Regolazione dell’impianto iniezione Lucas Triumph TR6 PI

Le versioni europee della Triumph TR6 erano dotate di un impianto iniezione prodotto dalla Lucas ed identificate dalla sigla PI (Petrol Injection); furono realizzate in due versioni: CP le prime prodotte con motori da 150CV, e poi a partire dalla fine del ’72 in versione CR da 125CV.
L’impianto iniezione della Triumph TR6 PI non ha MAI avuto una buona reputazione e nonostante alcuni miglioramenti apportati nel tempo ancora oggi viene ritenuto da molte persone poco affidabile.

Uno dei punti deboli dell’impianto era la famigerata pompa carburante Lucas spesso soggetta a surriscaldamenti, ma poi anche altri particolari che, con l’introduzione delle benzine verdi contenenti etanolo, sono stati soggetti ad usura precoce e malfunzionamenti se non opportunamente modificati  (i.e. metering unit, iniettori).

Ormai però di tempo ne è passato parecchio e su quasi tutte le Triumph TR6 PI le pompe sono state sostituite con il “Kit Bosch” e gli altri componenti aggiornati, per cui di problemi non dovrebbero più essercene ….. ma sembra che non sia così visto che in molti continuano a lamentare un minimo ed una erogazione della potenza non regolare.

E quindi come si fa?
Montiamo i carburatori ed eliminiamo l’iniezione?

Assolutamente no! … perché per risolvere tutti i problemi è sufficiente prima capire la “logica” dell’impianto, e poi intervenire seguendo le semplici istruzioni riportate nei manuali della Lucas e della Triumph che sono ancora facilmente reperibili in internet.

In questa piccola guida fornirò una breve descrizione dell’impianto, e poi alcuni suggerimenti su come procedere per regolare l’impianto. Per le procedure complete è necessario consultare invece le istruzioni della Triumph che sono però in lingua inglese.

 

DESCRIZIONE dell’impianto iniezione Lucas per Triumph TR6 PI

 

Impianto carburante Triumph TR6 PI

 

In figura sono mostrati i componenti principali del sistema di iniezione benzina Lucas Mark II che è quello utilizzato sulla Triumph TR6 PI.

Il carburante proveniente dal serbatoio arriva per GRAVITÀ al filtro. La pompa aspira il carburante dal filtro e lo invia alla linea di alimentazione dove la valvola limitatrice (PRV – Pressure Relief Valve) mantiene la pressione del carburante a 100-110 PSI, cioè circa 7 Bar.

Il carburante in pressione arriva al distributore di dosaggio (MU – Metering Unit) che è azionato e sincronizzato con l’albero motore. Il carburante viene quindi erogato a ciascun cilindro in modo INDIRETTO tramite degli iniettori che sono ubicati a valle dei corpi farfallati.
La quantità di carburante spruzzata dagli iniettori viene variata per soddisfare le esigenze del motore mediante un’unità di controllo della quantità carburante che si trova all’interno del metering unit.

La quantità di carburante erogata dal metering unit (e quindi spruzzata dagli iniettori) varia SOLO in funzione della depressione che si crea nell’aspirazione!
Non c’è compensazione per pressione atmosferica, temperatura o altro … è quindi solo e soltanto la depressione creata dall’aspirazione del motore che determina la quantità di carburante!

Il carburante in eccesso, ad esempio quando il motore funziona al minimo, torna dalla PRV (ma anche dal MU) al serbatoio tramite una linea di ritorno.

Tutto chiaro?
Sullo schema di funzionamento dell’impianto ci sono dubbi?
… OK, procediamo!

