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di Pier Riccardo Porceddu e Mattia Trevini APPROFONDIMENTI C era una volta il meccanico... La crescente applicazione dell elettronica sulle macchine agricole ha permesso di raggiungere prestazioni, comfort, sicurezza e capacità di lavoro impensabili fi no a pochi decenni fa. Ciò ha avuto un forte impatto anche sulla manutenzione dei trattori nelle offi cine, dove infatti la fi gura del riparatore ha subito una notevole evoluzione. Mentre in passato si utilizzavano solo utensili manuali o dispositivi elettrici di controllo, oggi sulle macchine più moderne si possono impiegare anche sistemi e strumenti gestiti da computer. La diagnostica nelle macchine agricole è stata già trattata in un precedente articolo pubblicato nel numero 7-8/2010 di MAD; con questo testo si vuole entrare un po più nel dettaglio della nuova mo- Nell era dell elettronica, nelle officine specializzate le chiavi inglesi cedono il posto ai computer e ai software dalità di analisi dei veicoli. La Texa di Treviso, produttrice di sistemi diagnostici multimarca, ci ha gentilmente messo a disposizione la propria tecnologia informatica per l analisi di due trattori di recente fabbricazione, con all attivo qualche migliaio di ore di lavoro, sui quali abbiamo svolto alcune verifiche: un Fendt 930 e un John Deere 6920. Diagnosi e autodiagnosi Per identifi care un problema o un disturbo funzionale oggi si può ricorrere alla tradizionale diagnosi con specifici strumenti ausiliari, oppure effettuare la cosiddetta autodiagnosi. Nel primo caso si utiliz- Nel montante sinistro della cabina del vecchio Fendt 930 è presente la presa di diagnosi per tutti i sistemi di bordo mentre a destra, sotto i fusibili, è collocata quella per il motore. In primo piano lo strumento diagnostico Navigator TXT. Un cavo prende l alimentazione dal trattore, l altro si connette al sistema CAN-Bus, mentre un antennina invia tutti i dati al computer visualizzabili con il software IDC4 49
Sul JD 6920, la presa diagnostica è unica ed è collocata vicino al pavimento della cabina, dietro il sedile. La connessione sui mezzi agricoli, non essendo stabilito uno standard di riferimento come il sistema Eobd (European on board diagnostic) delle autovetture, può essere di tipologie diverse. Ad esempio sul Fendt 930 è a 4 pin (4 contatti), mentre sul JD 6920 è a 9 pin (9 contatti) 50 za ad esempio un oscilloscopio o un multimetro con i quali interpretare i segnali elettrici direttamente sui componenti. Nel secondo caso, le centraline dei trattori sono in grado di effettuare direttamente un analisi dei componenti ad esse collegati, monitorandone i parametri di funzionamento e registrando eventuali problemi in un apposita area di memoria. Queste stesse centraline collegate in rete CAN-Bus possono essere utilizzate per risalire ai malfunzionamenti ed effettuare apposite regolazioni. In particolare si utilizzano dispositivi elettronici di acquisizione dati e software di gestione, in cui sono mostrate tutte le informazioni che le centraline montate sul veicolo forniscono, grazie all autodiagnosi effettuata continuamente durante tutto il tempo di funzionamento del trattore. Il dispositivo di lettura e acquisizione dati utilizzato in questa prova è il Texa TXT, che è una periferica progettata per poter interagire e gestire più di 900 centraline diverse montate dai costruttori di trattori più conosciuti. Questo dispositivo elettronico interagisce con le centraline e gestisce i dati grazie al software diagnostico IDC4 che ne ricava i dettagli delle anomalie. L applicazione in officina Lo scopo di questa prova è stato quello di approfondire sia il funzionamento della diagnostica, che l adattabilità di questa nuova tecnologia a macchine diverse come i due trattori scelti. Prima fase: connessione degli strumenti. Innanzitutto, si collega l interfaccia hardware alla presa diagnostica, eventualmente con l aiuto del software sul pc che indica posizione e tipologia di cavi necessari per la connessione. A seconda del costruttore del trattore, la presa può essere più di una e può avere diverse collocazioni. Ad esempio nel Fendt 930 vi è una presa specifi ca per tutti i sistemi di bordo (ad esempio trasmissione e sollevatore), collocata sotto il pannello del montante centrale della cabina. Per poter interagire con il motore si