Arricchicosi

... ovvero come correggere, almeno un poco, la carburazione delle vostre Sporty iniettate!

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Paternità dei dispositivi.

Sebbene la tecnica impiegata sembri essere precedente; parrebbe che la prima applicazione, di questo tipo di dispositivi passivi, sulle HD sia da attribuirsi a nightrider.com, che ne detiene il brevetto per gli Stati Uniti. Su tuneyourharley.com, gestito dagli stessi autori di nightrider.com, si poteva, fino a qualche tempo fa, trovare uno schema dettagliato, e ben commentato, che istruiva su come costruirsi la propria coppia di connettori a due poli per uso privato. Anche se lo schema esplicito è stato tolto, a seguito dell'uso improprio (commerciale) che alcuni ne hanno fatto, sul portale tuneyourharley.com/biketech sono ancora presenti molte, utilissime e precise, informazioni tecniche riguardanti questo e altri argomenti... tutte accessibili a chiunque gratuitamente.

Principio di funzionamento (alla buona).

Volendo considerare la sonda lambda come un generatore di tensione continua e la "centralina" come un voltmetro (utilizzatore se volete) i dispositivi (XiED, ViED, Arricchitori, Exciter, ecc...) si rivelano essere dei semplici partitori di tensione.
La sonda lambda, quando è investita dai gas di scarico, produce una tensione tanto più alta quanto più è ricca la miscela aria-benzina (rapporto stechiometrico) che, bruciando nella camera di combustione, ha prodotto i gas. Questi dispositivi permettono di diminuire la tensione, prodotta dalla sonda, che arriva alla "centralina" (o, per meglio dire, di fare arrivare solo una frazione della tensione prodotta dalla sonda); tale tecnica, ingannando l'elettronica in modo di farle percepire che il motore stia lavorando più magro di quello che in realtà è, ha come effetto quello di far arricchire (portandola a valori più corretti) la miscela aria-benzina, mantenendo comunque la funzione di autoregolazione del closed-loop.

Che cosa è il closed-loop?

Il closed-loop è un modo, "retroattivo", di funzionamento del sistema di iniezione della moto in cui l'elettronica determina la quantità di benzina, da iniettare nelle camere, in base alla lettura, che ottiene in tempo reale, dei gas di scarico in modo da mantenere un determinato rapporto stechiometrico. Le Sporty (ma anche altre HD) lavorano in closed-loop fino a 4500 RPM e/o 60% del TPS (apertura farfalla).

Quando tornano utili questi dispositivi?

Fin da subito! Le moto del giorno d'oggi, a causa delle assurde norme antinquinamento, escono già dalla casa troppo magre; anche se originali al 100% non sono comunque a posto come carburazione! Preoccuparsi della carburazione, che difficilmente fa danni ma si limita a far andare la moto meno bene del dovuto, solo dopo aver cambiato scarico e filtro è inutile e assurdo!
Vantaggi:
  1. Diminuzione significativa della temperatura d'esercizio (meno usura).
  2. Erogazione più fluida e corposa con miglioramento della risposta al gas.
  3. Maggiore fruibilità ai bassi regimi.
  4. Diminuzione della tendenza a detonare ("battiti in testa").
  5. Suono più cupo allo scarico.
  6. Bassissima ripercussione sui consumi (che un poco comunque devono aumentare).

Lo schema elettrico.

