En un artículo anterior, analizamos las restricciones de admisión y cómo pueden afectar la potencia del motor. En este artículo, profundizaremos en el sistema de admisión y analizaremos el medidor de flujo de aire (MAF), su función y sus ventajas y desventajas. Mejorar el flujo de aire en el motor sigue siendo clave para optimizar su rendimiento, así que veamos cómo afecta el MAF y qué opciones tenemos para solucionarlo.
En este artículo: ¿Qué es exactamente un sensor de flujo de masa de aire? | ¿Qué hay de un sensor de presión de aire del colector? | Manteniendo la calma | ¿Con o sin MAF?
Entonces, ¿qué es exactamente un sensor de flujo de aire masivo?
Una de las entradas más importantes para la ECU de gestión del motor es la señal de carga. Esta indica a la ECU la intensidad de trabajo del motor y, a partir de ella, puede determinar la cantidad de combustible necesaria y el avance del encendido. Existen diversas maneras de medir la carga del motor, pero una de las más comunes en los motores modernos es mediante un sensor de flujo de masa de aire (MAF).
El sensor MAF suele ser un dispositivo cilíndrico ubicado en la tubería de admisión, antes del cuerpo del acelerador, y su función es medir la masa de aire que entra al motor. Existen diferentes diseños de sensores MAF, pero básicamente emiten una señal a la ECU que varía proporcionalmente a la cantidad de aire que fluye a través de ellos.
En teoría, es el sistema perfecto, ya que si sabemos exactamente cuánta masa de aire entra al motor, podemos calcular con gran precisión la cantidad de combustible a inyectar para obtener la relación aire/combustible deseada. Sin embargo, nada es tan sencillo como parece.
Un sensor MAF presenta algunos problemas al modificar un motor y, en algunas situaciones, puede convertirse en un verdadero fastidio. Estos problemas pueden incluir:
1. Restricción de ingesta:
Dado que el sensor MAF debe sobresalir en el flujo de aire para funcionar, es muy probable que también restrinja el flujo de aire hacia el motor. Para colmo, el sensor MAF suele estar equipado con mallas de gasa o panal para protegerlo y enderezar el flujo de aire.
A menudo se puede demostrar que el MAF realmente no causa ninguna restricción notable, pero en algunos automóviles he visto que la eliminación del sensor MAF muestra ganancias de 10 kW o más.
2. Problemas de reversión
Uno de los mayores problemas con un sensor MAF surge al instalar un árbol de levas más grande. Al ralentí, un árbol de levas grande suele presentar un ralentí irregular, lo que indica que se habla en serio. Este ralentí irregular también provoca una reversión del aire, donde el aire de admisión entra y sale a través del cuerpo del acelerador y el sensor MAF.
El sensor MAF no es preciso en cuanto a la dirección del flujo de aire, y cuando un pulso de reversión regresa a través del sensor MAF, este movimiento de aire se sigue midiendo. Esto significa que el aire que ya ha pasado por el sensor MAF y se ha medido se vuelve a medir al salir del sensor MAF. Esto dificulta el ajuste, ya que la ECU considera que entra más aire al motor y se inyecta más combustible, lo que provoca una mezcla muy rica, un ralentí deficiente y una conducción errática.
Un problema similar puede ocurrir al acelerar a fondo en un motor turboalimentado. En este caso, pueden ocurrir dos cosas: o bien la válvula de escape se abre, expulsando todo el aire ya medido por el sensor MAF directamente a la atmósfera, lo que provoca que el motor funcione con una mezcla excesivamente rica; o bien, si no se instala una válvula BOV o esta no puede expulsar el aire presurizado, este aire se acumula y sale por el turbo y el sensor MAF, lo que resulta en una mezcla rica.
3. Escala MAF
Cada sensor MAF está diseñado para medir una cantidad determinada de flujo de aire, según las necesidades de los ingenieros del motor. En algún momento, el sensor MAF alcanza su capacidad máxima y deja de medir el flujo de aire adicional. Cuando esto ocurre, resulta imposible ajustar el motor correctamente, ya que la ECU no detecta la entrada de aire adicional.
Si bien para actualizaciones de potencia leves e incluso moderadas es poco probable que esto sea un problema, si está buscando actualizaciones de potencia serias, como la inducción forzada, es posible que descubra que excede el rango de flujo del sensor MAF.
4. Tamaño físico
Muchos sensores MAF son bastante voluminosos, y esta masa debe ubicarse en algún lugar del sistema de admisión. Obviamente, esto se tiene en cuenta en un compartimento del motor de fábrica, pero si se busca añadir un turbo o un supercargador, encontrar espacio para todo puede ser un desafío en los compartimentos del motor modernos.