utilizza una presa diversa collocata nella scatola fusibili e relè. Nel caso del John Deere 6920 la presa è unica e diversa da quella adottata da Fendt; tale soluzione consente di fare tutte le operazioni di regolazione, taratura, attivazione e lettura delle centraline della macchina in modo più diretto e snello. Già in questa fase, quindi, si può intuire come ogni costruttore segua una propria logica nella realizzazione della rete elettronica di bordo, che richiede poi un diverso approccio nella diagnostica e quindi un addestramento diverso per l officina meccanica. Texa TXT, come approfondiremo di seguito, permette di superare queste differenze e interagire con qualunque centralina con un unico dispositivo. Seconda fase: utilizzo del software di diagnosi. Dopo avere connesso gli strumenti e messo in funzione il software sul computer, inizia tutta la procedura di lettura dei sistemi di bordo del mezzo da diagnosticare. La prima operazione che si effettua è la scelta della procedura attraverso le funzioni del menu dedicato. Si inizia scegliendo la tipologia, la marca e il modello della macchina e quindi facendo partire la procedura di diagnosi sul veicolo specifi co. Lo sviluppo di questa tecnologia è principalmente indirizzato alla diagnosi delle componenti più soggette a starature o malfunzionamenti come la trasmissione, i sollevatori o le componenti idrauliche, su cui sono previste svariate possibilità di intervento. È pertanto indispensabile l aggiornamento del software IDC4 stesso, scaricando periodicamente dalla rete Internet le apposite release (pacchetti del programma messi a disposizione degli utenti).
COME FUNZIONA LA TECNOLOGIA TEXA Navigator TXT Questo dispositivo è un interfaccia realizzata da Texa per effettuare l autodiagnosi multimarca delle centraline di mezzi agricoli come trattori, mietitrebbie, trincia. È stato messo a punto sulla base dell esperienza maturata nel settore auto e veicoli industriali, nei quali queste tecnologie sono state sviluppate e applicate già negli anni 80. Il TXT si collega alla presa specifica di diagnosi presente sul mezzo agricolo e, grazie alla tecnologia wireless Bluetooth o alle connessioni USB, i dati sono trasmessi ad una periferica di visualizzazione e al computer con il software IDC4 con cui si gestisce il sistema. Una memoria interna di 64 Mb consente di richiamare i programmi di connessione già utilizzati per la diagnosi nel momento in cui viene lanciato il programma, permettendo di abbattere di oltre il 70% i tempi di attesa per la comunicazione con la centralina. Lo strumento consente l autodiagnosi per la lettura e la cancellazione degli errori, la visualizzazione dei parametri ingegneristici e gli stati della centralina. È possibile effettuare anche l attivazione, la regolazione e la configurazione dei sistemi di bordo, lo spegnimento delle spie che monitorano i vari servizi in avaria, la configurazione delle centraline, la taratura delle trasmissioni e dei sollevatori. La standardizzazione della gestione delle informazioni permette ad ogni meccanico multimarca di intervenire su veicoli di costruttori diversi evitando di dotarsi di più strumenti diagnostici che comportano un aggravio di costi e di tempo per acquisire la capacità di utilizzarli bene. Il TXT permette aggiornamenti via Internet delle funzioni, è compatibile con i cavi dei precedenti strumenti ed è dotato di adattatori alle prese delle diverse macchine diagnosticabili. Ha un processore INTEL PXA255 da 400MHz di potenza ed è alimentato con la batteria del trattore. Si interfaccia con numerosi protocolli di trasmissione dati tra cui CAN ISO 11898 e ISO 15765-4, K - L, ISO 9141-2, ISO 14230 (Keyword 2000), SAE J1850 PWM 41.6 Kbps e VPW 10.4 Kbps, ISO 11519-2, SAE J1708 - FMS compatibile e tutti i protocolli EOBD (European On Board Diagnostic) degli autoveicoli tra cui gli ISO 15031-5, ISO 15765-4. I marchi agricoli coperti sono molti, tra cui Landini, McCormick, Case, New Holland, Steyr, Same, Lamborghini, Hürlimann, Deutz-Fahr, Fendt, Jcb, John Deere, Krone, Valtra, Massey Ferguson e Laverda. Il software IDC4 L applicativo IDC4 è stato sviluppato per l ambiente operativo Windows di qualunque computer. Il suo sviluppo è stato effettuato per tutte le applicazioni possibili, per cui oltre alle macchine agricole è utilizzabile con gli specifici strumenti anche su barche