Debimetro meccanico ( a paletta )

Il debimetrto è del tipo a paletta in base al flusso di aria a spirata si sposta la paletta che aziona un potenziometro che varia l uscita in tensione al minimo esce circa 0,3 volt al massimo circa 5 volt.La tensione di riferimento fornita dalla centralina è di 5 volt quando alla centralina tornano 5 volt essa sa che è al massimo dell apertura accelelratore.

Funzione
Il flussometro aria usa un sensore di temperatura e un'aletta mobile collegata ad un potenziometro, che restituisce all'unità di controllo un segnale proporzionale alla temperatura e al volume dell'aria che entra nel motore.



Specificazioni
tensione di alimentazione: 5 V tensione di uscita: 0 - 5 V resistenza sensore temperatura aria: 2.000 - 3.000 ohm/20 °C informazione di forma d'onda: segnale di uscita durante l'accelerazione
Strumento 1




Le prova da fare sul debimetro sono le seguenti,basta un comune tester.

Chiave in posizione di STOP tra il Pin 1 e 2 si devono rilevare da 12000 ohm a 250 ohm resustenza sensore temperatura aria a spirata.

Chiave in posizione di STOP tra il Pin 4 e 2 si devono rilevare da260 ohm a 520 ohm e dal Pin 4 e 3 si devono rilevare da 140 ohm a 280 ohm si tratta della resistenza del debimetro.

Chiave in posizione di STOP tra il Pin 5 e 4 muovendo la paletta si devono rilevare da 200 ohm a 1000 ohm si tratta della pista del potenziometro del debimetro.

Chiave in posizione di STOP tra il Pin 6 e 7 si deve rilevare contatto aperto e contatto chiso sempre muovendo la paletta si tratta del micro che aziona il relais pompa

Con motore in MOTO tra il Pin 2 e 5 si deve rilevare un VOLTAGGIO che va da 0 a 5 Volt in base al regime del motore aumenta accelerando.

Con chiave in posizione di MARCIA tra il Pin 2 e 4 si deve registare una tensione di circa 12 Volt ovvero la tensione della batteria.

Facendo queste prove si vede se il debimetro funziona correttamente.

Descrizione del debimetro.

Descrivo ora il debimetro meccanico, chiamato spesso ‘a paletta’, raffigurato nella foto soprastante e battezzato ‘AFM’ cioè Air Flow Meter dagli anglosassoni. Questo tipo di debimetro è molto più vecchio in termini tecnologici del debimetro a film caldo descritto precedentemente, più soggetto alle oscillazioni della colonna d’aria aspirata, più strozzante per l’aspirazione (maggiori perdite di carico), ma al tempo stesso più robusto del primo.

Il suo funzionamento si basa su un concetto molto semplice: l’aria aspirata al suo interno viene intercettata da un flap (paletta) di metallo incernierato esattamente come una porta e lo spinge, provocandone la rotazione. Il flap è collegato al telaio del debimetro con una molla a spirale, allo scopo di riportarlo in posizione di riposo, quando il flusso d’aria cessa.
Più nel dettaglio, l’aspirazione del motore causa una differenza di pressione tra monte e valle del debimetro tale che, moltiplicata per la superficie del flap, crea una forza sufficiente da vincere la resistenza della molla che lo collega al telaio, consentendone la rotazione.