SUGGERIMENTI per la regolazione e l’eliminazione di eventuali inconvenienti

  1. Controllate SEMPRE che ci sia sufficiente benzina!
    Sembra una fesseria, ma questo impianto lavora male quando c’è poca benzina!
    Abbiamo detto che la benzina arriva al filtro per gravità, e basterà dare uno sguardo nel bagagliaio per capire che il serbatoio è appena un po’ più in alto del filtro. Se poi è stata montata la pompa Bosch nella stessa posizione della pompa originale Lucas allora deve esserci un bel po’ di benzina nel serbatoio (almeno 1/4 per essere tranquilli) altrimenti il motore borbotterà sempre! Nel caso venga montato il “kit pompa Bosch” i componenti vanno installati nell’angolo anteriore sinistro del vano ruota di scorta ed il raccordo originale sul serbatoio, che ha un foro interno da 1/4”, va sostituito con un’altro che abbia un foro da almeno 5/16” affinché sia assicurata una corretta alimentazione / aspirazione della pompa.
  2. La pressione dell’impianto viene regolata dalla PRV che è una semplice valvola di sicurezza che apre a circa 105PSI scaricando il carburante in eccesso in modo da mantenere la pressione costante. Il rumore che spesso si sente provenire dal bagagliaio non è prodotto dalla pompa, ma da questa valvola che aprendosi e chiudendosi ad alta frequenza entra in risonanza producendo una specie di fischio. Quando si monta il “kit Bosch” questa valvola va sostituita con una diversa compatibile con la maggiore portata della pompa Bosch. Da qualche anno sono disponibili anche regolatori a membrana (prodotti in Italia) che non presentano problemi di risonanza, e soprattutto possono essere regolati più facilmente.
  3. Il modo migliore per controllare la pressione dell’impianto è quello di scollegare il tubo di mandata che arriva al metering unit, SPURGARE l’impianto facendo uscire un bel po’ di benzina e poi collegare un manometro su un raccordo a T. Si devono leggere 100-110PSI e la pressione non deve fluttuare.
  4. Sul metering unit NON ci sono regolazioni da fare. Il MU viene tarato al banco e non sono previste aggiustamenti una volta installato sulla macchina.
    Quando viene montato va però “messo in fase” in quanto il giunto che lo collega al motore può essere inserito anche sfalsato di 180°. Il motore funziona ugualmente, ma non rende come dovrebbe.
    C’è una semplice procedura per installarlo correttamente ed è riportata nel manuale della Triumph (cilindro 1 al PMS e luce 6 del MU parzialmente aperta; vedere il manuale per i dettagli). Controllare invece che la levetta per l’arricchimento della miscela (lo starter per partenze a freddo) sia a battuta indietro (verso la parte posteriore del motore) e che ritorni in tale posizione togliendo lo starter.
  5. Per spurgare gli iniettori la procedura è lunga e noiosa!
    Armatevi di santa pazienza e chiamate un amico perché bisogna essere in due! Ma soprattutto non date retta a chi vi dirà che una volta avviato il motore poi gli iniettori si spurgheranno comunque da soli …. non è vero e perderete solo tempo e denaro! Togliete le candele, sfilate gli iniettori, poi mentre fate girare il motore con il motorino di avviamento sollevate in alto un iniettore alla volta (l’aria in un liquido sale sempre verso l’alto), aprite la punta dell’iniettore (il picciolo) aiutandovi con una pinza se necessario (si aprono anche a mano) e spurgate l’aria fino a che non esce benzina. Rilasciate la punta dell’iniettore e controllate che funzioni correttamente creando un bel cono di benzina polverizzata.

    Triumph TR6 injector spray check

    Una volta spurgati tutti gli iniettori rimontate anche le candele ed avviate il motore. Nel 99% dei casi partirà borbottando perché c’è ancora aria. Usando le dita sentite quale tubo degli iniettori non pulsa (fate come per sentire le pulsazioni del cuore sul polso) …. in quelli che non “pulsano” c’è aria: ripetete la procedura fino a spurgarli tutti.
  6. OK, siamo arrivati al punto che l’impianto d’iniezione produce la corretta pressione, tutti gli iniettori funzionano correttamente, il sistema è stato spurgato e non c’è aria, la benzina nel serbatoio è abbondante, ma il motore ancora borbotta e/o non è regolare: è NORMALE perché c’è ancora qualcosa di ESSENZIALE da fare … la regolazione e sincronizzazione dei corpi farfallati! La procedura non è difficile, ma va fatta nell’esatta sequenza descritta nei manuali Triumph. Non avventuratevi in procedure fai-da-te perché tanto non ne venite a capo! La procedura è diversa per i modelli CP e CR, ed è riportata nei manuali, ma la logica è sempre la stessa: al minimo le farfalle devono essere COMPLETAMENTE CHIUSE ed accelerando devono aprirsi contemporaneamente e della stessa quantità. C’è tutta una serie di controlli da fare sui leveraggi e sui cavi sia del gas, che dello starter prima di procedere alla sincronizzazione dei corpi farfallati, ma tenete sempre BEN PRESENTE una cosa: le due viti di regolazione sui leveraggi dei corpi farfallati NON SERVONO PER REGOLARE IL MINIMO! L’errore più comune che viene fatto è toccare quelle due viti: i leveraggi lavorano in cascata e toccando una sola di quelle due viti si compromette irrimediabilmente la sincronizzazione dei corpi farfallati!Per la regolazione del minimo va usata SOLO la grossa vite conica che si trova in posizione anteriore sul condotto di aspirazione. È lei che regola l’afflusso d’aria ai cilindri bypassando le farfalle che rimangono chiuse! Quella vite NON serve quindi per regolare “l’aria del minimo” … ma è una vera e propria “vite del minimo”.