e motoscafi, auto, moto e camion. In totale sono selezionabili 32.000 versioni di veicoli e motorizzazioni di 250 marchi diversi, con costante aggiornamento via Internet di bollettini tecnici e procedure di riparazione. Inoltre mette a disposizione schemi elettrici, descrizioni sul funzionamento, le caratteristiche tecniche dei componenti o di impianti di bordo, la loro ubicazione e le modalità per lo smontaggio. L impiego del software inizia sempre con la selezione della marca, del modello e del sistema che si desidera diagnosticare: l applicativo fornisce subito e in modo automatico le opzioni per gli strumenti da utilizzare e i parametri di riferimento specifici per il veicolo individuato. La navigazione all interno delle pagine del programma è stata strutturata nello stesso modo con cui si naviga in Internet, usando principalmente il mouse e cliccando su menu a scelta multipla o su caselle per attivare o disabilitare funzioni. Con questa tecnologia è altresì possibile effettuare la diagnosi tradizionale con l impiego di dispositivi specifici per le funzioni classiche di oscilloscopio o pinza amperometrica. L analisi dei trattori: le possibilità del software Generalmente con l autodiagnosi si effettua una ricerca degli errori rilevati dalle centraline sui sistemi elettronici di bordo, che sono causa di avarie o problemi di funzionamento. Come già detto i due trattori hanno logiche diverse. Sul John Deere 6920 si attua una procedura semplifi cata, che consente l analisi dei sistemi elettronici presenti, per vedere gli errori di malfunzionamento registrati dalle centraline. Successivamente si può attuare un analisi di dettaglio in maniera più diretta sui sistemi elettronici coinvolti e sull impianto da analizzare, in base a un elenco unico del programma. Sul Fendt 930 l impostazione hardware della rete è diversa e quindi anche l analisi del software cambia. Qui si inizia da un analisi generale, in cui la procedura avviene con la lettura dei dati di una centralina principale (master) a cui arrivano tutte le informazioni delle altre centraline; in base agli errori visualizzati, si passa ad un analisi specifi ca con dei sotto-menu, che permettono la scelta della centralina del gruppo interessato, con una procedura specifi ca di analisi. In modalità generale, sul Fendt, possiamo effettuare alcune operazioni come vedere gli stati o i parametri ingegneristici di tutti i gruppi montati. Per l analisi del motore, ad esempio, si deve passare per un apposita procedura cambiando presa diagnostica. Nello specifico, quindi, con lo strumento a nostra disposizione possiamo analizzare le centraline in varie modalità, passando attraverso le seguenti voci del menu contestuale a disposizione: errori, parametri ingegneristici, stati, attivazioni, regolazioni e info ecu. Vediamole una per una. Gli errori. Tutti i malfunzionamenti sono riscontrati dal sistema e registrati nelle centraline. Sono visualizzabili sia i problemi recenti, sia quelli che sono stati risolti in altre operazioni di manutenzione. Un terzo tipo di visualizzazione è costituita dagli errori che si sono verificati durante il lavoro, 51
La scelta del veicolo da analizzare avviene con specifiche videate del software che guidano l utente nelle varie fasi dei menu che si susseguono, prima di avviare le varie funzioni di diagnosi ma che poi non sono più considerati tali dalla centralina perché risolti da soli, ma che potrebbero verifi carsi ancora. Ad esempio potrebbe essere il caso di un sensore che temporaneamente ha perso tensione a causa di vibrazioni che hanno interrotto in qualche modo l alimentazione. A queste tre categorie di errori sono associati diversi colori identifi - cativi sul pannello di controllo. L errore di funzionamento derivato da un sensore in avaria, è rilevato dalla centralina in termini di tensione (Volt) di lavoro: tale parametro può essere in eccesso a seguito di un corto circuito o in difetto per mancanza di alimentazione. Se facendo la diagnosi si riscontra che il sensore della pressione del turbo ha dei problemi, esistono due possibilità: il problema è solo elettrico e quindi il turbo funziona bene ma il sen-