All’interno del coperchio sigillato nero, visibile nella foto, si trova un potenziometro a strato ceramico che invia alla centralina un segnale proporzionale all’angolo di apertura del flap. Per la rilevazione della temperatura del flusso d’aria, nel debimetro a paletta, viene utilizzato un termistore (sensore di temperatura aria o ATS, Air Temperature Sensor) montato in posizione centrale e anteriore rispetto al flap, protetto da una gabbia di plastica. Il termistore è costituito da una lega metallica particolare, studiata con lo scopo di realizzare un conduttore la cui resistenza diminuisca con l’aumentare della temperatura.
Come possiamo notare il concetto di base resta sempre lo stesso.
A differenza del termometro a filo caldo, il termistore ha una resistenza molto più elevata e la sua curva di graduazione non è lineare.
La centralina riceve quindi in ingresso due segnali: uno relativo alla rotazione del flap e uno relativo alla temperatura del flusso d’aria.
Come è stato precedentemente specificato, l’apertura e quindi la rotazione del flap è provocata dalla differenza di pressione che insiste a monte e a valle del debimetro, ma per motivi che coinvolgono la dipendenza della forza applicata dall’angolo di rotazione, che in questa sede è inutile approfondire, tale rotazione non varia linearmente con la differenza di pressione.
Tale dipendenza non lineare tra angolo di rotazione e depressione di aspirazione si trasferisce anche nella relazione che lega la velocità del fluido attraverso il debimetro e, quindi, la sua portata volumetrica, al variare del medesimo angolo.
Nel caso del debimetro meccanico, quindi, non si ha propriamente una stima della portata in massa di aria, ma piuttosto un segnale proporzionale alla portata volumetrica dell’aria aspirata. Questo segnale viene corretto ed elaborato dalla centralina di iniezione a mezzo della lettura del sensore ATS e di altre costanti (ad esempio costante di iniezione e voltaggio batteria).
La trasformazione da portata volumetrica a portata in massa avviene quindi con calcoli interni alla centralina.
E’ utile, a questo punto, fare alcune precisazioni.
Sia nel caso del debimetro a filo caldo che del debimetro meccanico sono le scelte progettuali e la sperimentazione del motore sul banco che consentono di programmare la centralina in modo da ottimizzare le performances a partire dai segnali inviati dai vari sensori.
L’importante, infatti, è che la centralina, ricevuto in input un certo numero di segnali provenienti da sensori ‘qualsiasi ’ possa gestire correttamente l’anticipo di accensione e i tempi di iniezione.
Quindi non è tanto importante l’informazione che viene inviata (che sia proporzionale ad una portata in massa o in volume) quanto il modo in cui questa informazione viene ‘elaborata’ dalla centralina stessa, cioè gli algoritmi con cui vengono gestiti i vari sensori allo scopo di pilotare gli attuatori (ad esempio gli iniettori).
Da tener presente che tali algoritmi molto spesso non sono la traduzione di leggi fisiche, ma sono inventati appositamente per il corretto funzionamento del motore.
In questa ottica, la domanda che spesso si sente: ‘…ma il debimetro misura la massa o il volume?’ riceve una immediata risposta.


Vorrei aggiungere:

Il termine debimetro è stato introdotto dalla FIAT nei suoi manuali e a mio avviso ha creato più confusione che altro, anche perchè viene indifferentemente utilizzato per ogni tipo di sensore che misuri un flusso d'aria.
La denominaizone originale data dalla Bosch evita perfino che possa sorgere questo tipo di dubbio.
Il misuratore "a paletta" o meccanico è un Misuratore Quantità Aria (MQA) quindi misura il volume.
Il misuratore a film caldo è un Misuratore Massa Aria (MMA) e quindi misura appunto la massa aria aspirata e non il suo volume.
C'è da considerare infatti alcune cose: la capacità dell'aria di spingere la paletta del MQA dipende dalla sua pressione e velocità e non dalla densità, nel MMA invece il calore sottratto al film caldo dipende, oltre che dalla velocità e temperatura dell'aria, anche dalla sua densità in quanto lo scambio di calore avviene per convezione.
Il sensore temperatura aria che troviamo sia sul MQA sia sul MMA ha scopi diversi nei due dispositivi, infatti nei sistemi a MQA la temperatura dell'aria (oltre che per tante altre cose) viene utilizzata per avere una approssimazione della massa aspirata, mentre nei sistemi a MMA serve prevalentemente a una serie di funzioni aggiuntive.

FONTI:
http://www.electroportal.net/vis_resource.php?section=RP&id=88
http://forum.clubalfa.it/schede-tecniche/6450-debimetro-serve-come-funziona.html