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DIAGNOSI VOLANO BIMASSA SU PICOSCOPE E PICODIAGNOSTICS

 

DATI VEICOLO

MODELLO: Peugeot 3008
ANNO:  2011
TIPO MOTORE: 82 kw
ALIMENTAZIONE: DIESEL

Il cliente del veicolo lamantava problemi in rilascio e con motore al minimo sembrava andasse con una leggera perdita di colpi. A seguito di numerose sostituzioni, l'auto è arrivata in un'officina che aveva un Kit vibrazioni NVH PicoDiagnostics e sono stati eseguiti test più avanzati.

Cerchiamo di ragionare ora sulla funzione e sulle caratteristiche di un motore dotato di volano a doppia massa. Il volano bimassa chiamato anche DMF (dall'inglese Dual-Mass-Flywheel) oppure ZMS (dal tedesco Zwei-Massen-Schwungrad) è un componente posizionato tra l'albero motore e la trasmissione per ridurre le vibrazioni generate dalle combustioni ed evitare o ridurre il trasferimento verso il gruppo dei componenti del cambio.

Possiamo notare da subito che intorno a questi componenti sono sempre conivolte due caratteristiche e grandezze fisiche, che ritroveremo in questo caso studio, cioè la frequenza e la vibrazione.

Inanzitutto è bene ricordare che la velocità dei giri motore, anche quando è in moto ad esempio al minimo intorno a 800 giri al minuto, non sarà mai costante e regolare. Le fasi di espansione e di compressione infatti frenano ed accelerano costantemente la rotazione dell'albero.

Per capire tutto questo è sufficiente un oscilloscopio con alti campionamenti su un sensore che informa la centralina sulla posizione e la velocità giri albero motore.

 

 

Qui sopra si può vedere un normale sensore induttivo di una ruota fonica a 60 denti su un motore diesel a 4 cilindri. Come si può notare anche sulla cresta del segnale, l'ampiezza in volt e la frequenza della sinusoide non è costante.

Con i righelli (quadrati bianchi) possiamo misurare dal punto morto elettronico al successivo punto morto elettronico, una distanza in tempo di 73 millisecondi circa.

Il Software in automatico ci calcola (nel rettangolo in basso a destra) la frequenza del segnale in secondi quindi Hz e in minuti RPM. Il calcolo sarà 1 (sec) / 0.073 (tempo ad effettuare un giro motore) = 13,68 Hz e in giri al minuto (x 60) = 820,8 rpm (esattamente il valore con il motore al minimo di questo veicolo).

 

 

Ora possiamo aggiungere un altro canale matematico che ci indicherà la velocità (o frequenza) di questo albero motore e la possiamo analizzare in dettaglio.

Per creare il canale si può cliccare su > Strumenti > Canali Matematici > Crea

Ora possiamo selezionare CRANK che in automatico calcolerà per noi la velocità del CrankShaft (Albero Motore). Quindi clicchiamo su Crank, poi sulla lettera del canale dove abbiamo il sensore giri (A in questo caso) poi inseriamo il ; (punto e virgola) poi il numero dei denti della ruota fonica (in questo caso 60). Terminando la procedura possiamo, se vogliamo, cambiare colore, impostare un range da 0 a 1500 (dato che sappiamo che il motore è al minimo) e selezionare il canale matematico creato.

E' importante notare che le accelerazioni e i rallentamenti hanno delle specifiche tipiche e che si ripetono, ad esempio nella forma d'onda qui sopra abbiamo le accelerazioni che si mantengono su 890 rpm (Freq Max) e i rallentamenti a costanti a 710 rpm (Freq Min). La media che normalmente utilizziamo sarà (890 + 710)/2 = 800 rpm giri al minuto

 

 

In dettaglio possiamo subito notare ogni singola accelerazione (espansione del cilindro che ha sviluppato la forza della combustione) e ogni singola frenata (rallentamento del cilindro in fase di compressione). Grazie alle funzioni di zoom e diversi righelli, possiamo misurare questa differenza di velocità e magari trovare il punto di una mancata accensione o di una combustione non performante, oppure un determinato difetto che ripetendosi su ogni ciclo ci può indicare un problema di un singolo componente motore.

 

 

Qui sopra possiamo notare un sensore giri induttivo, che grazie al calcolo matematico (canale nero) ci evidenzia tutta l'irregolarità di queste accelerazioni e rallentamenti dell'albero motore dovuti ad un problema su un volano bimassa difettoso.

