Perdonatemi qualche incertezza nella traduzione qua e là.

 

La geometria del condotto di aspirazione Subaru
La seguente trattazione è un’analisi sul motivo per cui i modelli Subaru prodotti in anni diversi reagiscano in maniera differente a modifiche apportate al condotto di aspirazione. Ci focalizzeremo in particolare sugli ultimi modelli arrivati sul mercato nordamericano: il modello 1999 (che adotta un sistema MAF) ed il modello 2000 (che adotta un sistema MAP).
Prima di addentrarci nei dettagli geometrici del condotto di aspirazione, cerchiamo di acquisire una conoscenza un poco più approfondita dei due sistemi. Il primo sistema è il MAF, utilizzato fino all’anno 2000. A partire da quella data in poi invece si è passati al sistema MAP.

 
Sensore MAF
Il sensore MAF (mass air flow sensor = sensore di portata massica dell’aria, ndr) è utilizzato dalla centralina per determinare il peso dell’aria aspirata. Per calcolare questo valore la Subaru utilizza un sensore a forma cilindrica montato rigidamente all’interno della scatola filtro originale posizionato dietro il faro anteriore destro. All’interno del sensore c’è un filamento mantenuto ad una certa temperatura prefissata. L’aria, passando attraverso il sensore, lo raffredda e questi misura l’intensità di corrente necessaria a mantenere il filamento alla temperatura prefissata. In questa maniera è possibile conoscere quanta aria (in peso) passa attraverso il sensore in qualunque momento. Questo segnale (assieme ad altri segnali quali il numero di giri dell’albero motore e la temperatura esterna) viene inviato alla centralina che lo compara ad una mappa preesistente in maniera da fornire i giusti tempi di iniezione ed accensione. Vantaggi del MAF: rapporto aria/benzina molto preciso per tutte le condizioni di utilizzo. Svantaggi: il sensore introduce una restrizione nel condotto di aspirazione; il sistema è molto delicato.

 



 

Sensore MAP
Il sensore MAP (air speed-density sensor = sensore di velocità-densità dell’aria, ndr) calcola il peso dell’aria in ingresso al motore utilizzando un sensore di pressione assoluta posto nel collettore di aspirazione, un termometro e la legge dei gas perfetti. Per determinare accuratamente la quantità di benzina da iniettare, la centralina è provvista di una mappa dell’efficienza volumetrica. Vantaggi del MAP: semplice ed economico da installare; molto robusto. Svantaggi: è poco flessibile per variazioni di efficienza volumetrica; poco preciso a farfalla parzializzata.
La necessità di questi sensori nasce dall’esigenza di mantenere un corretto rapporto aria/benzina. Come si è potuto notare dalle spiegazioni precedenti, l’obiettivo è quello di calcolare il peso dell’aria in ingresso nel motore. Il rapporto aria/benzina infatti è un rapporto in peso, non in volume. Ad esempio, un rapporto 12:1 significa che stiamo bruciando un 1 grammo di benzina con 12 grammi di aria. Dal momento che il peso dell’aria varia in base all’altitudine, alla temperatura ed ad altri fattori, si può comprendere la necessità di disporre di sensori sofisticati per mantenere il corretto rapporto aria/benzina.
 

Osservazioni sulla geometria del condotto di aspirazione
Ora che conosciamo le differenze di base tra i due metodi di calcolo del peso dell’aria diamo uno sguardo a come la Subaru ha progettato i propri sistemi di aspirazione. Indipendentemente dal fatto che siano dotate di MAF o di MAP, tutti gli ultimi modelli Subaru hanno collettori di aspirazione di geometria simili, grosso modo a forma di ragno a quattro zampe. Stiamo parlando della tubazione di alluminio montata direttamente sopra il motore. Guardando indietro notiamo un corpo farfallato singolo del diametro interno di 60mm. Attaccato direttamente ad esso si riconosce facilmente una camera di plastica nera. La tubazione si snoda poi lungo la parte destra del motore per fermarsi poco prima del faro anteriore destro. Ciascuno di questi componenti assolve ad una funzione specifica ed assieme formano il condotto di aspirazione.

