Le prove e le verifiche per accertarsi del corretto funzionamento dei misuratori massa aria M.A.F. o flussometri (comunemente e impropriamente definiti anche “debimetri”).

Il Portale degli Autoriparatori www.ammirati.org descrive in due piccole “Guide Pratiche” i suggerimenti e le indicazioni utili per una corretta diagnosi dei flussometri / misuratori massa aria di tipo sia analogico sia digitale. In questa sarà trattata la tecnica di diagnosi dei debimetri analogici; nella prossima sarà approfondita la tecnica di diagnosi relativa ai debimetri digitali.



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Da molti anni ormai, il misuratore di massa d’aria (il cosiddetto “debimetro”) ha conosciuto una grande diffusione sia nei sistemi d’iniezione benzina, ma soprattutto nelle moderne motorizzazione diesel. Questo importante sensore è ben noto agli autoriparatori: frequentemente è il responsabile di diverse anomalie di funzionamento dei sistemi di gestione motore e, molto spesso, è proprio “l’indagato” principale nelle operazioni di autodiagnosi. 

Con altrettanta frequenza il debimetro viene sostituito senza alcuna ragione e senza le necessarie prove di funzionamento: ecco la ragione per cui abbiamo deciso di approntare questa piccola guida, che ha lo scopo di fornire alcune semplici indicazioni pratiche, che raccomandiamo di tenere in considerazione per capire se il sensore è guasto oppure no.

I sensori che misurano la massa e il flusso d'aria sono posti immediatamente dopo il filtro dell'aria nel collettore di aspirazione e forniscono informazione su temperatura, umidità e volume dell'aria aspirata. Si tratta di dispositivi di dimensioni molto ridotte e che richiedono una tecnologia di estrema precisione per rilevare informazioni che, insieme agli altri dati relativi al motore, permettono la gestione ottimale dello stesso.

Nei motori a benzina, la misurazione del flusso d'aria è usata - unitamente ai dati provenienti da altri sensori - per regolare la fornitura di carburante al motore. Nei motori diesel, invece, la misurazione della massa d'aria è il parametro di assoluto riferimento per regolare il tasso di ricircolo dei gas di scarico e calcolare la massima quantità da iniettare.

 

Il funzionamento in breve

I modelli più recenti funzionano con una resistenza di riscaldamento simile a una pellicola su un supporto. Questo “sensore a film caldo” viene riscaldato a una temperatura costante, compresa tra circa 120 e 180° C (a seconda del costruttore auto) sopra la temperatura di aspirazione. 

L’aria che penetra raffredda il sensore a film caldo. Tramite l’elettronica di regolazione questo raffreddamento viene compensato da una corrente di riscaldamento, che è la misura per la massa d’aria aspirata. Questo metodo tiene in considerazione la densità dell’aria che fluisce. 

Nei “debimetri” più recenti con due ponti di misura separati è possibile anche riconoscere le “pulsazioni” di aspirazione dovute alla chiusura e apertura delle valvole di aspirazione e, inoltre, l’effetto dovuto all’intervento dei sistemi EGR.

 

Il metodo di diagnosi

In commercio esistono diverse tipologie di M.M.A.: quelli prodotti da Bosch, Siemens, Hitachi e Pierburg sono sicuramente tra i più diffusi. Il metodo per diagnosticare il loro funzionamento è identico, cambiano solo i valori base di prova. In questo articolo parleremo dei flussometri Bosch analogici di ultima generazione, che, come noto, sono installati nella maggioranza dei veicoli (sia benzina sia diesel). 

Lo strumento ideale per effettuare tutte le prove e le misure è certamente l’oscilloscopio, ma a volte - come vedremo - anche un semplice multimetro può fornirci una diagnosi sicura sul loro corretto funzionamento. 

Analizziamo ora nel dettaglio (e soprattutto sul piano pratico e operativo) qual è la corretta procedura di verifica.

Il primo passo. Il debimetro analogico ha normalmente cinque terminali di connessione (quattro nel caso sia assente il sensore temperatura aria aspirata):

- massa (massa elettronica);

- alimentazione a 5 Volt (verificare che sia sempre 5 V +-0,1 V);

- alimentazione a 12 Volt (tensione batteria);

- segnale temperatura aria aspirata (non presente su debimetri a quattro terminali);

- segnale massa aria aspirata.

Per identificare il segnale massa aria aspirata rispetto a quello della temperatura è sufficiente soffiare nel sensore: il segnale la cui ampiezza subirà una variazione è quello relativo alla massa aria (ed è quello che ci interessa).

Il secondo passo. Con il motore fermo da almeno 15 minuti accendere il quadro e misurare la tensione sul filo del debimetro dal quale esce il segnale massa aria: questo valore deve essere stabile nel tempo e deve rientrare nel range di 1 Volt ± 0,1 Volt. La misurazione deve essere effettuata per almeno 30 secondi, in modo da far raggiungere la massima temperatura al filamento di riscaldamento.