Il punto ora è trovare una tecnica per accoppiare insieme le due componenti fondamemtali di questa diagnosi cioè le frequenze motore (quindi l'analisi dei cicli di rotazione del motore che abbiamo visto) con le vibrazioni motore (cioè la caratteristica o grandezza fondamentale per cui è stato sviluppato questo componente per garantire il confort di guida).

 

Il Software PicoDiagnostics incluso con gli Oscilloscopi PicoScope Automotive può essere utilizzato anche con degli accessori NVH per la diagnosi vibrazione e rumore sia in strada che con veicolo in officina.

In un normale motore a 4 cilindri avremo quattro combustioni su due giri di albero motore. La normale formula per trovare la frequenza della vibrazione di combustione sarà:

Frequenza Motore (Hz) x [numero di cilindri / 2] = Frequenza Combustione

In qualsiasi motore endotermico la vibrazione principale al minimo viene causata dalle combustioni nei singoli cilindri. Infatti qui sotto potete vedere il picco maggiore di vibrazione, rilevato con l'accelerometro del Kit Pico NVH lo trovate sui 28,3 Hz cioè la Frequenza Combustione di questo motore, infatti è al minimo a  849 rpm cioè a 14,15 Hz.

 

14.15 Hz x 4/2 = 28,3 Hz = Frequenza Combustione

 

 

Il Software PicoDiagnotiscs può leggere le informazioni della centralina attraverso un cavetto MongoosePro ISO/CAN dalla presa EOBD alla USB del PC. Mentre misuriamo la vibrazione reale sul motore con l'accelerometro, il programma ci informa contemporaneamente con delle etichette (esempio E1, E2, etc.) in quale frequenza si trovano secondo l'elettronica i giri motore.

Tutti i calcoli li ritroviamo già pronti grazie a questo programma, infatti ci va a posizionare E1 (giri motore) tutti i vari multipli come E2 (frequenza combustione su 4 cilindri).

Automaticamente avremo la vibrazione che stiamo campionando sovrapposta alle informazioni che arrivano dalla centralina!

Ora possiamo finalmente analizzare il nostro volano con tutte le informazioni che ci servono cioè:
 

- Frequenza Motore E1 letta tramite presa EOBD e visulizzata sul programma (E1, E2, etc..)

- Vibrazione Motore reale (intensità e frequenza) misurata con il KIT PicoDiagnostics NVH

 

 

Sopra una vibrazione su un motore con problema sul volano, notare l'intensità della vibrazione 451 mg e tutti i disturbi intorno alle armoniche (multipli) di E (=Engine) quindi vibrazioni legate alla velocità dell'albero motore. Ricordiamo che questo test è stato effettuato in pochi minuti semplicemente appoggiando il sensore sul motore!

La possibilità di riprodurre il segnale ci permette con molta facilità di analizzare ogni frequenza che deriva dai giri albero motore (E1,E2,E3 cioè le armoniche o multipli dei giri motore) si vedono le caratteristiche tipiche del disturbo alla base dei picchi di vibrazioni.

 

 

Sostituito e riparato il volano le vibrazioni intorno le frequenze E sono perfette e regolari, quindi non ci sono disturbi che derivano e nascono intorno alla velocità dell'albero motore. Nessun disturbo viene generato dal malfunzionamento delle molle interne alle due piastre o a movimenti irregolari del volano.

Per concludere confrontate le due intensità di vibrazione, siamo passati da  451 mg con il difetto ad una drastica riduzione sulla frequenza di E2 di soli 35,2 mg!

Vi possiamo garantire che anche il cliente finale sarà ben felice di vedere il confronto tra i due segnali prima e dopo la riparazione!

 

 

 

 

Ricordiamo che i test e le acquisizioni eseguite con il Pico si possono gestire come files allegati alle mail di richiesta di supporto o si posso prenotare delle diagnosi collegate in remoto con i nostri tecnici.

Grazie per l'attenzione, aspettiamo vostre note o commenti da inviare a supporto@pcbauto.it

 

 

       Scopri la guida sulla diagnosi NVH in strada

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I nostri partner possono contribuire alla raccolta di casi studio risolti con l'utilizzo di Oscilloscopi PicoScope Automotive
e contattare i nostri uffici per una possibile collaborazione. Grazie ancora per condividere le vostre esperienze!

 

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