 



 

Partiamo dal collettore di aspirazione che è composto da lunghi condotti e da un serbatoio relativamente piccolo. La funzione dei condotti lunghi e stretti è di fornire coppia ai regimi bassi ed intermedi garantendo un migliore riempimento dei cilindri a questi regimi. A regimi elevati tuttavia questa geometria potrebbe diventare un fattore limitante, necessitando quindi di un intervento. Non pensate però subito a spendere un sacco di soldi per un nuovo collettore di aspirazione. Le testate rimangono comunque la restrizione maggiore di tutto il sistema, quindi converrebbe semmai cominciare da quest’ultime. Quando tuttavia prenderete in considerazione un diverso collettore di aspirazione, assicuratevi che esso sia parte integrante di un pacchetto che comprenda anche testate ed alberi a camme. Altrimenti vi ritroverete con un collettore di aspirazione progettato per regimi elevati e delle testate e degli alberi a camme ottimizzati per regimi bassi. Sfortunatamente non esiste una geometria del collettore che si adatti perfettamente ad ogni condizione di utilizzo, diffidate quindi dei produttori che pubblicizzano i propri prodotti come adatti a tutti i regimi.
Passiamo al corpo farfallato che è l’organo che controlliamo con il nostro piede destro. Premendo l’acceleratore, la farfalla ruota di conseguenza permettendo ad una maggiore quantità d’aria di entrare nel motore e quindi di aumentarne la potenza. La Subaru utilizza un corpo farfallato da 60mm, un valore più che discreto. La necessità di un corpo farfallato maggiorato per un motore 2.5 con teste e camme originali che non superi i 6500 giri/min è minima, tuttavia aumentando la portata d’aria è possibile guadagnare qualcosa adottando una sezione maggiorata.
Subito dietro il corpo farfallato è posizionato quel misterioso serbatoio di plastica nera sulla cui funzione si è già dibattuto molto. Questo serbatoio era completamente vuoto fino a metà 1999 quando la Subaru vi inserì un secondo filtro dell’aria. Dato che non abbiamo discusso i dettagli di questa soluzione con gli ingegneri Subaru, possiamo fare alcune ipotesi sulle ragioni di una tale geometria basandoci su alcune teorie relativamente ai sistemi di aspirazione. Una delle ragioni principali di questo serbatoio è di funzionare da serbatoio d’aria supplementare per migliorare la risposta all’acceleratore. Affondando di colpo l’acceleratore, dopo che fino a quel momento il pedale era solo parzialmente premuto, la richiesta d’aria del motore aumenta in modo repentino ed il collettore d’aspirazione originale, con il suo piccolo serbatoio, non è in grado di soddisfare la richiesta del motore. Per rimediare a ciò, la Subaru utilizza questo secondo serbatoio per supplire a questa improvvisa richiesta di aria. Esso ci garantisce la prontezza di risposta che ci aspetteremmo e mantiene allegro il nostro motore.

 



 

Un’altra caratteristica di questo serbatoio e di quei strani tubi che si diramano dal condotto di aspirazione è di smorzare le pulsazioni che si creano nel sistema di aspirazione. All’aumentare dei giri del motore, si crea una pulsazione nel condotto di aspirazione causata principalmente dal rimbalzo dell’aria che si crea ad ogni chiusura delle valvole di aspirazione. La maggior parte delle pulsazioni non riescono a superare il serbatoio, e quelle che vi riescono vengono smorzate dalla lunghezza del condotto di aspirazione. Il funzionamento è quello di una tromba, che cambia le note emesse in base alla lunghezza dei condotti.

 



 

Perché tutto questo interesse attorno alle pulsazioni d’aria? Beh, come si può notare installando un kit d’aspirazione aftermarket su un modello 1999 che elimina le tubazioni originali ed il serbatoio aggiuntivo, il MAF non funziona più a dovere ai regimi più elevati inviando di conseguenza valori sbagliati alla centralina. L’aria che rimbalza arriva addirittura a creare delle turbolenze all’interno del MAF stesso. Questo è il motivo per cui alcune persone si lamentano che i modelli 1999 girano magri installando un kit di aspirazione aftermarket e quindi necessitano di dispositivi aggiuntivi quale ad esempio l’Apexi Super AFC per ingrassare la miscela. In realtà, il motore girerebbe ancora leggermente grasso (come accade su tutti gli altri modelli) se al MAF fosse data la possibilità di leggere il peso reale dell’aria che lo attraversa. La causa di tutto ciò è quindi un condotto di aspirazione mal progettato, non il sensore MAF.

