso (closed loop), nel caso in cui la centralina non tenga conto dei dati si dice ciclo aperto (open loop).

Alcune centralina hanno questa possibilità, alcune in parte ed altre no.

Qual è la differenza? In ciclo aperto la centralina legge le mappe standard che ha scritte al suo interno senza apportare alcuna modifica successiva alla combustione. Possono esserci delle tabelle adattive ma sono spesso solo per la variazione della temperatura e della pressione dell’aria.

In ciclo chiuso la centralina lavora sempre con i parametri standard scritti dentro di essa, ma tramite i dati provenienti da altri sensori, come la sonda lambda e una o più tabelle di correzione (Scritte anche esse all’interno della centralina) per riportare i valori di afr (Carburazione) ottimale.

Quindi nel caso di una centralina che lavora in ciclo chiuso potremmo apportare delle modifiche senza preoccuparci di mappare nuovamente la centralina, fino a quando però, le tabelle di correzione siano abbastanza ampie da supportare la modifica.

Prendiamo come esempio la sostituzione del filtro dell’aria con uno sportivo più permeabile, in questo caso il motore leggerà a monte del motore, tramite il debimetro o un sensore una quantità d’aria maggiore in entrata e correggerà i tempi di iniezione.

Una volta avvenuta la combustione i gas di scarico saranno letti dalla sonda lambda che manderà alla centralina i valori di afr (carburazione).
A questo punto la centralina confronterà i dati ricevuti con quelli ottimali e regolerà nuovamente di conseguenza la carburazione tramite i tempi di iniezione del carburante.

Attenzione però, che queste tabelle di correzione hanno un limite. se dovessimo sostituire lo scarico, magari togliendo anche il catalizzatore potremmo andare oltre valore massimo di intervento e quindi il motore girerebbe magro e/o la centralina segnalerebbe l’errore probabilmente andando in recovery.

Ci sono centraline che lavorano sia in open che in closed loop, questa differenza di funzionamento dipende da vari fattori, come temperatura del motore (Molto spesso nei primissimi minuti di funzionamento le centraline lavorano in open loop) oppure oltre una determinata richiesta di carico (Posizione dell’acceleratore o della farfalla) o oltre un certo numero di giri motore.

In questo caso il lavoro del preparatore deve essere un po’ più attento. Perchè il motore girerà bene quando sarà al di sotto dei limiti pensati per il funzionamento in ciclo chiuso, ma una volta oltrepassati questi valori, la centralina leggerà i parametri standard non più modificati tramite le tabelle adattive, con il risultato che il motore girerà, per esempio, molto magro (quindi poca potenza e coppia, oltre che temperature molto alte e dannose).

In questo caso ci si può muovere in diversi modi: rimappare la centralina (intervento molto più preciso ed accurato soprattutto se eseguito sul banco prova), oppure mettere centraline o moduli aggiuntivi.

Per esempio se mettessimo un modulo al debimetro che mandasse alla centralina un valore maggiore di quello letto dal sensore, come se entrasse più benzina, la centralina manderebbe a priori una quantità di benzina maggiore, che in closed loop verrebbe tolta per portare la carburazione da grassa a ottimale, ma quando la centralina lavorasse in open loop (ciclo aperto) girerebbe con i parametri modificati provenienti dal debimetro.

Si potrebbe pensare di aumentare la pressione del circuito di iniezione. Aumentando la pressione della benzina iniettata negli stessi tempi di iniezione verrebbe spruzzata maggiore quantità di benzina. Ovviamente si dovrà sapere fino a che valore di pressione gli iniettori e la pompa della benzina possono lavorare.

La quantità di benzina immessa varia (per fare un calcolo veloce semplificato) con la radice della pressione.
Quindi mettiamo caso che i nostri iniettori abbiano una portata di 400cc/min con una pressione di 3bar, a 4 bar la portata approssimativamente sarà di 462cc/min.

Si potrebbero cambiare anche gli iniettori mettendone altri con portata differente.