sore è danneggiato; il problema è meccanico; il turbo è in avaria ma il sensore funziona bene. In questo secondo caso può esserci una pressione insufficiente nei condotti di aspirazione per varie cause, ad esempio per la rottura della turbina o per la perdita di aria dai manicotti forati. Per capire se si tratta di un problema elettrico o meccanico è necessario verifi care la presenza di altri errori, provando il motore, ispezionando l impianto ed eventualmente smontando il componente. Tutto poi dipende anche dalla sensibilità del tecnico riparatore nell individuare la soluzione corretta. Quando gli errori sono stati in qualche modo risolti si possono cancellare. Questa fase può essere eseguita con il software diagnostico come su John Deere o tramite il tastierino del body computer sul cruscotto del trattore, come su Fendt. Parametri ingegneristici. In questa sezione sono visibili tutti i parametri fi sici di funzionamento della macchina rilevati dai sensori e inviati agli attuatori. Questi parametri sono codificati come segnali di tensione elettrica all interno di un range preimpostato in fabbrica, a cui poi è associata l informazione data con la rispettiva unità di misura. Tutti i parametri sono rappresentati sotto forma di valori numerici aggiornati in tempo reale; sono analizzati i minimi e i massimi e l andamento è visualizzato anche come grafi co. Durante un anomalia i valori riscontrati sono fuori range e quindi le centraline generano codici di errore. Solitamente durante la diagnosi, nella pagina del software si visualizzano i parametri in funzione degli errori riscontrati nell apposita area di memoria. Tra i vari parametri visualizzati ad esempio troviamo la pressione del turbo, la tensione della batteria, la temperatura del gasolio, la pressione dell olio, la sensibilità e la posizione del sollevatore, la tensione dei sensori dei giri motore e degli iniettori. Stati. Questa funzione valuta le condizioni di alcuni ingressi o uscite della centralina. In sostanza nel software è indicato ad esempio se un dispositivo è acceso o spento come un interruttore; è attiva o passiva una modalità di funzionamento di una centralina; è inserita o disinserita una resistenza elettrica; è aperta o chiusa una valvola del circuito idraulico; la disponibilità o meno di un segnale; ecc. Le funzioni grafi che permettono la visualizzazione sincronizzata dello stato dei vari dispositivi gestiti dalla centralina. Attivazioni. In questa sezione il software consente all operatore di controllare la funzionalità degli attuatori, verifi cando eventuali anomalie e ripristinando i valori di fabbrica in seguito a staratura del dispositivo stesso o ad anomalie nella linea elettrica. La modalità e la possibilità per fare questa procedura dipendono dal tipo di centralina e dalla sua logica di funzionamento. Infatti, sebbene il software sia progettato per numerose Videata dei parametri ingegneristici sul JD 6920. Nello specifico sono visualizzati 8 parametri contemporaneamente, ma in tutto sono 20 le voci selezionabili, tra cui: regime albero a gomiti, temperatura liquido di raffreddamento, tensione batteria, pressione rail, pressione olio, tempo residuo candelette, ecc. Schermata della prova di disinserimento dei cilindri. Si notino: il numero di giri, il carico motore e il consumo del secondo cilindro. Questi valori possono essere analizzati per ogni cilindro comandando il blocco dei vari iniettori funzioni, la possibilità di eseguirle dipende dalla progettazione della centralina su cui si opera. Ad esempio, tra i molti test che è possibile fare con questa funzione, sono importanti quelli sul motore in cui si valuta l eventuale disinserimento dei cilindri e la prova di compressione. Entrambi i test sono stati effettuati sul JD 6920. La funzione automatica ha forzato la centralina di controllo di iniezione disinserendo uno ad uno ogni singolo iniettore, mostrando sul software il calo di giri corrispondente, la variazione di carico motore e il consumo di combustibile. Un secondo test sulla prova di compressione ha permesso invece di far girare il motore escludendo tutti gli iniettori mentre il sistema acquisiva i dati dalla centralina sulla pressione misurata dai cilindri (calcolo eseguito tramite la lettura del sensore di giri). Ciò aiu- 53
