Il dispositivo e il principio di funzionamento della valvola a farfalla

La valvola a farfalla è una delle parti più importanti del sistema di aspirazione di un motore a combustione interna. In un'auto, si trova tra il collettore di aspirazione e il filtro dell'aria. Nei motori diesel, l'acceleratore non è necessario, tuttavia, è ancora installato sui motori moderni in caso di funzionamento di emergenza. La situazione è simile con i motori a benzina con un sistema di controllo dell'alzata delle valvole. La funzione principale della valvola a farfalla è fornire e regolare il flusso d'aria necessario per formare la miscela aria-carburante. Pertanto, la stabilità delle modalità operative del motore, il livello di consumo di carburante e le caratteristiche dell'auto nel suo complesso dipendono dal corretto funzionamento dell'ammortizzatore.

Dispositivo di soffocamento

In termini pratici, la valvola a farfalla è una wastegate. Nella posizione aperta, la pressione nel sistema di aspirazione è uguale a quella atmosferica. Man mano che si chiude diminuisce, avvicinandosi al valore di depressione (questo accade perché il motore sta effettivamente funzionando come una pompa). È per questo motivo che il servofreno a depressione è collegato al collettore di aspirazione. Strutturalmente, l'ammortizzatore stesso è una piastra rotonda che può essere ruotata di 90 gradi. Una di queste rivoluzioni è un ciclo dall'apertura completa alla chiusura della valvola.

Il corpo farfallato (modulo) comprende i seguenti elementi:

• Alloggiamento dotato di più ugelli. Sono collegati a sistemi di ventilazione, recupero vapori di carburante e refrigerante (per riscaldare la serranda).
• Attuatore che mette in moto la valvola premendo il pedale dell'acceleratore da parte del guidatore.
• Sensori di posizione o potenziometri. Misurano l'angolo di apertura della valvola a farfalla e inviano un segnale alla centralina motore. Nei sistemi moderni sono installati due sensori per il controllo della posizione della farfalla, che possono essere a contatto scorrevole (potenziometri) o magnetoresistivi (senza contatto).
• Regolatore del minimo. È necessario mantenere una determinata velocità dell'albero motore in modalità chiusa. Cioè, l'angolo di apertura minimo dello smorzatore viene fornito quando il pedale del gas non è premuto.

Tipi e modalità di funzionamento della valvola a farfalla

Il tipo di comando dell'acceleratore ne determina il design, la modalità di funzionamento e il controllo. Può essere meccanico o elettrico (elettronico).

Dispositivo di azionamento meccanico

I modelli di auto vecchie e economiche hanno un azionamento meccanico della valvola, in cui il pedale dell'acceleratore è collegato direttamente alla valvola di bypass tramite un cavo speciale. L'azionamento meccanico per la valvola a farfalla è costituito dai seguenti elementi:

• acceleratore (pedale del gas);
• aste e bracci oscillanti;
• fune d'acciaio.

Premendo il pedale dell'acceleratore si mette in moto un sistema meccanico di leve, aste e cavo, che costringe la serranda a ruotare (aprire). Di conseguenza, l'aria inizia a fluire nel sistema e si forma una miscela aria-carburante. Più aria viene fornita, più carburante entrerà e, di conseguenza, la velocità aumenterà. Quando l'acceleratore è in posizione inattiva, l'acceleratore tornerà in posizione di chiusura. Oltre alla modalità base, i sistemi meccanici possono includere anche il controllo manuale della posizione dell'acceleratore tramite un'apposita maniglia.

Il principio di funzionamento dell'azionamento elettronico

Il secondo e più moderno tipo di ammortizzatori è l'acceleratore elettronico (azionato elettricamente e controllato elettronicamente). Le sue differenze di priorità sono:

• Nessuna interazione meccanica diretta tra il pedale e lo smorzatore. Viene invece utilizzato il controllo elettronico, che permette anche di variare la coppia del motore senza la necessità di premere il pedale.
• Il regime minimo del motore viene regolato automaticamente spostando l'acceleratore.

Il sistema elettronico comprende:

• pedale dell'acceleratore e sensori di posizione dell'acceleratore;
• centralina elettronica del motore (ECU);
• azionamento elettrico.

Il sistema di controllo elettronico dell'acceleratore tiene conto anche dei segnali del cambio, del climatizzatore, del sensore di posizione del pedale del freno, del cruise control.

Quando si preme l'acceleratore, il sensore di posizione del pedale dell'acceleratore, costituito da due potenziometri indipendenti, cambia la resistenza nel circuito, che è un segnale alla centralina elettronica. Quest'ultimo trasmette il comando appropriato all'azionamento elettrico (motore) e gira la valvola a farfalla. La sua posizione, a sua volta, è monitorata da appositi sensori. Inviano informazioni di feedback sulla nuova posizione della valvola all'ECU.

L'attuale sensore di posizione farfalla è un potenziometro con segnali multidirezionali e una resistenza totale di 8 kΩ. Si trova sul suo corpo e reagisce alla rotazione dell'asse, convertendo l'angolo di apertura della valvola in una tensione continua.

Nella posizione chiusa della valvola, la tensione sarà di circa 0,7 V e nella posizione completamente aperta di circa 4 V. Questo segnale viene ricevuto dal controller, apprendendo così la percentuale di apertura della farfalla. In base a ciò, viene calcolata la quantità di carburante fornito.

Le curve di uscita dei sensori di posizione della serranda sono multidirezionali. La differenza tra i due valori viene presa come segnale di controllo. Questo approccio aiuta a far fronte a possibili interferenze.

Servizio e riparazione dell'acceleratore

Se l'acceleratore si guasta, il suo modulo cambia completamente, ma in alcuni casi è sufficiente effettuare una regolazione (adattamento) o una pulizia. Quindi, per un funzionamento più accurato dei sistemi con azionamento elettrico, è necessario adattare o insegnare la valvola a farfalla. Questa procedura prevede la memorizzazione dei dati sulle posizioni estreme della valvola (apertura e chiusura) nella memoria del controller.

L'adattamento per la valvola a farfalla è obbligatorio nei seguenti casi:

• Quando si sostituisce o si riconfigura la centralina elettronica del motore dell'auto.
• Quando si sostituisce l'ammortizzatore.
• Se si nota un minimo instabile del motore.

Il corpo farfallato viene addestrato presso la stazione di servizio utilizzando attrezzature speciali (scanner). Un intervento non professionale può portare a un adattamento errato e al deterioramento delle prestazioni del veicolo.

Se si verifica un problema sul lato del sensore, si accende una spia del problema sul cruscotto. Ciò potrebbe indicare sia un'impostazione errata che un contatto interrotto. Un altro malfunzionamento comune è la perdita d'aria, che può essere diagnosticata da un forte aumento della velocità del motore.

Nonostante la semplicità del design, è meglio affidare la diagnosi e la riparazione della valvola a farfalla a uno specialista esperto. Ciò garantirà un funzionamento economico, confortevole e, soprattutto, sicuro dell'auto e aumenterà la durata del motore.