Approfondimenti | 01 Ottobre 2013 | Autore: Gianmario Picco - Il Portale degli Autoriparatori - www.ammirati.org

Diagnosi valvola EGR nei Diesel

Diffusissima dai motori che rispettano le normative Euro 3 in poi, ecco qualche dritta sulla valvola EGR dal competente partner di Notiziario Motoristico: lo staff altamente specializzato del Forum degli autoriparatori, www.ammirati.org. 

Tra le sostanze inquinanti emesse dai motori delle auto ci sono gli ossidi di azoto (NOx), composti che si formano in presenza di elevate pressioni e temperature, situazione che si presenta nelle camere di combustione dei Diesel in particolare. 
Il principale strumento che i costruttori hanno adottato per abbattere questo tipo di emissioni è la valvola EGR (Exhaust Gas Recirculation), che ha il compito di reimmettere nel motore una parte dei gas di scarico: in questo modo viene assicurato il corretto riempimento dei cilindri con un gas nel quale l’ossigeno è pressoché assente e che perciò non partecipa alla combustione, abbassando quindi la temperatura nella camera di scoppio. Questa tecnica è utilizzata sia sui motori benzina, sia Diesel, ma è soprattutto sui secondi che trova la più vasta applicazione (è presente su tutti i motori Diesel dall’Euro 3 in poi) in quanto è con questo tipo di motore che compaiono i maggiori problemi di formazione di ossidi di azoto a causa delle pressioni e delle temperature che si sviluppano. Inoltre, sui motori a benzina, la quantità di gas di scarico che può essere messa in ricircolo è limitata perché deve essere rispettato un preciso rapporto tra combustibile e ossigeno. 
 
Funzionamento
La centralina comanda la valvola EGR lasciando filtrare i gas di scarico nel collettore di aspirazione, calcolandone una precisa percentuale rispetto alla massa di aria aspirata nel motore, in modo da non influire sulla corretta combustione del gasolio. Il sistema è ad anello chiuso: la centralina, conoscendo la massa aria aspirata, calcola la percentuale di gas di scarico da mettere in ricircolo (percentuale che dipende dalle condizioni di funzionamento del motore – sarà massima al minimo, diminuirà all’aumentare del regime fino a essere nulla a pieno carico) e controlla il corretto funzionamento del sistema leggendo le variazioni del valore di massa aria aspirata. 
Ci sono sostanzialmente due tipi di valvole EGR, pneumatica comandata a depressione ed elettrica (quest’ultima è ormai diventata lo standard sulle auto più recenti). 
 
Nel caso della valvola pneumatica, oltre alla EGR vera e propria (quella che apre e chiude il passaggio dei gas di scarico) c’è un’elettrovalvola proporzionale comandata in PWM dalla centralina che ha il compito di regolare il valore della depressione e quindi l’apertura dell’EGR. 
Nel secondo caso invece è una valvola proporzionale (o più raramente un motorino) elettrica, sempre comandata da PWM, a svolgere direttamente la funzione di saracinesca.
Si può poi avere il caso di EGR con o senza un segnale di ritorno (potenziometro o sensore a effetto hall) che comunica alla centralina l’effettivo spostamento della valvola. 
Il sistema di ricircolo dei gas di scarico è in realtà più complesso e sulle auto più recenti comprende anche altri componenti.
Per garantire che i gas di scarico passino nel motore occorre che questi abbiano una pressione maggiore di quella del collettore d’aspirazione, vengono perciò prelevati a monte della turbina. Anche se si tratta di motori Diesel, è presente una farfalla che parzializza l’entrata dell’aria creando una depressione nell’aspirazione. Inoltre spesso è comandata opportunamente la geometria variabile della turbina in modo da aumentare la pressione a monte di questa. 