54 Grafico della prova di compressione. Per ogni cilindro è mostrata la percentuale massima di pressione raggiunta. In questo caso, solo il cilindro n. 2 ha il 100% della compressione, mentre gli altri sono compresi tra l 82 e l 89%, indicando una non omogenea usura del motore e la necessità di valutare l eventuale sostituzione degli anelli dei pistoni, verificare la tenuta delle valvole o gli accoppiamenti testata-guarnizione-monoblocco ta a risolvere problematiche di avaria connesse con la tenuta delle fasce elastiche dei pistoni, adeguata chiusura delle valvole o problemi di accoppiamento testatamonoblocco. Questi due test quindi permettono di verifi care lo stato di usura del motore legato ad esempio a un aumento dei consumi o al calo delle prestazioni. Regolazioni. Con questa funzione è possibile effettuare nuove impostazioni per ripristinare ad esempio il funzionamento di alcuni dispositivi secondo le specifi che di fabbrica, in seguito a delle starature dei sensori o delle centraline. Un caso tipico è la staratura della corsa della sospensione idropneumatica del ponte anteriore del trattore. In questo caso, il test, eseguito a motore acceso, attiva la centralina che gestisce il martinetto di controllo dell altezza dell assale portandolo al massimo e al minimo della corsa, per ricalcolare il valore medio iniziale impostato dal costruttore e quindi ripristinare, per quanto possibile, la funzionalità del componente. Info ecu. In questa sezione il software fornisce al sistema diagnostico e quindi al tecnico riparatore, tutte le informazioni relative alle caratteristiche della centrali- na montata. Questa funzione è utile soprattutto quando è necessario configurare correttamente una nuova centralina in caso di sostituzione per guasto. Tra i dati forniti ci sono numerosi codici informativi come quelli del numero di serie, versione del software di controllo e quant altro utile a identifi care il componente. Considerazioni finali Questa particolare esperienza di offi cina ha permesso di valutare come l applicazione di tecnologie elettroniche e informatiche sulle macchine agricole permetta, con adeguati strumenti, una lettura approfondita dello stato di usura di un mezzo agricolo. Questi dispositivi danno un elevato contributo all individuazione tempestiva e a costi ridotti dei principali problemi meccanici o elettronici dei mezzi, valutando la possibilità di eventuali sostituzioni di componenti e ripristino delle normali condizioni di esercizio. Allo stesso tempo, accertato il danno o l avaria da sistemare, è più facile redigere con chiarezza i preventivi di spesa da sostenere. Uno degli aspetti cruciali della diagnostica è la distinzione tra problema elettrico e problema meccanico. Con la diagnosi si trovano le avarie indicate come errori, ma non si riconosce immediatamente se esse sono imputabili al sensore o al componente meccanico controllato da esso. Tornando al precedente esempio del turbo, se il sensore della pressione indica un valore fuori range, la causa può essere dovuta o al sensore danneggiato o al fatto che la turbina o l impianto di sovralimentazione non è più meccanicamente efficiente. Questo è solo uno dei diversi casi in cui sarà solo l intervento fi nale del tecnico riparatore con la verifi ca fi sica a dare la risposta defi nitiva. Un altro aspetto interessante è la possibilità data dal dispositivo diagnostico multimarca di usare un solo strumento per eseguire la diagnosi di più veicoli diversi, semplifi cando i tempi di addestramento del personale. Da un certo punto di vista si potrebbe obiettare che molte offi cine autorizzate sono affi liate a un solo marchio, pertanto si potrebbe anche non sentire l esigenza di un unico dispositivo diagnostico capace di lavorare con più costruttori di trattori, poiché basterebbe quello uffi ciale della casa. In realtà è anche vero che esistono in Italia e in tutta Europa offi cine che forniscono un servizio di assistenza multimarca e in questo caso un unico strumento di diagnosi costituisce un notevole aiuto, che semplifi ca il lavoro e consente all offi cina, se bene organizzata, di ampliare il portafoglio clienti. In defi nitiva si può affermare che la possibilità di fare diagnosi su un veicolo aiuta fortemente il lavoro in officina. La sensibilità e l esperienza di un buon riparatore rimangono indispensabili, pur essendo valorizzate e ampliate da queste nuove tecnologie informatiche sempre più necessarie in un settore in cui l importanza dell elettronica è in continua crescita. 82 Pier Riccardo Porceddu p.porceddu@macchineagricoledomani.it Mattia Trevini m.trevini@macchineagricoledomani.it