MAF (Mass Air Flow)

Funzione del debimetro

Il debimetro (o sensore MAF secondo la sigla in inglese) forma parte del sistema di gestione del motore. Viene spesso definito come "sensore" o "misuratore della massa d’aria aspirata".

Determina la quantità d’aria che entra nel sistema di aspirazione dei motori a combustione interna a benzina e diesel.

La centralina del motore (ECU) è in grado di equilibrare e fornire la corretta quantità di carburante al motore mediante le informazioni sulla massa d’aria.

INei motori diesel, il sensore MAF serve soprattutto a controllare il ricircolo dei gas di scarico (EGR).

Sviluppo del debimetro

In passato, i misuratori meccanici venivano usati per calcolare il volume d’aria di aspirazione. In questi misuratori del volume del flusso d’aria (VAF secondo la sigla in inglese), l’aria fluisce contro una paletta a molla fissata su un resistore variabile (potenziometro). A seconda della resistenza elettrica, la centralina del motore (ECU) determina la quantità di aria di aspirazione.

Oggigiorno la maggior parte dei sensori MAF si dividono in due tipologie: tecnologia a film caldo e tecnologia a filo caldo.

A differenza del misuratore VAF, tali sensori MAF non dispongono di parti in movimento e si servono della corrente elettrica per misurare la massa d'aria.

Maggiori informazioni

Posizione di montaggio del debimetro

Il sensore Mass AirFlow si trova tra il filtro dell'aria e il collettore di aspirazione.

Air filter = Filtro dell'aria

MAF = MAF

Intake manifold = Collettore di aspirazione

ECU = ECU

Injector = Iniettore

EGR valve = Valvola EGR

Exhaust tract = Tratto di scarico

Throttle = Acceleratore

Ci sono diverse variazioni di flusso d’aria nei sensori MAF

Ci sono diverse variazioni di flusso d’aria nei sensori MAF.

In questa versione, solamente una parte dei flussi d’aria ha attraversato l’elemento di misura nel canale di misura.

Flusso d’aria attraverso il sensore

Lo schermo sulla parte anteriore del sensore MAF è progettato per rettificare la turbolenza dell'aria in modo che il sensore possa leggere il flusso d’aria in modo più preciso.

In alto: without screen

In basso: with screen

Vista a 360° di un debimetro

Vista a 360° di un debimetro

Principio di funzionamento del debimetro

Muovere la barra di scorrimento per aumentare la velocità del motore

Principio di funzionamento del debimetro a filo caldo

Il sensore MAF a filo caldo ha un elemento di misura che viene riscaldato elettricamente a 75° - 100°C al di sopra della temperatura dell’aria di aspirazione.

Quando il flusso d'aria attraversa l’elemento di misura, raffredda l’elemento ed aumenta la corrente necessaria a mantenerlo caldo.

L’effetto di raffreddamento varia direttamente con la temperatura, densità ed umidità dell'aria in entrata.

La quantità di corrente necessaria a mantenere caldo l’elemento è proporzionale alla massa d’aria che entra nel motore.

Principio di funzionamento del debimetro a film caldo (Variante I)

Il principio di funzionamento del sensore MAF a film caldo è simile alla tecnologia a filo caldo.

Una sottile membrana viene riscaldata fino a raggiungere una certa temperatura rispetto all’aria di aspirazione.

Senza flusso, avviene la dissipazione del calore a causa della conducibilità termica dell'aria.

Con il flusso, la dissipazione del calore aumenta costantemente con la portata del flusso d’aria.

Per mezzo della corrente di riscaldamento richiesta, i sistemi elettronici sono in grado di calcolare la massa d’aria.

Questo sistema dispone dei seguenti vantaggi rispetto al sensore MAF a filo caldo:

• Risposta di misura aumentata grazie ad un elemento del sensore più piccolo
• Meno sensibile alle particelle dell’aria di aspirazione

Principio di funzionamento del debimetro a film caldo (Variante II)

Una variante del sensore MAF a film caldo possiede 2 elementi di misura con un elemento di ceramica riscaldato posizionato in mezzo.

L’elemento di riscaldamento della membrana sottile viene mantenuto a temperatura costante superiore all’aria di aspirazione, indipendentemente dal flusso d’aria.

Quando il motore non è in funzione (senza flusso d’aria), il calore viene distribuito uniformemente a entrambi i sensori. Entrambi i sensori misurano la stessa temperatura dell’aria.

Quando il motore è in funzione, l’aria di aspirazione fluisce da T1 in direzione di T2 oltre l’elemento del sensore. L’aria raffredda il sensore T1.

L’aria si riscalda al di sopra dell'elemento di riscaldamento, affinché il sensore T2 si raffreddi meno rispetto al T1.

I sistemi elettronici sono in grado di calcolare la massa d’aria per mezzo della differenza di temperatura tra i sensori T1 e T2.

Guarda l'animazione

Principio di funzionamento di un debimetro a film caldo con rilevamento del riflusso

Per poter ridurre gli errori di misura causati dall’aria pulsante nel collettore di aspirazione, alcuni sensori MAF possiedono un sistema di rilevamento del riflusso.