Diagnosi
I codici guasto relativi alla valvola EGR sono quelli compresi tra P0400 e P0409.
P0400 è un errore generico sul funzionamento dell’EGR. Si tratta dell’errore che si trova più spesso, ma che non fornisce ulteriori informazioni. Può significare un flusso anomalo di gas di scarico come un difetto sulla parte elettrica della valvola o sul segnale di ritorno. La diagnosi andrà completata con altre prove.
• P0401 significa flusso di 
scarico insufficiente.
• P0402 vuol dire flusso di 
gas di scarico eccessivo.
• P0403 sta per difetto sul
comando (parte elettrica) 
della valvola EGR.
• P0404 significa comando 
EGR segnale errato.
• P0405 vuol dire sensore A, 
cc a negativo.
• P0406 significa sensore A, 
cc a positivo.
• P0407 vuol dire sensore B, 
cc a negativo.
• P0408 significa sensore B, 
cc a positivo.
• P0409 sta per problema 
a sensore A.
Gli ultimi cinque codici (dal 405 al 409) sono relativi al segnale di ritorno della posizione dell’EGR.
Come al solito i codici guasto sono la base di partenza per la diagnosi, ma vanno sempre interpretati e verificati con indagini più approfondite. Inoltre spesso accade che si abbia un difetto sulla valvola EGR (per esempio resta parzialmente aperta) senza la memorizzazione di alcun codice. Un difetto tipico di una macchina con EGR bloccata aperta è la scarsa potenza ai bassi regimi (fino a 2.000 – 2.500 giri) quando la massa aria aspirata è percentualmente bassa in rapporto ai gas di scarico che entrano nel motore a causa del difetto. 
 
Parametri motore 
I parametri motore sono:
- massa aria aspirata
- pressione sovralimentazione
- comando e posizione EGR
- posizione farfalla
- temperatura aria nel collettore.
Il principale parametro che serve per una diagnosi della corretta apertura e chiusura della valvola EGR è la massa aria aspirata, che ovviamente diminuirà con EGR aperta e aumenterà quando verrà chiusa.
Dall’autodiagnosi perciò bisogna monitorare contemporaneamente il comando che la centralina dà alla valvola EGR e la massa aria aspirata, verificando che la variazione di quest’ultima sia in linea con la prima. Indicativamente per un 2 litri la massa aspirata con funzionamento al minimo deve essere di circa 450-500 mg/c (o 12-14 g/s se diversamente misurata) con EGR chiusa e scendere intorno ai 300-350 mg/c quando è aperta. Si tratta come detto di valori puramente indicativi, dipende molto dal tipo di motore, di impianto e dalle strategie di centralina. Sarebbe opportuno col tempo compilarsi delle tabelle rilevando e annotando i valori che si trovano quando si lavora su impianti efficienti per avere poi un riscontro quando si controlla un’auto.  
Le cose però si complicano quando si ha a che fare con i modelli più recenti, dov’è presente anche la farfalla sull’entrata del collettore d’aspirazione che viene parzialmente chiusa nel momento in cui  l’EGR si apre. In questo caso è necessario tenere sotto controllo anche la pressione del collettore d’aspirazione (nei parametri pressione sovralimentazione): una diminuzione della massa aria aspirata può essere causata dalla chiusura della farfalla, senza che l’EGR apra effettivamente. In questo caso, si otterrebbe una pressione molto bassa, mentre con EGR efficiente la pressione sarà vicina a quella atmosferica. Sulle auto più recenti, il comando della farfalla è inoltre spesso utilizzato anche per tenere sotto controllo il corretto rapporto lambda, sempre per limitare le emissioni di ossidi d’azoto, in base alle informazioni ricevute dalla sonda lambda, e può quindi essere parzialmente chiusa quando l’EGR non è comandata. Occorre perciò sempre avere sotto controllo i quattro parametri: massa aria aspirata, pressione collettore, posizione EGR e posizione farfalla, per poter fare una corretta diagnosi. 
 
Un altro parametro che varia in base alla posizione dell’EGR è la temperatura dell’aria del collettore (solo quando è presente questo sensore, di solito integrato nel sensore di pressione), che aumenterà con EGR aperta e scenderà quando chiude. Al momento non è molto utilizzato per la diagnosi, le variazioni sono abbastanza lente e di piccola ampiezza, ma occorre tenerne conto poiché in casi particolari può tornare utile.
Se la valvola è di tipo pneumatico la diagnosi è relativamente semplice. Si può comandare l’apertura con una pompetta per il vuoto, verificando la tenuta della membrana e, con motore acceso, controllare le variazioni della massa aria aspirata quando la si apre. 
Se l’EGR funziona, occorre passare e verificare per prima cosa il valore di depressione a monte dell’elettrovalvola di comando (indicativamente 0,9 bar) e poi il funzionamento di quest’ultima. Con oscilloscopio si visualizza il comando in PWM attuato dalla centralina e con vacuometro si controlla il variare del valore di depressione al variare del comando. 
 