Lo schema originariamente proposto da nightrider.com descrive come eseguire la modifica “inline”. Si propone di tagliare i fili che dalla sonda vanno al connettore per interporvi i resistori. In questo caso la modifica diviene difficilmente rimovibile; la cosa potrebbe risultare fastidiosa con l’attuale legislazione, del bel paese, che prevede la revisione ogni due anni. Una raccomandazione importante, che fa nightrider.com, per chi decide di fare questo tipo di modifica è quella di non stringere, fino a sigillare, la guaina che protegge i fili della sonda; è fondamentale che questa guaina, che probabilmente andrà tagliata e, di conseguenza, giuntata in un qualche modo, risulti lasca in modo di far passare un poco d’aria al proprio interno. La sonda presenta un piccolo foro vicino all’uscita dei cavi, impedendo il passaggio dell’aria all’interno della guaina si “soffoca” il suddetto foro compromettendo parte del raffreddamento della sonda.
Nello schema i colori delle linee coincidono con quelli dell’isolante dei cavi che vanno dalla sonda al suo connettore, in ogni caso è riportata la polarità!
Io comunque mi sento di sconsigliare questo metodo... molto meglio costruirsi dei connettori facilmente removibili!!!
I connettori che dobbiamo procurarci si chiamano “Amp Superseal”, nel nostro caso a 2 poli, e, anche se costano un pochetto e vengono venduti generalmente in pezzi sfusi (qualche sito vende il kit), sono di abbastanza agevole reperibilità poiché molto utilizzati in “ambiente automotive” (... in pratica su auto, moto, trattori, ecc...). Io ne ho riciclati molti dai cablaggi di lampade e “ballast” dei fari xeno che vanno tanto di moda ora.
Sugli schemi successivi sono riportati i riferimenti ai numeri dei poli, dei connettori, da utilizzare; le carcasse, sia maschio che femmina, riportano stampigliato, in corrispondenza dei vari fori dove infilare i faston, il numero di polo.
Schema per partitore fisso:
Schema per partitore variabile/regolabile:
In questo caso potete usare: una Rs da 10Kohm, una Rp da 20Kohm e come Rv una resistenza variabile (trimmer) da 4.7Kohm.
Molte discussioni e qualche paranoia ha provocato l’affidabilità dei trimmer che si devono impiegare... personalmente ho avuto pochissimi problemi utilizzando normali trimmer, acquistati nel negozio sotto casa, con una potenza nominale massima dissipabile di 0,5W; la maggior potenza dissipabile (di norma in elettronica si usa il quarto di Watt) gli rende sicuramente meno sensibili al calore, magari mi è solo andata bene che il negozzietto sotto casa mia vende roba abbastanza buona... in ogni caso un modello fisso rimane sicuramente meno sensibile a: sporco, umidità, calore e vibrazioni!
Magari, organizzandosi tra più amici, potete costruirvi una coppia di regolabili al fine di provare quale sia la configurazione/taratura che più piace ad ognuno per poi costruirsi dei, più robusti, fissi sapendo già quale sia l’AFR che più si addice alla vostra guida!
Qui mi sento di fare un piccolo appunto; l’AFR “corretto” (... la parola corretto va usata con molta cautela in questo caso... a dire il vero è proprio fuori luogo...) dipende molto di più da voi, dalla vostra guida e da come vi piace che risponda la moto, che dalla configurazione scarico/filtro della vostra moto.
Se decidete per il modello regolabile io posso consigliarvi di specificare bene al negoziante che i trimmer dovranno patire molto caldo e vibrazioni! Una fonte inesauribile di saggezza e aiuto su dove e cosa comperare, in ambito elettronico, sono i radioamatori; sono ben sparsi sul territorio e, molto spesso, hanno cassetti pieni di fantastici componenti riciclati, che sono altrimenti introvabili, oltre ad essere abili nell’assemblare circuiti... sono anche facili da individuare per via degli antennoni sul tetto di casa o in giardino! Scherzi a parte, se conoscete qualche radioamatore chiedetegli consiglio; ne sa di sicuro più del sottoscritto!
Vediamo ora alcuni possibili valori di resistori da poter usare. Tengo a sottolineare che quello che veramente determina l’AFR (rapporto stechiometrico) è il rapporto Rs/Rp che, ovviamente, può essere ottenuto anche con altri valori di resistenza diversi da quelli indicati. Io ho usato la resistenza da 20Kohm come Rp semplicemente perché era quella proposta originariamente da nightrider.com.
Un ulteriore consiglio che posso darvi è quello di usare resistori con una potenza nominale dissipabile di almeno 0.5W (di norma sono da 0.25W se non diversamente specificato); questo li rende meno sensibili alle alte temperature, oltre che meccanicamente più robusti (... sono fisicamente più grossi!).