    Procedura per i modelli CP

    Procedura per i modelli CR

  7. A questo punto se il motore non gira ancora regolarmente il problema può essere causato da qualcos’altro come impianto di accensione, valvole etc etc.
  8. Bene, il motore ha girato regolarmente per un po’ di tempo, abbiamo apprezzato la guida della nostra TR6 PI quando improvvisamente la nostra amata Triumph ricomincia ad andare a 5 o 4 cilindri!
    DON’T PANIC … Provate a dare una bella accelerata in seconda marcia e mantenendo il pedale a fondo corsa verso i 4000-4500 RPM tirate completamente per 1-2 secondi il pomello dello starter a fondo corsa. Questa manovra farà erogare al MU molta benzina ed a volte tale manovra è sufficiente per togliere qualche bolla d’aria, oppure sbloccare una delle valvole di non ritorno che si trovano sulle uscite del metering unit. Se tale azione non risolve il problema (sempre che sia causato dall’iniezione) bisogna individuare l’iniettore che non va (non pulsa), estrarlo, spurgarlo e se anche dopo averlo spurgato non esce benzina bisogna controllare la valvola di non ritorno all’uscita della relativa luce sul metering unit perché quasi certamente s’è incastrata (non c’è altro nella linea, e se non esce benzina può essere solo lei).

Per ora non mi viene in mente altro, ma se avete domande, suggerimenti o critiche non esitate a contattarmi 😉

 

Impianto iniezione Lucas per Triumph TR6

Come ho già raccontato in un post precedente, qualche tempo fa ho acquistato e rimesso in ordine una Triumph TR6 PI del 1975.
Questo modello di auto veniva commercializzato in Europa ed era equipaggiato, al contrario delle auto destinate al mercato del Nord America dotate di carburatori, con un impianto meccanico d'iniezione benzina prodotto dalla Lucas e denominato MK2.

Sulla mia auto dopo i primi chilometri si sono verificati dei problemi all'avvio del motore (partiva a 4 cilindri perché in 2 si bagnavano le candele) e ad alti regimi di rotazione con perdita di colpi (intorno a 4.000 RPM – ricordo che il motore della TR6 PI eroga la potenza massima a 5.500 RPM).

Si è pensato subito ad un malfunzionamento degli iniettori che sono stati smontati e provati al banco. Il test ha confermato il loro irregolare funzionamento e così sono stati sostituiti; ma subito dopo averli cambiati si è notato che non arrivava carburante all'iniettore del cilindro 6.
Controllando il distributore è stata osservata la mancanza della valvola di non ritorno nel relativo raccordo, e così è stato sostituito anche il distributore/dosatore dopo aver verificato il corretto funzionamento la pompa elettrica.

Dopo aver cambiato il distributore si è verificato un problema di accensione irregolare del cilindro 5 e dopo ulteriori varie prove e spurghi sono stata cambiate anche le 2 banjo bolt valves che si trovano sulla linea di alimentazione dei cilindri 2 & 5.
Alla fine di tutti i lavori finalmente si è avuto il funzionamento regolare del motore!

