La valvola a farfalla è un componente cruciale nei motori a combustione interna, sia benzina che diesel, e svolge un ruolo fondamentale nel controllo delle emissioni e nelle prestazioni del motore. In questo articolo, esploreremo il funzionamento della valvola a farfalla nei veicoli Volkswagen, i problemi comuni che possono verificarsi e le possibili soluzioni.
Funzionamento della Valvola a Farfalla
Nei motori endotermici, il corpo farfallato è un componente fondamentale del sistema di aspirazione dell’aria. La sua funzione principale è quella di regolare il flusso d’aria che entra nei cilindri del motore, garantendo il corretto rapporto stechiometrico della miscela aria-carburante. Ciò si traduce in una combustione ottimale, con conseguente aumento dell’efficienza del motore, riduzione del consumo di carburante e delle emissioni di CO2.
La valvola a farfalla, situata all’interno del corpo farfallato, è una valvola rotante azionata da un attuatore elettrico. L'apertura e la chiusura di questa valvola sono determinate dall'input del pedale dell'acceleratore. Modificando l’angolo di apertura della valvola, si varia la quantità di aria presente nella miscela carburante-aria. Contemporaneamente, l’iniettore immette l’esatto quantitativo di carburante necessario, rendendo efficiente la gestione del motore.
Il sensore di posizione, integrato nel sistema, misura l’angolo di apertura della valvola a farfalla e invia i dati alla centralina elettronica del motore (ECU). La centralina elabora costantemente questi segnali e determina la posizione ottimale di apertura o chiusura della valvola.
Tipi di Corpi Farfallati
Attualmente, i corpi farfallati montati sui veicoli possono essere suddivisi in due tipologie principali:
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- Corpo farfallato meccanico: In questo sistema, l’apertura/chiusura della valvola a farfalla avviene meccanicamente tramite un cavo che collega l’acceleratore alla valvola.
- Corpo farfallato elettronico (Drive-by-Wire): In questo sistema, un sensore presente sul pedale dell’acceleratore invia un segnale alla centralina che, tramite un attuatore elettronico, comanda l’apertura o chiusura della valvola a farfalla.
Il corpo farfallato è collegato direttamente al collettore di aspirazione, che distribuisce l’aria nei cilindri del motore. È posizionato dopo il filtro dell’aria, che ha lo scopo di eliminare impurità e residui dall’aria prima che questa entri nel motore. Nei motori turbo, il corpo farfallato può trovarsi dopo l’intercooler, che raffredda l’aria compressa dal turbo.
Funzioni aggiuntive nei motori Diesel
Nei motori diesel moderni, il corpo farfallato svolge un ruolo ancora più complesso, legato principalmente al ricircolo dei gas di scarico (EGR). Per ottemperare alle normative antinquinamento sempre più restrittive, le case automobilistiche hanno adottato il sistema EGR, che reintroduce una parte dei gas di scarico all’interno del condotto di aspirazione. Questo sistema ha il duplice effetto di:
- Ridurre l’emissione degli NOx.
- Bruciare una porzione del particolato prodotto nella combustione, riducendo le emissioni inquinanti.
La differenza di pressione tra il condotto di aspirazione e quello di scarico non sarebbe sufficiente a movimentare la massiccia quantità di gas da ricircolare. Per questo motivo, anche nei motori diesel si è reso necessario l’utilizzo di un corpo farfallato a gestione elettronica, posto sull’aspirazione. Questo componente, chiudendosi, genera una depressione che favorisce l’ingresso dei gas esausti in aspirazione in una quantità proporzionale al proprio grado di chiusura, controllandone così la massa con estrema precisione.
Inoltre, al corpo farfallato viene demandata una duplice funzione:
- Gestire le temperature di combustione necessarie alla strategia di attuazione del sistema DPF (filtro antiparticolato).
- Evitare scuotimenti del motore al suo spegnimento, comandandola repentinamente in completa chiusura.
Problemi Comuni della Valvola a Farfalla
Un guasto o un malfunzionamento del corpo farfallato può avere un impatto significativo sulle prestazioni del motore, poiché la miscela aria-carburante non sarà quella ottimale. Alcuni dei problemi più comuni includono:
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- Eccessivo consumo di carburante: Se l’auto consuma troppo carburante, potrebbe essere colpa del corpo farfallato, che non regola correttamente il flusso d’aria.
- Spia motore accesa: Le anomalie nel funzionamento della valvola a farfalla possono essere rilevate dalla centralina elettronica del motore (ECU), che riscontra un flusso d’aria anomalo o un segnale anomalo del sensore di posizione.
- Motore irregolare o perdita di potenza: Il motore potrebbe “strappare” quando si frena, diventare irregolare a bassi regimi o perdere potenza.
- Minimo non ottimale: Gestione del minimo non ottimale.
- Apertura lenta della valvola: Apertura lenta della valvola che può comportare “fumosità” del motore e scarsa resa.
Cause dei Malfunzionamenti
Come tutte le valvole, anche la valvola a farfalla può perdere con il tempo la piena funzionalità e creare dei problemi. In molti casi, la causa è l’accumulo di sporco e di residui carboniosi sulla valvola a farfalla o sui condotti, che impedisce la corretta apertura e chiusura della valvola stessa.