AFR
Rapporto Rs/Rp
Rp (Kohm)
Rs (Kohm)
14.2:1
0.50
20
10
14.1:1
0.55
20
11
14.0:1
060
20
12
13.9:1
0.65
20
13
13.8:1
0.70
0.6977
20
43
12+2 (serie)
30
13.7:1
0.75
20
15
La serie di resistori considerata è la E24 (Tolleranza al 5%), tutti i valori dei resistori sono espressi in KΩ.
Il valore di AFR 14.2:1 (con Rp=20KΩ e Rs=10KΩ) è quello originariamente proposto da nightrider.com.
Il valore di AFR 13.9:1 (con Rp=20KΩ e Rs=13KΩ) è quello che mi sento di consigliarvi.

Due parole sulla Tolleranza.

Quando si hanno in mano i singoli componenti il problema della tolleranza dei resistori si ridimensiona molto. Molto più pressante è invece quando si deve fornire un prodotto finito che poi l’utente finale dovrà anche regolare a proprio piacimento. Avere in mano i singoli componenti sfusi ci permette di misurarne, singolarmente, il preciso valore resistivo. Resta sempre possibile, se si vogliono evitare i minimi sbattimenti, acquistare resistori “di precisione” con l’1% di tolleranza; però non tutti i negozi son forniti di questo tipo di merce, tanto meno se poi li si desidera con potenza da 0,5W in su (generalmente si trovano da 0,25W). Il mio consiglio è quello di prendere i resistori con il 5% di tolleranza, poiché più facilmente reperibili, e, invece che prenderne il numero strettamente necessario, acquistarne qualcuno in più, dato il loro costo veramente esiguo, magari cercando di farsi dare, come spesso capita, quelli ancora attaccati in fila sui “nastri”. Il fatto che siano stati confezionati, e quindi probabilmente anche prodotti, in serie (nel senso nello stesso periodo, uno dopo l’altro, in fila) ci da una certa garanzia sul fatto che presentino tutti scostamenti simili, se non uguali, rispetto al valore nominale di resistenza. Avendone preso qualcuno in più avremo molte più possibilità di trovarne due uguali o comunque estremamente simili come valore effettivo; in media, per la mia esperienza, due su cinque coincidono. In ogni caso va sempre ricordato che quello che fa l’AFR è il rapporto Rs/Rp, in questo caso calcolato sui valori effettivi e non nominali, quindi, se proprio vi dice male, potete sempre, calcolatrice alla mano, trovare le due combinazioni che più si assomigliano come rapporto; se uno vi viene un poco più “grasso” (Rs/Rp più elevato), e la cosa vi preoccupa oltremodo, potete usarlo per il cilindro posteriore. In ogni caso, a parer mio, non serve essere eccessivamente maniacali nel voler riprodurre esattamente il rapporto Rs/Rp teorico come pure nel voler ottenere due partitori perfettamente identici.

Caratteristica della sonda a banda stretta.