Se invece la valvola è di tipo elettrico, è più difficile azionarla manualmente. L’operazione si può eseguire solo attraverso uno strumento di diagnosi, e diventa molto importante il controllo valutando attentamente i parametri (massa aria e pressione collettore) di cui s’è accennato prima. Per capirsi meglio, si è in presenza per esempio di EGR elettrica comandata con diagnostico, farfalla parzialmente chiusa, motore al minimo.
Le differenze, prima e dopo la riparazione, non sono abissali, ma si notano due difetti:
 
1) La valvola EGR rimane leggermente aperta; infatti si aveva con comando 1% (la valvola dovrebbe essere completamente chiusa) una massa aria più bassa e una pressione collettore più alta rispetto al sistema efficiente.
2) I condotti tra EGR e collettore aspirazione sono parzialmente ostruiti; con comando 100% (valvola completamente aperta) la massa aria è più alta e la pressione più bassa, anche se di poco. Si tenga presente che la rilevazione è stata fatta al minimo, con regimi motore più elevati il difetto sarebbe stato più evidente e riscontrabile dalla centralina. 
Una mancata apertura dell’EGR, con farfalla parzialmente chiusa, a volte può comportare difetti molto più evidenti, pressioni collettore molto basse (anche 500-600 mbar) ma non interpretati dalla centralina come malfunzionamento della valvola (difetto che capita con una certa frequenza su Iveco Daily motore 3.0 con EGR pneumatica ed elettrovalvola di comando che non apre). In questi casi è possibile trovare codici guasto relativi al sensore di pressione (P0105 e simili), starà poi al bravo autoriparatore verificare la causa. 
 
Si tenga sempre presente che la centralina verifica la corretta apertura dell’EGR controllando il valore della massa aria aspirata. Spesso la presenza di un difetto relativo all’EGR (con valvola funzionante) è dovuto a un’ostruzione, parziale o totale, dei condotti di gas di scarico verso il collettore (che in genere è posto a valle dell’EGR) come si è visto nell’esempio riportato. Ecco di seguito un caso frequente relativo ai 1.3 Fiat.
 
Se la valvola ha anche un segnale di ritorno della posizione, la verifica diventa abbastanza facile. Si può controllare la corretta apertura dell’EGR dalla tensione del sensore di posizione e contemporaneamente controllare la variazione della massa aria aspirata. 
Infine, per quanto riguarda l’informazione sulla posizione della valvola EGR, in presenza dei codici guasto relativi (da P0405 a P0409), occorre verificare la variazione di tensione in uscita dal sensore relativamente al comando fornito dalla centralina; eventualmente controllare l’integrità del potenziometro con l’oscilloscopio (prova del rumore).
Inoltre, il valore della tensione nella posizione di base (valvola chiusa) non è esattamente determinato per ogni tipo d’impianto: può variare, sia pur entro valori limitati, ed essere riconosciuto di volta in volta dalla centralina con una funzione autoadattativa, oppure in certi impianti è necessario, quando si sostituisce la valvola, predisporre un adattamento per far riconoscere alla centralina il nuovo valore. 
In genere su questi tipi di valvole (elettriche con informazione di ritorno della posizione), ci sono cinque fili, due per il comando dell’elettroventola (positivo fisso e comando modulato negativo) e tre per il sensore di posizione (alimentazione + 5 V, massa e segnale) e il controllo è semplice, ma ci sono anche elettrovalvole EGR il cui comando è diverso, come nell’immagine dell’EGR elettrica montata su Opel, impianto PSG 16.
Come si vede nella foto, si hanno solo quattro fili, due di alimentazione di potenza (positivo e negativo fissi), uno per la linea di comunicazione bidirezionale con la centralina e un segnale di ritorno per la posizione (non sempre presente): l’EGR comprende perciò anche una centralina per la comunicazione con quella motore e con il circuito di potenza per il comando dell’elettrovalvola. 
In questo caso il controllo diventa più complesso e occorre affidarsi all’autodiagnosi, in quanto il segnale della linea di comunicazione è di difficile interpretazione.   
 
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