Altra modifica che si può fare molto più accurata è mettere una centralina aggiuntiva, come una Powercommander, sulla quale in base ai giri motore e all’apertura del gas si possono modificare le aperture degli iniettori con molta precisione a confronto alle possibili soluzioni precedentemente elencate.

Ovviamente, si dovrà intervenire solamente sull’area nella quale la centralina lavora in open loop nel caso in cui le modifiche apportate rientrino nelle tabelle adattive della centralina in closed loop.

La maggioranza delle moto disponibili commercialmente, adotta centraline che devono comunque mantenere costi ragionevoli.
La sonda lambda, come ben sappiamo, misura l’ossigeno presente nei gas di scarico e restituisce alla centralina l’indicazione dell’esito della combustione.
E’ quello che si chiama funzionamento “closed loop”: i sensori all’aspirazione comunicano alla centralina i dati su pressione, temperatura e massa d’aria aspirata, questa stabilisce il quantitativo di carburante da iniettare per avere una miscela con il rapporto aria/carburante stabilito dalle tabelle programmate al suo interno e poi legge l’esito della combustione dallo scarico mediante sonda lambda.

La sonda lambda delle moto stradali, pero’, e’ del tipo detto “narrow band”. Ossia, il suo campo di lettura e’ molto stretto e non funziona tanto come un indicatore di rapporto stechiometrico ossia, per cosi’ dire, come un “manometro” che ci dice su una scala se siamo al livello corretto (tipicamente 14.7) o quanto siamo fuori, bensi’ funziona come una luce spia. Ossia: accesa (ok) o spenta (fuori dal limite).

Questo significa che i moderni sistemi di iniezione lavorano in modo “closed loop” tipicamente solo a bassi livelli di carico del motore con acceleratore costante, ossia in quella gamma di funzionamento in cui e’ possibile mantenere il rapporto stechiometrico nominale che garantisce massima efficienza e minimo inquinamento.
Nel momento in cui invece si preme con forza l’acceleratore, o si rilascia, il sistema funziona in open loop, ossia senza preoccuparsi dell’ “esito” della combustione. Anche perche’, a rigore, non serve, nel senso che in caso di aumento del gas, la centralina e’ istruita comunque ad arricchire la miscela, anche piuttosto drasticamente, come salvaguardia del motore, per ridurre le temperature in camera di combustione, evitare rischi di detonazione e assicurare un funzionamento fluido e pronto del motore stesso.
In questo ambito di funzionamento, cosi’ come con motore sotto forte carico, la centralina gestisce la situazione sulla sola base dei dati all’aspirazione e delle sue tabelle, ignorando la sonda lambda che, comunque, non sarebbe in grado di dare letture utili.
Allo stesso modo le cose funzionano in rilascio, dove la miscela viene smagrita per risparmiare carburante e ridurre l’inquinamento, e dove, di nuovo, una normale sonda lambda non sarebbe in grado di dare letture accurate del rapporto stechiometrico.
Diverso discorso accade, invece, con le cosiddette sonde lambda “wide band”.
Queste sono in grado di leggere il rapporto stechiometrico della combustione in tutta la gamma di funzionamento del motore, restituendo una lettura completa ed esatta degli esiti della combustione in ogni circostanza.
Naturalmente, una sonda wide band e’ inutile se la centralina non e’ in grado di gestire i dati che questa trasmette, e si limita a funzionare nel cosiddetto modo “semi closed loop”, ossia a ciclo chiuso nelle condizioni di carico leggero e costante e a ciclo aperto nei transitori con forte carico.
Il beneficio di una sonda wide band e’ limitato per non dir nullo nel caso di motori poco spinti e tranquilli di molte moto, dove le corrette tabelle di arricchimento e smagrimento e la tabella di funzionamento degli iniettori son piu’ che sufficienti a mantenere tutto l’inviluppo di funzionamento del motore ben entro i parametri di sicurezza e le specifiche progettuali del motore stesso.
Diverso e’ il discorso per motori spinti e che possiedono alte potenze specifiche, piu’ “tirati”, in cui l’inviluppo di funzionamento viene portato piu’ vicino ai limiti strutturali del motore stesso. Qui, l’uso di una sonda wide band che monitori costantemente il corretto svolgersi della combustione, al decimale, e’ importante.
Le centraline che gestiscono questi dati sono pero’ MOLTO piu’ costose, dato che necessitano di potenze di calcolo decisamente piu’ elevate per gestire il numero superiore di parametri (di solito alla sonda wide band si associano altre caratteristiche specifiche che devono essere a loro volta valutate in associazione ai dati che questa comunica).
Come sempre, e’ una valutazione di tipo costi/benefici effettivi che porta a scegliere l’una o l’altra.