Grafico tratto da www.nightrider.com.
La sonda lambda, a banda stretta, usata sulle Sporty (ma anche su altre HD) è un sensore "stupido"; essa è in grado di "segnalare bene" il valore AFR pari a 14.7:1 e i suoi dintorni divenendo inaffidabile man mano che ci si allontana. Questo sensore è pensato per segnalare correttamente il valore "predefinito", che sta tra 14,6:1 e 14,7:1, oppure mandare un segnale interpretabile, a seconda dei casi, come:
  1. "siamo molto più grassi"
  2. un valore all'incirca proporzionale alla correzione da apportare (questo avviene nelle immediate prossimità del valore "predefinito"; quindi nella zona in cui la sonda è pensata per lavorare normalmente)
  3. "siamo molto più magri"
Guardando la caratteristica si nota subito che, quando ci si allontana dalla predestinata zona di lavoro, il valore di tensione prodotto dalla sonda dipende, in maniera significativa, dalla temperatura dei gas di scarico e non solo dal rapporto stechiometrico; già solo questo sarebbe sufficiente a rendere inservibile il segnale quando ci si allontana troppo dall'originale valore target (tra l'altro il fenomeno è più evidente dalla parte "grassa" della caratteristica, proprio quella che serve a noi!).
Anche se volessimo considerare una linea media (che potrebbe, per la zona di nostro interesse, essere quella dei 1200 °F), fregandocene quindi della dipendenza dalla temperatura, la repentina variazione della pendenza della caratteristica, oltre a implicare una non diretta proporzionalità segnale/AFR, ci porterebbe presto fuori dalla zona in cui "l'elettronica originale", come è fornita dalla casa, è in grado di fornire una correzione adeguata alla variazione percepita... visto che sono bravo a produrre periodi intricati e difficilmente comprensibili provo a spiegarmi come mangio: l'elettronica originale crede di essere nella zona in cui data una certa variazione X del segnale, che implica una variazione Y dell'AFR direttamente proporzionale, basta applicare una variazione Z, anche questa direttamente proporzionale a X, per correggere la carburazione. In realtà noi stiamo lavorando nella zona "siamo molto più grassi" in cui non esiste nessuna relazione "diretta" tra le variazioni di X,Y e Z. Allontanandosi, mediante la tecnica del partitore qui descritta, dal valore target di AFR originario "l'autoregolazione" fornita dal closed-loop diviene, man mano, sempre meno precisa e "reattiva".
Semplificando molto; la teoria, che non raramente si discosta dalla pratica, vorrebbe che l’AFR ideale, per ottenere la massima potenza, fosse di 13.1:1/13.2:1. Questo spiega perché, visto che si è fortemente limitati nel range di AFR raggiungibili, questa tecnica non riesce a fornire una soluzione, definitiva e completa, al problema della magrezza originale ma permette solo di “attenuare”, anche se molto bene, il problema; si riesce quindi a portare la carburazione a livelli molto più corretti e, tutto sommato, più che accettabili nell’uso stradale, almeno a mio modesto parere.

Una doverosa nota di carattere “legale”. Non per uso stradale.

Anche se palesemente ovvio credo sia comunque utile specificare che: l’adozione di questa tecnica, o l’impiego di questi dispositivi se preferite, modifica le caratteristiche originali, in primis quelle riguardanti i valori di emissioni inquinanti, del veicolo rendendolo, dal punto di vista legale, non più idoneo alla circolazione sulle strade pubbliche.

Non vi resta che impugnare lo stagnatore.

A questo punto credo di avervi dato una, quantomeno sufficiente, base teorica sulla quale creare il vostro personale “packaging” (... una parolaccia di Anglosassone ogni tanto fa figo; anche se non si è del tutto convinti che sia appropriata!) di partitori per le vostre motorette. Con questo non escludo che, alla prima occasione, non possa venirmi la voglia di realizzare anche un piccolo manuale paratico passo-passo... sempre ammesso che qualche altro Maniacs, che magari sappia fare delle foto decenti, non lo faccia prima... anche se credo che il più sia manualità, e quella non ci sono manuali che la possano insegnare ma solo l’esperienza, del resto il circuito da realizzare è davvero elementare! Certamente le schiere dei vostri conoscenti annoverano sicuramente qualcuno in grado di realizzare, schemi alla mano, questi oggettini! Mi scuso fin da ora per possibili errori, imprecisioni o eccessive semplificazioni.

Compatibilità.

I dispositivi qui descritti sono compatibili con tutte le HD iniettate che presentano sonde lambda (sensori O2) a 2 fili ed elettronica Delphi. Questo gli rende adatti a tutte le Sporty ad iniezione prodotte fino al 2012 compreso (my 2007-2012).

Errori PO131/PO151 patologici.

P0131        Front O2 sensor low or engine running lean
P0151        Rear O2 sensor low or engine running lean
Questi dispositivi provocano, patologicamente, la presenza degli errori sopracitati in diagnostica. Sono errori “in storico” non attivi e quindi non provocano malfunzionamenti alla moto. Fin che non si accende la “spia motore” gialla tutto va secondo i piani. Se volete vederne il lato positivo pensatela così: la centralina vi sta dicendo che, in certi momenti, il segnale delle sonde lambda le è sembrato troppo basso... visto che quello che fanno i partitori è proprio diminuire la tensione delle lambda vuol dire che la diagnostica sta funzionando a dovere!

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