Questa in breve la storia dell'avaria; ad una prima e veloce lettura può sembrare che si è proceduto a "pene di segugio" cambiando i pezzi in sequenza, ma così non è stato!
Per arrivare alla soluzione del problema è invece stato studiato l'impianto per capirne il funzionamento e scoprirne le tante "particolarità": poiché molte informazioni scovate su internet sono in lingua inglese di seguito ho raccolto qualche notizia e vari link che trattano l'impianto d'iniezione Lucas MK2 e che spero possano essere utili a chi, come me, possiede una vecchia ed affascinante Triumph TR6 PI.

Origine del problema

L'impianto d'iniezione Lucas MK2 era stato concepito per funzionare con la vecchia benzina super che, com'è noto, oltre ad avere un maggior numero di ottani è anche molto meno "aggressiva" rispetto alla benzina senza piombo (la verde che si usa oggi) nei confronti delle guarnizioni di gomma.

Tanto per avere un'idea degli effetti causati dalla benzina verde sulle vecchie parti in gomma guardate come si è ridotto il supporto di una pompa carburante installato nel serbatoio di una moto BMW del 1992:

Supporto in gomma danneggiato dalla benzina verde

Nell'impianto d'inezione Lucas MK2 della mia Triumph TR6 c'erano installate diverse parti in gomma che l'usura e la benzina verde avevano danneggiato; sostituendo una parte e continuando a provare il motore in sequenza si sono rovinate anche le altre tanto che alla fine, praticamente, è stato sostituito tutto!

Descrizione dell'impianto

L'impianto è relativamente semplice e si compone di 3 alementi principali: una pompa carburante elettrica (installata all'esterno del serbatoio ed ubicata nel vano bagagliaio posteriore, lato sinistro) dotata di regolatore di pressione, un metering unit (distributore-dosatore) e 6 iniettori; oltre ovviamente agli elementi accessori come filtro, tubi e raccordi vari.

Lo schema dell'impianto iniezione Lucas per Triumph TR 5 e 6

Funzionamento dell'impianto di iniezione Lucas

La pompa carburante elettrica aspira dal serbatoio ed invia la benzina in pressione al metering unit. La pressione del carburante viene regolata a 100 psi (6,9 atm) da una semplice valvola di sicurezza (pressure relief valve) che scarica l'eccesso di carburante in pressione indietro nel serbatoio. Questa valvola è regolabile.

Il carburante in pressione arriva al meterig unit che provvede al suo dosaggio (in base alla depressione generata nel condotto di aspirazione) e alla distribuzione agli iniettori.
La frequenza degli "spruzzi" è determinata dal numero dei giri (l'albero del distributore è solidale ed in fase – sincronizzato – con l'albero motore), la quantità varia invece in base alle esigenze del motore (apertura delle farfalle/numero di giri).

Il distributore – dosatore meccanico è il cuore dell'iniezione Lucas, e pur essendo costituito da due unità separate con compiti specifici completamente differenti (un dosatore ed un distributore), in pratica è un unico pezzo che, se inefficiente, deve essere sostituito in blocco.

Mentre è facile comprendere il sistema di distribuzione realizzato facendo aprire in sequenza dei fori attraverso i quali passa il carburante che va agli iniettori, più difficile è capire il sistema di dosaggio che utilizza un pistoncino flottante la cui corsa varia in base alla depressione generata nel condotto di aspirazione, producendo così l'invio di una quantità maggiore o minore di benzina agli iniettori (maggiore apertura farfalle = + depressione = maggiore corsa del pistoncino = + benzina = aumento del numero di giri che produce una maggiore depressione . . . fino a raggiungere il punto di equilibrio ad un numero di giri costanti).
Nel sito di Tim Walker c'è una bella immagine animata che spiega meglio di tanti discorsi il funzionamento del metering unit: passate il puntatore del mouse sulla figura in bianco e nero e gustatevi l'animazione!

La benzina "in quantità dosata" viene infine distribuita (originariamente con dei tubi di nylon resistenti alle alte pressioni) a dei classici iniettori che la spruzzano nei condotti di aspirazione.

Difetti noti

Attenzione: lo spurgo dell'aria dall'impianto è lungo, noiso e richiede cura e pazienza. Prima di avventurarvi nella sostituzione di pezzi assicuratevi di aver spurgato l'aria dall'impianto come descritto nell'apposito paragrafo! Altri metodi, come allentare i raccordi sugli iniettori, NON FUNZIONANO !

