Come controllare il motorino di avviamento con l' oscilloscopio.

[Tode]

La discussione che aveva aperto in nostro grande Luca: Controllo del motorino di avviamento su come controllare l' indotto e le spazzole del motorino di avviamento, per controllare il dispositivo prima di smontarlo, mi aveva incuriosito, ho fatto così molte prove tutte le volte che mi capitava un problema riconducibile al motorino stesso, questo mi ha portato a prendere un pò di pratica nel riconoscere le caratteristiche basi e le eventuali anomalie tutte diagnosticabili con l' oscilloscopio prima di smontare l' attuatore stesso, chiaramente non ho tutte le risposte ai vari problemi, perciò mi piacerebbe che questa discussione venisse arricchita dalle vostre esperienze in modo che lo scambio di informazioni sia maggiore.

Il motorino di avviamento è composto da una Macchina Elettrica, cioè è in grado di convertire energia elettrica in energia meccanica, abbinato ad una elettrocalamita che una volta eccitata permette l' inserimento del pignone dentato e poi come se fosse un grosso relè alla partenza del motorino stesso.
Il tipo di macchina elettrica usata è a corrente continua dove troviamo uno statore o induttore esterno, composto da dei magneti permanenti mentre il rotore o indotto interno è composto da degli avvolgimenti collegati in serie, alternati da del materiale ferromagnetico per amplificare il campo magnetico che si produce, questo tipo di motore ha la caratteristica di avere moltissima coppia in fase di spunto a scapito di una quantità di corrente assorbita molto elevata, coppia che poi diminuisce con l'aumentare della velocità di rotazione assieme all' assorbimento della corrente.

Fatta una piccola presentazione vediamo dei casi che mi sono capitati con gli oscillogrammi prima dello smontaggio e poi dopo la riparazione:

INDOTTO ROVINATO O SPAZZOLE CON PROBLEMI:
Cominciamo con il caso già indicato da Luca, nel caso l' indotto o le spazzole abbiano dei problemi lo si può controllare in due maniere, o attraverso il cavo positivo che alimenta il motorino con una pinza amperometrica oppure in tensione sul comando della elettrocalamita:
il motorino in questione a volte non partiva ed il difetto era aleatorio:

assorbimento con problema alle spazzole.jpg

Come si vede l' oscillogramma è simile a quello postato da Luca, quando la spazzola o l' indotto hanno un punto di isolamento la corrente tende ad andare verso zero generandodei picchi del segnale.
Un altro sistema che ho notato funziona è attraverso il segnale in tensione dell' elettrocalamita, sicuramente più scomodo da attuare, a parte i comandi che partono dalla scatola fusibili del vano motore, ma curioso per il comportamento e quindi merita attenzione:

elettrocalamita più disturbi.jpg

Come si vede dall' immagine si capisce che dopo il periodo di eccitazione dell'elettrocalamita al rotore del motorino viene tolta l' alimentazione ed il pignone è rientrato, ma continua a girare per inerzia e si vede come la tensione ai capi dell' elettrocalamita ci impiega molto tempo a scendere questo a causa del campo magnetico variabile che si viene a creare dal rotore che per inerzia si sta fermando, sulla bobina dell' elettrocalamita per induzione si ricopia il segnale e vengono rimarcati i disturbi dello sfregamento delle spazzole, che fisicamente generano piccoli archi elettrici.
I disturbi sono tanto maggiori quanto maggiore è il problema.
Ecco come erano ridotte le spazzole.

DSC00875.JPG

INDOTTO DANNEGGIATO E IN CORTO VERSO MASSA.

Questo è un caso particolare e che i suoi sintomi possono essere confusi con una batteria esaurita.
Nel caso che riporto qui sotto collegandosi con la pinza amperometrica al positivo di alimentazione del motorino si prova l' avviamento e si trova un assorbimento elevatissimo sia di picco che durante il resto del funzionamento:

assorbimento motorino guasto in corto.jpg

Generalmente la corrente assorbita da un motorino di avviamento varia in base dalla salute dell' impianto dei cavi (masse e positivo) allo stato di carica della batteria e dal tipo di motore termico che deve far partire, comunque a parte un picco iniziale oltre i 600A poi la corrente assorbita deve attestarsi dai 150A ai 300A in base al fatto che sia un diesel o un benzina alla cilindrata alla temperatura esterna chiaramenti per furgoni o motori molto grossi o molto più piccoli rispetto alla norma i valori cambiano, ma si fanno le dovute considerazioni volta per volta, la regola che mi sono dato è che ci deve essere molta differenza tra il picco di partenza e la corrente di esercizio di solito dell' ordine del 40%-50% più basso.
In questa auto avevamo un assorbimento esagerato tanto da far calare la tensione batteria
sotto i 7V in più il segnale era molto disturbato con dei picchi molto alti che superavano i 1000A.

indotto in corto.jpg

Il motorino in questione aveva sboccolato ed una parte del rotore aveva toccato i magneti rovinando un avvolgimento e mettendolo in corto verso massa, in più i disturbi erano generati dal filo del rotore che quando toccava sfiammava.
Questo caso mi è capitato anche con un motorino pieno di ossido e ruggine che dopo una sosta di molte ore assorbiva moltissima corrente e faticava a partire:

foto motorino arrugginito.jpg

ELETTROCALAMITA CON I CONTATTI ROTTI

In questo caso si sente l' eletrocalamita che attacca con il classico rumore, ma il motorino non gira, questo può essere confuso con delle spazzole finite, è un caso raro che mi è capitato solo una volta e purtroppo l' unico modo che ho trovato è controllare in tensione se arriva il 12V sul dado che strige la treccia di rame che dall' elettrocalamita va al portaspazzole, se il motorino a volte va e a volte no si può vedere di visualizzare il segnale in corrente nel momento che funziona, come nel primo caso se tutto è OK si esclude l' indotto e le spazzole e si pensa ai contatti dell'elettrocalamita.

contatti elettrocalamita consumati.jpg

MOTORINO PERFETTAMENTE FUNZIONANTE

Riassumendo, quando tutto è a posto su un impianto in regola e su di un veicolo considerato di " standar" si deve avere sul positivo che va al motorino un segnale in corrente con un picco che va dai 650A ai 750A ed una corrente di mantenimento circa il 40% del valore di picco, mentre in questa situazione la tensione della batteria dopo un picco che può arrivare fino agli 8V deve poi attestarsi su un valore superiore ai 10V fino alla partenza del motore.
Controllando l' oscillogramma dell'elettrocalamita in tensione ed in corrente si deve avere
un assorbimento di corrente che va da 8A ai 10A, con un picco di partenza che può superare i 30A e con due angoli retti del segnale sia durante l' innesto che durante il disinnesto per capire se ci sono problemi sul comando relè, blocchetto, cablaggio ecc...
Riporto qui in due schermate i valori di tensione e corrente di un motorino perfettamente funzionante.

SEGNALI CORRETTI.jpg

Penso che elettricamente questi sono i casi principali e assieme a delle prove di caduta di tensione sui cavi di alimentazione ed ad un test della batteria si riesca ad avere un quadro abbastanza corretto del problema e della sua origine, un bel vantaggio prima di smontare il tutto o cambiare una batteria per niente.
Spero in un vostro aiuto a completare la mini guida con le vostre esperienze .

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