SENSORES DE FLUJO DE AIRE (MAF)

Los sensores de flujo de aire (MAF) en realidad se llaman sensores de flujo de masa de aire y lo que hacen es convertir la cantidad aire que el motor aspira hacia la admisión en una señal de voltaje. La PCM necesita saber el volumen de aire para calcular la “carga del motor”, es decir, la cantidad de trabajo que el motor está realizando. En consecuencia, esto es necesario para calcular cuanto combustible inyectar, cuando iniciar la chispa en cada uno de los cilindros y cuando meter los cambios de velocidad de la transmisión, cuando el diseño del fabricante así lo indique (como sucede con muchas camionetas Jeep y Ford). El sensor de flujo de masa de aire se localiza directamente en el conducto de entrada de aire, entre el filtro de aire y el cuerpo de aceleración, que es donde donde puede medir la cantidad de aire fresco que ingresa al motor. Existen diferentes tipos de sensores de flujo de masa de aire. El sensor de paleta (VAF) y el Karman Vortez son dos modelos antiguos de sensores de flujo de aire que pueden ser fácilmente identificados por su forma. El más nuevo y más común es el sensor de Flujo de Masa de Aire (MAF).

Sensor de flujo de aire MAF
SENSOR DE FLUJO DE MASA DE AIRE DEL TIPO CABLE CALIENTE

Los componentes primarios internos de un sensor MAF son un termistor, un cable de platino de alta temperatura y un circuito de control electrónico.  El termistor mide la temperatura del aire que ingresa al motor. El cable de platino es mantenido a una temperatura constante en relación a la temperatura del termistor y ese mantenimiento de temperatura es realizado por el circuito de control electrónico. Un incremento en el flujo de aire ocasionará que el cable caliente de platino pierda calor con lo que disminuiría su temperatura y entonces lo que sucede en esos milisegundos, es que el circuito de control electrónico dentro del sensor compensará esa pérdida de calor del cable al enviar más corriente eléctrica a través del cable para mantenerlo caliente.  El circuito de control electrónico simultáneamente mide el flujo de corriente con lo que envía una señal de voltaje en proporción al flujo de corriente eléctrica, es decir, entre mayor sea la cantidad de aire que entre al motor ese incremento de aire enfriará más rápido al cable caliente, en consecuencia el circuito de control electrónico aumentará la corriente eléctrica para calentar más al cable de platino y justo cuando eso suceda, el mismo circuito de control electrónico se encargará de enviarle a la PCM una señal electrónica de incremento de voltaje; entre más aire ingrese al motor mayor será la señal de voltaje hacia la PCM.
El sensor MAF incluye en su cuerpo un Sensor de Temperatura del Aire (IAT). Su operación la veremos con detalles cuando lleguemos al curso de sensores de temperatura. Cuando miras el diagrama de control y encendido electrónico de cualquier auto que esté equipado con sensor MAF te puedes dar cuenta de que existe un cable de tierra a masa solo para el sensor MAF y uno más exclusivamente para el sensor IAT. Ese es un detalle muy importante cuando revisamos tierras de sensores al leer diagramas.

El sensor MAF incluye en su cuerpo un Sensor de Temperatura del Aire (IAT). Su operación la
veremos con detalles cuando lleguemos al curso de sensores de temperatura.
Cuando miras el diagrama de control y encendido electrónico de cualquier auto que este equipado con sensor MAF te puedes dar cuenta de que existe un cable de tierra a masa solo para el sensor MAF y uno más exclusivamente para el sensor IAT. Ese es un detalle muy importante cuando revisamos tierras de sensores al leer diagramas.

DIAGNOSTICO DE SENSORES MAF
El diagnóstico del sensor MAF involucra revisiones visuales, de circuito y del componente.
El conducto dentro del sensor MAF debe estar libre de residuos para que el sensor pueda operar normalmente. Si el conducto está obstruido, el motor por lo regular encenderá pero funcionará con falla, temblará y posiblemente se apagará sin que active un código de falla DTC en la memoria de la PCM, convirtiéndose en una falla difícil de detectar.

SENSOR MEDIDOR DE FLUJO AIRE DE PALETA (VAF) (VANE AIR FLOW)
El sensor VAF provee a la PCM con una medida exacta de la carga soportada por el motor. La PCM usa esta señal para calcular la duración básica de inyección así como el ángulo de avance de encendido. Los sensores medidores de flujo de aire VAF consisten de los siguientes componentes:

•  Plato medidor
• Plato compensador
• Resorte de retorno
• Poteciómetro (o resistencia variable)
• Conducto de aire
• Tornillo de ajuste de ralenti (ajustado en la fábrica)
• Interruptor de bomba de gasolina (solo algunas marcas)
• Sensor de temperatura del aire (IAT)

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Los componentes del sensor VAF, que son:

• Plato medidor
• Plato compensador
• Resorte de retorno
• Poteciómetro (o resistencia variable)
• Conducto de aire
• Tornillo de ajuste de ralenti (ajustado en la fábrica)
• Interruptor de bomba de gasolina (solo algunas marcas)
• Sensor de temperatura del aire (IAT)

Ahora lo que sigue es analizar como es que el sensor VAF realiza su función de medición.