Principio di funzionamento di un debimetro a film caldo con rilevamento del riflusso

Per poter ridurre gli errori di misura causati dall’aria pulsante nel collettore di aspirazione, alcuni sensori MAF possiedono un sistema di rilevamento del riflusso.

Se l’aria ritorna indietro dal lato del motore, il sensore della temperatura T2 si raffredda ed il sensore della temperatura T1 si riscalda. Questo riflusso causa una differenza di temperatura opposta sui sensori (T2 e T1) che viene presa in considerazione durante il preciso calcolo della massa d’aria fatto dai sistemi elettronici.

Guarda l'animazione

Durante la guida

Diagnosi di un debimetro

Durante la guida:

• 3ª o 4ª marcia, acceleratore al massimo (massima pressione di sovralimentazione)
• Dare uno sguardo alla lista dei parametri nello strumento di scansione
• Comparare il valore misurato e calcolato, dovrebbero corrispondere

Motore spento

Diagnosi di un debimetro

Motore spento:

Voltage output needs to stay constant at 4.2 - 4.7 Volt

-->

• Motore acceso
• Rimuovere i tubi dell’aria dal sensore MAF
• Lasciare il collettore elettrico collegato al sensore
• Introdurre aria nel sensore MAF, ad esempio con una pistola ad aria compressa
• (prestare attenzione, non troppo da vicino!)
• La tensione in uscita dovrebbe aumentare e poi rimanere costante tra i 4,2 - 4,8 volt.

Se il motore (a benzina) non si avvia

Diagnosi di un debimetro

Se il motore (a benzina) non si avvia:

• Scollegare il connettore elettrico del sensore MAF
  • ECU passa al modo di funzionamento di emergenza
• Se il misuratore della massa d’aria è difettoso/contaminato: il motore si avvia/funziona meglio
  • Notare che la pulizia di un elemento del sensore ha raramente esito positivo e per poter ripristinare le piene prestazioni del motore è necessario installare una nuova unità

Se la ECU rileva un problema relativo al sensore MAF

Diagnosi di un debimetro

Il fatto che la centralina del motore mostri un codice di guasto del MAF non significa necessariamente che il sensore MAF sia guasto. L’aria non misurata che proviene da un tubo di aspirazione rotto, da un tubo di sfiato del sistema di ventilazione del carter danneggiato o persino una valvola EGR (ricircolo dei gas di scarico) bloccata potrebbe generare un codice di guasto del MAF.

In che modo la ECU determina il corretto funzionamento del sensore MAF

Posizione di montaggio del debimetro

-->

La ECU compara la quantità d’aria “teoricamente” (=calcolata) aspirata con la quantità misurata.

In caso di rilevamento di una discrepanza, verrà archiviato un codice di guasto (anche chiamato codice di errore/codice diagnostico di guasto/DTC). Ciò non è necessariamente dovuto a un guasto del sensore MAF!

Visualizzare l’animazione per ulteriori dettagli:

Depositi sul tubo di protezione del sensore lambda

Depositi sul tubo di protezione del sensore lambda indicano la contaminazione dell’elemento del sensore interno

Le informazioni lambda e MAF vengono utilizzate dalla ECU per controllare e regolare il rifornimento. Pertanto, anche sensori lambda pigri/deteriorati, difettosi e contaminati possono generare codici di guasto del MAF.

Valori di adattamento del sensore MAF

Una circostanza frequente dopo la sostituzione di un sensore MAF difettoso è uno scorretto funzionamento del motore al minimo, una mancata risposta durante l’accelerazione o la ricomparsa del codice di guasto, che portano nuovamente e inopportunamente ad associare la causa di quest’ultimo al sensore.

È abbastanza frequente che il motore si avvii un po’ difficilmente o un non corretto funzionamento dello stesso al minimo subito dopo una sostituzione.

Si ha spesso bisogno di una prova su strada per ricalibrare e regolare gli altri attuatori e sensori del motore.

In alcuni casi, i valori di adattamento o altri parametri potrebbero aver bisogno di essere resettati utilizzando appropriate apparecchiature diagnostiche.

Tenere tutti questi fattori in considerazione mentre si lavora con i sensori MAF aiuta a risolvere l’errore immediatamente.

Bisogna notare che le diagnosi descritte nel presente articolo si riferiscono ai controlli di base che potrebbero non essere applicabili a tutti i principi di funzionamento dei sensori MAF.

I problemi più frequenti con sintomi simili

Esistono cause del problema diverse da un guasto del sensore MAF che hanno gli stessi o diversi sintomi e che generano a volte lo stesso codice di guasto.

I problemi più frequenti con sintomi simili sono:

• Tubi di aspirazione o di ammissione difettosi/con fughe
• Prese o cavi del debimetro difettosi/danneggiati
• Collettore di aspirazione o filtri dell'aria sporchi/intasati
• Acceleratore difettoso
• Filtro carburante contaminato

Sostituire i sensori MAF insieme al filtro dell'aria

Quando viene sostituito il sensore MAF, sarebbe bene sostituire anche il filtro dell’aria allo stesso tempo.