La pompa elettrica carburante dalla Lucas è molto rumorosa e poco affidabile; sul mercato è da tempo disponibile un kit di modifica che utilizza una pompa Bosh. L'installazione della nuova pompa è semplice in quanto viene montata nella stessa posizione della Lucas e collegata utilizzando le tubazioni ed i fili elettrici esistenti. Per quanto riguarda invece la valvola che regola la pressione di alimentazione non mi risulta che abbia mai dato grossi problemi.

Metering unit: è complesso e spesso da problemi se ancora dotato di guarnizioni ed altre parti in gomma non adatte alla benzina verde. I regolatori – dosatori ricondizionati che si trovano oggi sul mercato sono tutti aggiornati per utilizzare benzina senza piombo.
Sul metering unit sono installate 6 valvole di non ritorno (4 si trovano all'interno dei raccordi che alimentano i cilindri 1-6-3 e 4, mentre le altre 2 sono le famose Banjo Bolt Valves che inviano benzina ai cilindri 2 e 5).
La differenza tra le 4 valvole "union" e le due banjo non è nella funzione, ma solo nella realizzazione meccanica. I banjo bolt sono i due bulloni che fissano i raccordi che si trovano tra il metering unit ed il blocco motore e che, a causa della loro posizione, hanno una conformazione diversa in quanto non c'è spazio; per rimuovere queste due bulloni-valvole è necessario smontare il metering unit.

Se il motore si avvia con meno di 6 cilindri il guasto spesso è imputabile al mancato afflusso di carburante ai cilindri 2 o 5. Uno scambio degli iniettori permetterà di stabilire velocemente se il problema dipende dall'iniettore o dalla famosa banjo bolt valve!

 ATTENZIONE  : il metering unit è collegato al motore con un giunto di plastica che NON E' OBBLIGATO! Questo significa che può essere installato sfalsato di 180°. Per avere un corretto funzionamente del motore bisogna assicurarsi che il metering unit sia in fase con il motore. Sulla puleggia dell'albero motore c'è una tacca che va allineata con l'altro riferimento in modo da avere il cilindro 1 al PMS; a questo punto basta rimuovere sul metering unit il raccordo di alimentazione del cilindro 6 e controllare che il foro del rotore di alimentazione sia parzialmente aperto.

Iniettori: ce ne sono di tre diversi ed uno di questi non è ricondizionabile. I due tipi ricondizionabili sono facilmente identificabili perché in prossimità dell'ugello c'è un "clip" molto piccolo che mantiene l'iniettore assemblato. Gli iniettori vanno tarati al banco. All'interno c'è un O-ring che può sfaldarsi se attaccato dalla benzina verde. Il problema più diffuso è l'usura ed il bloccaggio dello spillo, oppure l'accumulo d'impurità sulla sede dell'ugello (o spillo, o valvola . . . insomma la parte che si apre sotto pressione per spruzzare la benzina) che impedisce la corretta chiusura della valvola (gocciolamento) oppure una non uniforme distribuzione del carburante (lo spruzzo non è "conico a 60°" e ben vaporizzato). L'iniettore apre a 50 PSI – 3,4 atm; per pulirlo da eventuali detriti è possibile soffiarlo con aria compressa filtrata. Per controllare che la valvola scorre liberamente basta tirarla con le mani e verificare che rientri bene in sede senza incepparsi.