 

Malfunzionamento del MAF
Il rimbalzo dell’aria può causare errate letture della portata d’aria, ma non è l’unica causa dei malfunzionamenti. Non si può imputare la moria di MAF sui modelli 1999 unicamente ad una sola causa, ma piuttosto ad una combinazione di cause. A nostro avviso la causa numero uno sono le vibrazioni. Molti di questi kit d’aspirazione aftermarket ed anche certi kit turbina non riposizionano il MAF in maniera tale da isolarlo totalmente dalle vibrazioni. Durante la guida, il motore sobbalza e vibra, una vera tortura per l’elettronica del sensore. Abbiamo perfino visto alcuni kit che facevano urtare il MAF contro il vano motore ogniqualvolta il motore entra in coppia. Altre concause possono essere un filtraggio non adeguato, repentine variazioni di pressione (valvole blow-off che “sparano” aria calda addosso al MAF da dietro) ed il calore.
Come si risolve tutto ciò? Dobbiamo ricordarci che abbiamo a che fare con un componente elettronico delicato e sensibile che deve essere trattato con particolare cura. Per prima cosa è necessario fissare bene il MAF alla struttura interponendo delle boccole di gomma tra la staffa di supporto del MAF ed il condotto in maniera da ridurre le vibrazioni. Coloro invece che volessero montarlo vicino al motore (spero sia questo il senso… ndr) devono assicurarsi che esso non sbatta contro il vano motore ed utilizzare la stessa soluzione per e boccole in maniera da isolarlo dalle vibrazioni continuamente prodotte dal motore. Per seconda cosa bisogna scegliere elementi filtranti di qualità. Elementi in cotone come K&N ed Apexi funzionano bene, purché ben oliati. Anche gli elementi in spugna tipo Amsoil o Greddy fanno bene il loro dovere. Sconsigliamo invece i filtri HKS e Weapon-R in quanto abbiamo troppi esempi di spugna che si sbriciola e che quindi viene aspirata (oltre a non filtrare bene). I peggiori in assoluto sono i filtri Blitz Stainless Steel. Potranno pure avere un aspetto migliore, ma non filtrano meglio. Infine bisogna assicurarsi che la valvola blow-off non scarichi direttamente sul MAF.
Tutti questi accorgimenti dovrebbero garantire una vita più lunga al MAF.

 

Meglio il MAF o il MAP?
Mentre i sistemi MAF vengono generalmente preferiti dai produttori per la loro accuratezza, i sistemi MAP stanno lentamente guadagnando terreno ancora una volta grazie ai progressi dell’elettronica. Affinché un sensore MAP sia in grado di offrire la precisione di un MAF (anche per una questione di gas di scarico), è necessario disporre di una centralina molto prestazionale che possa supplire all’incapacità del MAP di gestire situazioni di guida non a pieno carico.
A partire dal 2000 la Subaru è passata ad un più sofisticato sistema MAP per il mercato americano mantenendo il MAF sulle Impreza, Legacy e Forester vendute in altre parti del mondo. Possiamo solamente supporre i motivi di tale scelta: probabilmente ciò è dovuto alla necessità di ridurre i costi di produzione aumentando contemporaneamente l’affidabilità. Sempre facendo supposizioni, probabilmente rivedremo il MAF quando anche da noi negli USA giungerà la WRX, mentre sui motori aspirati è probabile che si prosegui ad impiegare il MAP per la provata affidabilità. Perché allora non utilizzare il MAP sulla WRX? Noi crediamo che, vista l’affidabilità ottenuta in altri paesi con il MAF e visto che non ci saranno grossi cambiamenti di motore/trasmissione sulla prossima WRX, la Subaru non voglia incorrere in costi aggiuntivi per sviluppare un MAP che permetta di ottemperare alle norme sulle emissioni americane. Ripetiamo, queste sono solo supposizioni.
Resta il fatto che il MAF è leggermente più preciso nel calcolare il rapporto aria/benzina nella maggior parte delle situazioni di guida. Solo accelerando a fondo i due sistemi tendono ad equivalersi. Ad apertura parziale della farfalla (come ad esempio in città) le differenze invece si fanno marcate. Ripetiamo, le differenze sono prima di tutto teoriche e spesso è difficile percepirle nella realtà. Coloro che sono dotati di MAP non pensino quindi di dover passare per forza al MAF. Ricordatevi però un fatto: quasi tutte le centraline aftermarket utilizzano un sensore MAP (Haltech, TEC II, Motec, EFI ecc.)
 

In conclusione
Speriamo che queste informazioni siano servite a qualcuno. Sebbene abbiamo basato i nostri risultati su teorie largamente accettate, non possiamo garantirne al 100% la correttezza. Alcune idee esposte sono basate su opinioni ed assunzioni. Ci sono alcune documentazioni SAE sull’argomento molto esaustive che hanno come oggetto la misurazione della portata d’aria all’indirizzo http://www.sae.org.