Approfondimenti | 05 Settembre 2018 | Autore: ​Approfondimento tecnico a cura di Tekné Consulting

La “strana” ruota fonica di una Focus

Diagnosticare un guasto alla ruota fonica non è sempre semplice; vediamo il caso di una Ford Focus con il motore che strappa a causa del danneggiamento della ruota fonica.
 

L’elettronica di una moderna autovettura è parte integrante e basilare del suo funzionamento, che diventa preponderante per la funzionalità di tutti gli organi puramente meccanici.
I principali componenti motore, ad esempio, vengono controllati e regolati in base alle informazioni provenienti da vari sensori elettronici che rilevano continuamente alcune grandezze fisiche fondamentali, come temperatura, tempi di iniezione, pressione eccetera.
 

Sensori di velocità e posizione

Tra questi, svolgono un ruolo principale quei sensori che appartengono alla categoria dei captatori di velocità di rotazione e posizionamento dell’albero motore.
È noto che il segnale generato da questi sensori viene utilizzato dalla centralina elettronica di iniezione per individuare con esattezza assoluta la velocità e la posizione angolare dell’albero a gomiti. Questo segnale, insieme a quello di posizione dell’albero a camme, viene utilizzato poi per la determinazione della cosiddetta “fasatura” motore, che definisce a sua volta il buon funzionamento del propulsore.

Trattasi di sensori elettronici e possono essere di tipo “induttivo” a segnale analogico, oppure “di Hall” che per la loro tipologia costruttiva generano invece un segnale digitale.
 

La ruota fonica

Per produrre il segnale, entrambi devono lavorare con una ruota fonica calettata direttamente sull’albero motore. Questo componente a sua volta può essere dentato o a impronte magnetiche Nord - Sud: il segnale viene generato dall’interazione di un campo magnetico con i denti oppure con i poli magnetici della ruota fonica stessa.
Come detto il segnale prodotto può essere analogico o digitale: nel primo caso si avrà una forma d’onda di tipo sinusoidale, nel secondo verrà generata un’onda quadra che va da 0 a 5 Volt oppure da 0 a 12 Volt (dipende dalla tensione portante applicata al sensore).

Per dirlo in maniera sommaria, il segnale analogico è una tensione alternata indotta dalla variazione periodica del campo magnetico del sensore causata dai denti della ruota fonica, mentre l’onda quadra è ottenuta dalla variazione fino a zero Volt della tensione di uscita del sensore di Hall in risposta ad un campo magnetico che varia a causa della rotazione della ruota fonica (a denti oppure con impronte polari).
Si deduce che il sensore non può funzionare correttamente se la ruota fonica presenta una qualche anomalia, perché potrebbe generare segnali non conformi e per la loro natura, a meno di un danneggiamento evidente, queste problematiche sono difficili da diagnosticare.
 

Anomalia ruota fonica

È emblematico il guasto verificatosi su una Ford Focus (anno 2007) con motore 1.600 cc diesel di costruzione PSA, il quale è stato determinato proprio da una ruota fonica danneggiata.
La vettura presentava un funzionamento a “strappo” del motore (forti seghettamenti), con una tendenza al peggioramento del fenomeno in fase di accelerazione.

L’indagine diagnostica effettuata sulla vettura ha portato a rilevare il codice guasto P0335, captatore regime motore: perdita del segnale.
È opportuno sottolineare che l'errore veniva cancellato, ma si ripresentava puntualmente in marcia, comportamento quindi singolare.

Chiaramente l’errore portava a focalizzare la diagnosi sul sensore giri motore, che su questo impianto è di tipo Hall, con segnale quindi digitale, accoppiato a una ruota fonica a impronte magnetiche.
 

Il controllo con oscilloscopio

In questi casi, la corretta procedura diagnostica da eseguire consiste nel controllo iniziale dei parametri elettrici (alimentazione, tensione portante, massa), da svolgere a connettore sensore prima staccato e poi attaccato, sempre con quadro acceso.
Le verifiche eseguite hanno però escluso ogni problema, accertando la perfetta idoneità di tali parametri, in entrambe le condizioni di misura.
Ciò quindi rendeva necessario il riscontro della conformità del segnale generato tramite l’uso di un oscilloscopio, controllo sicuramente più approfondito ed impegnativo ma che può rivelare la vera natura del guasto, come in effetti è stato.

Il segnale prodotto da questo sensore è, come detto, un’onda perfettamente quadra, variabile da 0 Volt a 12 Volt.
Collegando la sonda dell’oscilloscopio sul filo del segnale, l’oscillogramma rilevava immediatamente un’anomalia della forma dell’onda, non evidente ma sicuramente determinante, costituita da una non completa caduta a zero del segnale su circa tre impulsi consecutivi.
Il confronto con il resto della forma d’onda rende evidente la singolarità. (vedi foto 1)
Esaminando il grafico nella sua interezza, si può notare che l’anomalia si ripete con cadenza regolare ogni sette impulsi prima del segnale di riferimento (onda quadra più ampia).
 

Ruota fonica danneggiata

La modifica al segnale è stata dovuta ad un danneggiamento della ruota fonica integrata nella puleggia distribuzione dell’albero motore:
L’immagine della ruota fonica danneggiata (foto 2), se confrontata con quella della ruota fonica integra (foto 3), mostra esplicitamente che manca una porzione del rivestimento esterno della ruota.

Tale mancanza fisica, che da un punto di vista elettronico equivale a circa tre impulsi di segnale, crea l’alterazione rilevata nell’oscillogramma, in quanto impedisce alla tensione portante di essere completamente abbattuta a zero, modificando di fatto il segnale di giri motore e che la centralina motore interpreta come una vera e propria “perdita di segnale”.

Si ipotizza che l’asportazione di materiale sia stata innescata da un difetto intrinseco del componente, oppure da una sollecitazione in precedenza esercitata sulla ruota fonica con un attrezzo durante uno smontaggio (la vettura aveva effettuato il cambio della cinghia di distribuzione da poco tempo), o forse da una caduta accidentale sempre durante una fase di manutenzione sulla cinghia. Con la rotazione, la forza centrifuga ne ha determinato il distacco completo.
In ogni caso, il danno non risulta molto evidente e quindi per questo difficile da diagnosticare.
Chiaramente, la sostituzione della ruota fonica risolve la problematica.

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