Afr (carburazione)

Rapporto stechiometrico e la carburazione del motore

Il Rapporto stechiometrico (AFR = Air Fuel Ratio), in generale la carburazione del motore è quello che si dice la messa a punto.

Un motore ben carburato eroga più potenza e coppia e consuma meno.

Tutti noi appassionati di motori prima o poi, da appassionati, ci siamo avvicinati all’acquisto di un filtro dell’aria più permeabile (sportivo o racing)  e/o ad uno scarico sportivo, per non parlare di un completo racing, ma non tutti sanno che una volta sostituiti uno di questi componenti, o tutti e due, si va a sballare la carburazione. Se non “ricarburiamo” il motore andrà anche meno.

Facciamo un passo indietro. Il motore per funzionare deve avere la giusta quantità di benzina e di aria, questo è il rapporto stechiometrico.

Il rapporto stechiometrico per un motore a benzina si aggira a circa 14:1 (14 moli di aria per 1 di benzina).

Per i motori racing si sta tra 12,8 e 13,2

Per i motori a benzina per avere il miglior risultato per quanto riguarda gli inquinanti e buone prestazioni si cerca un rapporto di 14,7:1

Per avere più potenza si cerca rapporti stechiometrici più vicini a 13:1, ma il motore inquinerà di più. (Miscela ricca)

La mole è una unità di misura, una mole contiene 6.02214179 x 10^23 entità elementari di qualsiasi sostanza, che sia ossigeno, ferro, sodio o di un composto come la benzina o semplicemente l’aria.

Quando in un motore si fa entrare più aria, mettendo un filtro sportivo il valore stechiometrico cambia, per esempio da 14,7:1 si va a 15:1 e mettendo uno scarico più libero sale ulteriormente per es. 15,5:1  16:1

Questo porta a far girare il motore con una miscela “magra” (povera di benzina, aria in eccesso) che porta problemi alla termica, come minor potenza e temperature molto alte che possono arrivare a fare seri danni, come bucare un pistone. 

Molto spesso una carburazione magra si palesa con i ritorni di Fiamma

Per ovviare a questo bisogna adeguare la mandata della benzina in base alle nuove esigenze del propulsore aumentandola.

Motori a Carburatori – Motori ad Iniezione

Per aumentare la mandata di benzina nei motori a carburatore si interviene nei vari organi interni di quest’ultimo: getti, polverizzatore, spilli e ghigliottina. Modificando la grandezza, la forma, alzata e lo spessore di questi componenti si interviene tarando la mandata di benzina in base all’apertura del gas e non al numero di giri.

Nello specifico

Getto minimo  (0% – ¼ di gas)

Polverizzatore – Spillo (che lavorano in accoppiata) ( ¼ –  ¾ )

Getto del massimo e dove previsto PowerJet  ( ¾ – 100%)

Su tutti i componenti vi è stampigliato sopra un numero ed in alcuni casi una sigla che servono per identificarne il modello, la forma e la misura esatta.

Ovviamente i confini di utilizzo non sono così netti, come descritto, ma un minimo si sovrappongono.

Nei motori ad iniezione la mandata della benzina è gestita dagli iniettori, comandati dalla centralina che, in grandi linee, in base ai giri motore e alle aperture del gas decide, facendo riferimento a minimo una tabella (la mappatura), i tempi di mandata della benzina per avere sempre la quantità di combustibile precisa.