Altre cause comuni di malfunzionamento includono:
- Guasto del sensore di posizione: Se il sensore di posizione della valvola farfallata invia letture errate alla ECU, il funzionamento della valvola ne risulterà compromesso.
- Rottura del motorino elettrico: Nei sistemi drive-by-wire, la rottura del motorino elettrico (attuatore) che comanda l’apertura e chiusura della valvola a farfalla è un problema comune.
- Inconvenienti nei motori diesel: Nei motori diesel, gli inconvenienti sulla farfalla motorizzata sono spesso legati all’accumulo di residui carboniosi e olio sugli organi della farfalla, a causa del ricircolo dei gas di scarico. Ciò ostacola il movimento della farfalla e può causare un maggiore sforzo del servomotore, portando a:
- Eccessivo assorbimento elettrico, tale da bruciare il fusibile di protezione.
- Rottura degli ingranaggi del motorino d’azionamento.
- Cortocircuito dell’impianto: Cortocircuito dell’impianto a causa del trafilamento di olio nel motore della valvola.
- Rottura della molla: Rottura della molla.
Sintomi Specifici nei Motori Diesel
Nei motori diesel, la sintomatologia legata a problemi alla valvola a farfalla può includere il recovery del sistema iniezione, con relativa accensione della spia MIL (Malfunction Indicator Lamp). Oltre all’errore generale P2102 “Circuito controllo attuatore farfalla”, possono essere presenti i seguenti codici guasto:
- 19559: Motorino sportello collettore aspirazione (V157), malfunzionamento
- 19558: Motorino sportello collettore aspirazione (V157), nessun segnale
- 19557: Motorino sportello collettore aspirazione (V157), interruzione o cortocircuito verso massa
- 19556: Motorino sportello collettore aspirazione (V157), cortocircuito verso positivo
- 17075: Motorino ventola liquido di raffreddamento motore 1 - cortocircuito a massa
In tali casi, a quadro acceso, sul pin 4 della farfalla non si avrà nessuna tensione, che rappresenta il feed-back di diagnosi guasto del componente. Inoltre, potrebbe manifestarsi l’errore 17075 perché il fusibile F8 è posto a protezione anche del modulo ventole motore.
Soluzioni ai Problemi della Valvola a Farfalla
La risoluzione dei problemi alla valvola a farfalla dipende dalla causa del malfunzionamento. Alcune delle soluzioni più comuni includono:
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- Pulizia del corpo farfallato: L’operazione principale da eseguire è sicuramente la pulizia del motorino farfalla, al fine di rimuovere sporco e residui carboniosi.
- Controllo dell’alimentazione e della massa: Se gli errori relativi alla farfalla motorizzata (V157) non si cancellano, è opportuno effettuare il controllo dell’alimentazione e della massa del componente, nonché il controllo dei cablaggi collegati in centralina motore e relative prove di corto circuito verso massa e verso positivo.
- Sostituzione del fusibile: Generalmente, quando il fusibile (F8) salta, la causa è dovuta ad un eccessivo assorbimento da parte del motore elettrico di comando. In tal caso, è necessario sostituire il fusibile.
- Sostituzione del corpo farfallato: Se la pulizia non risolve il problema o se sul pin 4 manca la tensione di 12 volt, è necessaria la sostituzione del complessivo farfalla V157.
- Sostituzione del sensore TPS: Se il sensore TPS è rotto, lo si può sostituire.
- Riprogrammazione della centralina motore: In alcuni casi, è possibile intervenire con la riprogrammazione della centralina motore per escludere il funzionamento della valvola a farfalla, annullando la strategia di protezione della centralina e spegnendo le spie di malfunzionamento. Questo approccio può essere utilizzato per risolvere problemi legati all’usura della valvola e alla formazione di incrostazioni.
- Rimozione della valvola TVA: Per eliminare definitivamente i problemi legati alla valvola TVA, è possibile effettuare un intervento di rimozione della valvola TVA agendo esclusivamente sulla centralina motore. In questo modo, senza alcun intervento meccanico, si possono ottenere prestazioni affidabili ed un maggior confort di guida.
Procedura di Sostituzione del Corpo Farfallato
Prima di rimuovere il corpo farfallato, è necessario scollegare il cablaggio del sensore di posizione della farfalla (TPS) e degli altri sensori connessi, oltre ad altri tubi collegati al componente.
Alternative alla Sostituzione: La Riparazione e l'Esclusione
Invece di sostituire completamente il corpo farfallato, ci sono delle alternative che possono essere considerate:
- Riparazione: In alcuni casi, la riparazione del corpo farfallato è possibile, soprattutto se il problema è limitato a un componente specifico come il sensore TPS.
- Esclusione tramite rimappatura della centralina: Alcune officine specializzate, come Evo-Tune e GiancaMotors, offrono servizi di rimappatura della centralina motore per escludere il funzionamento della valvola a farfalla. Questo approccio può essere più economico e risolutivo rispetto alla sostituzione, soprattutto in caso di problemi ricorrenti legati all'usura.
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