Se il valore di tensione rilevato risulta essere maggiore o minore rispetto al valore di riferimento (1 Volt ± 0,1 Volt) è già un chiaro indizio di malfunzionamento del sensore. 

Il terzo passo. Scollegare il debimetro dalle tubazioni di aspirazione o dal filtro aria (non il solo elemento ma tutto il corpo) e con la pistola dell'aria compressa dirigere il flusso di aria di quest’ultima al suo interno (ovviamente nel corretto senso del flusso dell’aria aspirata dal motore).

Vi suggeriamo di dirigere il flusso della pistola dell’aria compressa verso il debimetro da una distanza iniziale di circa 30/40 cm, avvicinandosi progressivamente al debimetro stesso (ma senza esagerare, pena il rischio di spezzare il filamento) e misurando al contempo la tensione del segnale massa aria in uscita: il valore deve essere superiore ai 4,8 Volt (spesso il segnale raggiunge picchi di oltre 5,3 Volt durante la prova). 

Questa prova serve a verificare che il debimetro è nelle condizioni di misurare anche i valori corrispondenti al massimo flusso di aria aspirata dal motore (prova fondamentale soprattutto quando il debimetro è installato su motori diesel fortemente sovralimentati) e ci fornisce una corretta diagnosi nel caso in cui il motore presenti uno scarso rendimento in prossimità di regimi medio elevati, nelle condizioni di coppia massima o in condizioni di ripresa sotto carico. 


 

Il quarto passo. Con motore al minimo, verifichiamo con l’oscilloscopio (con opportuno settaggio, come da immagine 2) se si “magnifica” il segnale in uscita dal debimetro per una verifica molto accurata del comportamento del segnale in relazione alle singole fasi di aspirazione di ogni singolo cilindro.



Questa prova finale non è indispensabile, ma è fortemente consigliata per una diagnosi ancora più “profonda” del misuratore massa aria. Con queste semplici prove saremo così in grado di capire (con elevata attendibilità) se il sensore che stiamo analizzando è pienamente funzionante oppure no. 

Un esempio concreto di diagnosi: nell'immagine 3 è possibile apprezzare un debimetro in avaria. Oltre a essere starato, non riesce a raggiungere il valore di tensione massima associabile al valore di massima massa aria aspirata dal motore. È chiaramente un debimetro da sostituire.

 

Gli errori diagnostici più comuni

Elenchiamo qui di seguito gli errori diagnostici più comuni correlati al cattivo funzionamento del debimetro.

P0100 Malfunzionamento del circuito massa d’aria o misuratore della massa d’aria.

P0101 Problema del campo di misura o della potenza del circuito massa d’aria o misuratore della massa d’aria.

P0102 Circuito massa d’aria o misuratore della massa d’aria troppo piccolo.

P0103 Circuito massa d’aria o misuratore della massa d’aria troppo grande.

P0104 Accensione irregolare del circuito massa d’aria o misuratore della massa d’aria.

P0171 Regolazione della miscela (bancata 1), sistema troppo povero.

P0172 Regolazione della miscela (bancata 1), sistema troppo ricco.

P0175 Regolazione della miscela (bancata 2), sistema troppo ricco.

P0401 Sistema EGR – flusso troppo basso.

P0402 Sistema EGR – flusso troppo elevato.

 

Malfunzionamenti del motore

In caso di avaria, i più comuni effetti di malfunzionamento del motore sono i seguenti:

a) nelle motorizzazioni diesel:

• consumi elevati di carburante

• fumosità allo scarico

• intasamento del DPF / FAP con relativa accensione spia

• mancanza di resa del motore

• mancanza di fluidità a determinati regimi;

b) nelle motorizzazioni benzina:

• consumi elevati di carburante

• mancanza di potenza 

• motore a strappi e scoppiettii nello scarico

• vuoti in accelerazione.

Spesso le ECU di gestione motore memorizzano uno (o più) errori sporadici riconducibili al sensore della massa dell’aria, anche se questo non è necessariamente difettoso. Spesso, infatti, l’umidità, la nebbia d’olio o la sporcizia falsano i risultati della misurazione. Questo viene interpretato (erroneamente) dalla centralina come un difetto.

La causa principale del malfunzionamento di un misuratore massa aria deriva principalmente dalle impurità, quindi se lo si trova sporco, bagnato oppure pieno di polveri, verificare lo stato del filtro dell’aria, del suo cassoncino e delle tubazioni.

Importante: prima di procedere alla sostituzione del debimetro si consiglia di effettuare le verifiche funzionali che abbiamo descritto e suggerito in questa piccola “guida pratica”. 

È importante essere sicuri che il debimetro funzioni correttamente: ciò permette di spostare la diagnosi altrove, senza sostituirlo inutilmente solo perché è un “sospettato” eccellente.