L'iniettore Lucas della TR6

Spurgo degli iniettori

  1. Armatevi di tanta pazienza e seguite le istruzioni passo-passo; tenete presente che per eseguire lo spurgo bisogna essere in due persone!
  2. Assicuratevi che la batteria sia ben carica; sarà necessario far ruotare il motore con il motorino di avviamento un bel po' di volte.
  3. Se avete completamente svuotato l'impianto compresa la linea di alimentazione della pompa scollegate la linea di alimentazione dal MU, accendete il quadro in modo da far girare la pompa carburante e spurgate l'aria fino a che non esce benzina. Ricollegate la tubazione di mandata al MU. Se invece il motore parte procedete al punto 8.
  4. Togliete le candele e scollegate il filo della bobina (il motore verrà fatto ruotare con il motorino di avviamento che senza candele sforzerà di meno).
  5. Sfilate gli iniettori.
  6. Accendete il quadro in modo da far funzionare la pompa benzina; in sequenza aprite con le mani (oppure aiutavi con le pinze) la valvola sulla punta degli iniettori in modo da favorire l'uscita dell'aria. Fate ruotare il motore per 15-20 secondi mentre mantenete aperta la valvola degli iniettori. Mantenete l'iniettore su cui state operando sollevato e con la punta rivolta verso l'alto un modo da favorire l'uscita dell'aria. Ripetete l'operazione fino a che non inizierà ad uscire benzina.
    I primi 3-4 iniettori si spurgano quasi subito, mentre gli ultimi richiedono più tempo e pazienza. Ricordate inoltre che anche quando l'aria è spurgata prima di vedere il classico spruzzo conico è necessario far ruotare diverse volte il motore per mettere in pressione la linea di alimentazione dell'iniettore.
  7. Quando avete 4 iniettori spurgati e funzionanti inseriteli nel condotto di aspirazione, rimontate le candele e ricollegate la bobina e mettete in moto: lo spurgo degli ultimi due iniettori verrà fatto con il motore in moto funzionante a 4 cilindri.
  8. Spurgate gli utlimi due iniettori sempre con il solito metodo: tenete l'iniettore sollevato e con la punta rivolta verso l'alto in modo da favorire la fuoriuscita dell'aria, mantenete aperta la valvola fino a che non esce carburante e poi rilasciatela; aspettate qualche secondo fino a che la benzina non viene spruzzata regolarmente.
  9. Inserite gli ultimi due iniettori e lasciate girare il motore al minimo per una decina di minuti. Controllate che il funzionamento sia regolare! Se qualche iniettore non "spruzza" è facilmente identificabile sentendo con le dita la linea che non "pulsa". In questo caso sfilate il relativo iniettore e spurgate di nuovo come da punto 8.

    Avvertenza: non accelerate, altrimenti la contropressione farà fuoriuscire gli iniettori dalle sedi. Potete provare ad aumentare leggermente il regime di rotazione, ma mantenete in qualche modo gli iniettori nel condotto (basta spingerli con le mani).

  10. Rimontate e fissate come previsto tutti i particolari e provate l'auto su strada. Molto probabilmente ci sarà qualche iniettore che dopo qualche chilometro smetterà di funzionare. Identificatelo sentendo la linea che NON "pulsa", estraetelo e spurgatelo di nuovo sempre come descritto al punto 8.

Nota: se desiderate controllare eventuali perdite dell'iniettore spegnete il motore e lasciate la pompa elettrica in funzione (quadro acceso), sfilate gli iniettori e controllate che le valvole non gocciolino eccessivamente: una goccia al minuto è OK.

Il metering unit dell'impianto d'iniezione LUCAS

Parti di ricambio

Si trova praticamente tutto; tenete presente che quasi tutti i particolari vengono venduti con la possibilità dell'exchange che consente di risparmiare un bel po' di denaro. Le parti fornite non sono nuove, ma ricondizionate ed il fornitore restituisce una parte di denaro quando riceve indietro il pezzo vecchio inefficiente.

NOTE FINALI:

  • ho messo la massima cura nell'estensione di questa piccola guida, e tutte le operazioni descritte le ho sperimentate personalmente, ma qualche errore è sempre possibile e se lo trovate per favore segnalatemelo.
  • Molte informazioni le ho trovate in tre siti in lingua inglese:

    LUCAS INJECTION: un'ottimo sito molto ricco d'immagini, manuali, dati tecnici e procedure d'uso, manutenzione e riparazione. La navigazione di questo sito non è semplice ed a volte c'è anche un fastidioso redirect che forza il browser verso un'altro sito web, ma basta usare il tasto "back" per risolvere il problema e tornare in quello voluto.

    Triumph TR6 di Tim Walker: tante informazioni sull'impianto d'iniezione Lucas ed ottime immagini animate che ne spiegano il funzionamento.

    Rimmer Bros Ltd: fornitore di parti di ricambio; per vericare quello che c'è sul mercato ed avere un'idea di quanto costa. Gli esplosi del catalogo delle parti sono molto utili.