¿Qué tal un sensor de presión de aire del colector?
Un sensor MAF no es la única forma en que la ECU calcula la carga del motor; una alternativa común es usar un sensor de presión de aire del colector (sensor MAP). Un sensor MAP mide la presión de aire o el vacío en el colector de admisión y, a partir de esto, se puede calcular la masa de aire que entra al motor mediante la ley de los gases ideales. Esta técnica se denomina densidad de velocidad y es muy común en las ECU de posventa.
Dado que el sistema de densidad de velocidad no mide directamente el flujo de masa de aire que entra al motor, en algunos casos puede ser ligeramente menos preciso que un sensor MAF. Sin embargo, las ventajas pueden ser considerables:
1. Un sensor MAP no se ve afectado por la pulsación de reversión causada por una leva agresiva. Además, es compatible con las válvulas de escape de ventilación atmosférica en vehículos turboalimentados.
2. El sensor MAP es relativamente pequeño y solo necesita conectarse al colector de admisión mediante una pequeña manguera de silicona. Esto simplifica el recorrido de admisión y elimina cualquier posible restricción común con un sensor MAF.
3. Los sensores MAP están disponibles en una variedad de rangos que se pueden seleccionar según la presión de sobrealimentación máxima prevista. En motores N/D, un sensor MAP con un rango que alcance la presión atmosférica (o ligeramente superior) es suficiente.
Vale la pena mencionar que en motores muy modificados que utilizan perfiles de levas muy agresivos, es posible que no veamos suficiente vacío en ralentí para proporcionar un rango suficiente para que podamos hacer un buen trabajo de ajuste.
Manteniendo la calma
Si está considerando mejorar su admisión, es el momento perfecto para considerar de dónde proviene el aire de admisión. Se habla mucho de las ventajas de las tomas de aire frío, pero ¿qué tan importantes son realmente? No debería sorprenderle que la temperatura del aire tenga un impacto considerable en la potencia del motor, como veremos.
En resumen, el aire frío es más denso que el aire caliente. Esto significa que el aire frío contiene más moléculas de oxígeno que un volumen equivalente de aire caliente. Es este oxígeno el que genera potencia, por lo que un motor producirá más potencia con aire de admisión más frío. Por eso, puede que notes que tu coche parece funcionar mejor en una noche fría de invierno que en el calor del verano: esto es la densidad del aire en acción.
La otra cara de la moneda, sin embargo, es que la temperatura del aire también afecta la sincronización del encendido que un motor puede tolerar sin detonar. Una temperatura más alta del aire de admisión resulta en una carga de combustión más caliente, lo que puede ser suficiente para provocar una detonación.
En un ejemplo real, recientemente ajusté un HSV Clubsport. El cliente había quitado la caja de aire de fábrica y la había reemplazado por un filtro de cápsula. Este filtro tomaba aire del mismo lugar que la caja de aire de fábrica, pero no estaba protegido del calor del compartimento del motor.
En el banco de pruebas, la admisión resultó ser irregular. Con el capó cerrado, se obtenía algo más de potencia gracias al filtro de mejor flujo, pero tras unas cuantas pruebas, la temperatura del aire se disparó y la potencia disminuyó en consecuencia. También descubrí que, con la temperatura del aire más alta, era necesario reducir el avance del encendido para evitar la detonación.
A modo de prueba, abrí el capó, aflojé la abrazadera que sujetaba el tubo de admisión al cuerpo del acelerador y saqué todo el tubo de admisión del compartimento del motor. Esto dejó el filtro de aire en la corriente de aire frío, fuera del compartimento del motor. Otra pasada en el banco de pruebas mostró rápidamente 10 kW adicionales en las ruedas traseras y una temperatura del aire de admisión agradablemente baja. Va a ser bastante difícil conducir así por la carretera, pero lo demuestra.
¿MAF o sin MAF?
Que tu coche haya salido del concesionario con un sensor MAF no significa necesariamente que tengas que conservarlo. Al instalar una ECU independiente o enchufable de repuesto, normalmente tenemos la opción de sustituir el MAF por un sensor MAP. Si vas a reprogramar la ECU de fábrica, aún tienes opciones. Los desarrolladores de software de reprogramación han encontrado maneras de reescribir o "parchear" la ECU de fábrica para que los técnicos puedan retirar el sensor MAF y convertirlo a un sistema de densidad de velocidad.
Esto no siempre es un requisito y, como mencioné, en algunos casos el sensor MAF no afecta la potencia. Por otro lado, si se sabe que su sensor MAF causa una restricción importante o si está considerando instalar un árbol de levas o un kit de sobrealimentación, es bueno saber que tiene opciones.
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