OPERACION DEL SENSOR VAF
Durante la operación del motor, el flujo de aire en la cámara de admisión reacciona mecánicamente contra el plato medidor (y el resorte de retorno) con lo que flexiona al plato en proporción al volumen de aire que circula por el plato. Un plato de compensación (el cual es adherido al plato medidor) lo localiza dentro de la cámara de amortiguamiento y actual tal y como lo hace un “amortiguador” para prevenir movimientos rápidos o vibraciones del plato medidor.
El movimiento del plato medidor se transfiere a través de un eje hacia un deslizador (o brazo móvil) sobre el potenciómetro (resistencia variable). El movimiento del deslizador contra la resistencia del potenciómetro ocasiona que una señal de voltaje variable se transmita desde a terminal del sensor hacia la PCM. Debido a la relación que existe entre el plato medidor y el potenciómetro, los cambios de la señal hacia la PCM serán proporcionales al volumen de aire que está ingresando a la admisión y que así desliza al plato.

La resistencia r2 (conectada en paralelo con r1) permite al sensor continuar suministrando una señal de voltaje en el supuesto de que ocurriese una apertura de circuito en el potenciómetro principal (r1). En algunas marcas de autos el sensor VAF también tiene un interruptor de la bomba de gasolina dentro de cuerpo del sensor el cual se cierra para mantener la operación de la bomba de gasolina una vez que el motor haya encendido y el flujo de aire comience.
El sensor también contiene un tornillo de ajuste de ralenti calibrado en fábrica que está cubierto con una tapa resistente. No te recomiendo que en ningún caso remuevas esa tapa para reajustar dicho tornillo porque puedes dañar el sensor irreversiblemente.

TIPOS DE SENSORES VAF
Existen dos tipos principales de sensores VAF. El primer diseño es el más antiguo. Emplea voltaje de batería para funcionar. Con este tipo de sensor VAF, a medida que el plato medidor se abre la señal de voltaje hacia la PCM se incrementa. En el otro diseño ocurre lo contrario. Actualmente el sensor VAF ya no se utiliza en ningún vehículo moderno pero es muy común en vehículos de principios de los 90’s. Debido a que son 4 o 5 los cables que se conectan a un sensor VAF siempre es buena idea consultar el diagrama para saber con exactitud que es lo que hace cada uno de ellos.

SENSOR DE FLUJO DE AIRE KARMAN VORTEX
El flujo de aire de admisión que reacciona contra el generador vórtex crea un efecto de “estela” en el aire que va corriente abajo del generador, muy similar a las ondas creadas en el agua luego de que un bote pasa cerca. Esta onda o estela es lo que se conoce con el nombre de “Karman Vórtex”. Cuando vemos el agua oscilar vemos que la estela tarda un poco de tiempo en estabilizarse y mientras tanto hay un pequeño oleaje que “sube y baja”. Esas mismas oscilaciones que ocurren dentro de un generador vórtex pueden medirse en el aire que circula dentro del sensor. A ese “oleaje del aire” se le mide la “frecuencia” en la que los vórtices varían en proporción con la velocidad del aire que está ingresando al motor:
entre mayor sea la demanda de aire motor (carga) mayor será el caudal de aire ingresando y mayores serán los vórtices u “oleajes” que se formarán en el generador vórtex.
Entonces, para medir la cantidad de aire que ingresa al motor con este sensor lo que se hace es contar las veces que estos oleajes se están formando a lo largo del tiempo.

Los vórtices son entonces pequeños torbellinos de aire. Los vórtices se miden dentro de un “orificio direccionador de presión” desde el cual sus movimientos oscilantes empuja y jalan un pequeño espejo de metal. El flujo del aire ejercido contra este espejo lo obliga a un movimiento pendular tipo “vaivén” y la rapidez del movimiento será en proporción directa a la frecuencia con que se generen más vórtex.
Más RPM’s – Más Aire – Más Vortex – Más Movimientos Pendulares del Espejo Mientras el sensor esté activado, los movimientos repetitivos del espejo ocasionarán que desde un LED (Diodo Emisor de Luz) se produzca la iluminación alternadamente interrumpida de un FOTOTRANSISTOR. Como resultado, el foto-transistor solo hará dos cosas:
En un momento alternativamente aterrizará a masa cuando esté iluminado con la luz que provenga del espejo y en el siguiente, cuando el vórtex mueva al espejo de lugar, se abrirá el circuito para que el foto-transistor envíe una señal de 5 Volts a la PCM y así sucesivamente, el proceso se repetirá muchas veces cada segundo con cada vórtex que hale y empuje al espejo.

Este fenómeno repetitivo crea un señal de onda cuadrada de 5 Volts que incrementará su frecuencia de repetición en proporción al incremento de flujo de aire. Debido a la naturaleza rápida y alta frecuencia de esta señal, una inspección exacta de la señal en varios rangos de operación del motor exige usar un multímetro digital de alta calidad con capacidad de medir frecuencia en Hertz o mejor aún, con un osciloscopio.