Il Comando Elettronico della Farfalla su Fiat Freemont: Funzionamento, Problemi e Soluzioni

Il corpo farfallato, sia esso di tipo meccanico o, come sempre più spesso accade nei veicoli moderni, elettronico, riveste un ruolo cruciale nel funzionamento dei motori a combustione interna. La sua funzione principale è quella di regolare il flusso d'aria che entra nei cilindri del motore, garantendo così una combustione ottimale, l'efficienza del motore, la riduzione dei consumi di carburante e la limitazione delle emissioni di CO2. Nelle auto con motore endotermico, questo componente è fondamentale per il sistema di aspirazione dell'aria, assicurando il corretto rapporto stechiometrico della miscela aria-carburante, essenziale per ottenere la coppia desiderata e la potenza erogata dal motore.

Componenti e Funzionamento del Corpo Farfallato Elettronico

Il corpo farfallato è collegato direttamente al collettore di aspirazione, che distribuisce l'aria nei cilindri del motore, ed è posizionato dopo il filtro dell'aria. Prima di entrare nel motore, l'aria passa attraverso il filtro dell'aria, in modo da eliminare impurità e residui. L'aria filtrata raggiunge successivamente il corpo farfallato, posizionato a monte del collettore di aspirazione. In caso di motori turbo, questo componente può trovarsi dopo l'intercooler - che serve a raffreddare l'aria compressa dal turbo - e in tal caso la posizione può essere leggermente differente, pur rimanendo tra il filtro dell'aria e il collettore di aspirazione.

I corpi farfallati montati attualmente sui veicoli possono essere suddivisi in due tipologie principali:

• Corpo farfallato meccanico: l'apertura/chiusura della valvola a farfalla avviene meccanicamente tramite un cavo che collega l'acceleratore alla valvola.
• Corpo farfallato elettronico (Drive-by-Wire): un sensore presente sul pedale dell'acceleratore invia un segnale alla centralina (ECU). Questa, tramite un apposito attuatore elettronico (motorino elettrico), comanda l'apertura o la chiusura della valvola a farfalla. Questo sistema è diventato un modulo complesso, dotato di un attuatore e di una propria elettronica integrata, comandato dalla centralina di iniezione.

I componenti chiave del corpo farfallato elettronico includono:

• Valvola a farfalla: una valvola rotante, azionata da un attuatore elettrico, situata nel condotto cilindrico del corpo farfallato. Questa valvola si apre o si chiude in base all'input dato dal pedale dell'acceleratore. La variazione dell'angolo di apertura della valvola modifica la quantità di aria presente nella miscela carburante-aria, mentre in contemporanea l'iniettore immette l'esatto quantitativo di benzina rendendo efficiente la gestione del motore.
• Sensore di posizione: misura l'angolo di apertura della valvola a farfalla e invia i dati alla centralina elettronica del motore (ECU). La centralina elabora costantemente i segnali ricevuti ed elabora la posizione ottimale di apertura/chiusura della valvola.
• Attuatore (motorino elettrico): nei sistemi drive-by-wire, questo motorino elettrico è responsabile dell'apertura e chiusura della valvola a farfalla su comando della centralina.

Funzionamento nei Motori Diesel

Nei motori diesel, la valvola a farfalla motorizzata ha funzioni specifiche aggiuntive. Viene utilizzata per ridurre lo scuotimento del motore in fase di spegnimento e per attuare le strategie di rigenerazione del DPF (filtro antiparticolato). In condizioni di riposo, la farfalla è aperta e tale rimane con il motore in moto e spento. Si chiude immediatamente quando, in fase di spegnimento del propulsore, viene comandata dalla centralina, riducendo così gli scuotimenti. Durante l'attuazione delle strategie del DPF, la farfalla viene invece comandata in maniera continua dalla centralina per gestire le temperature necessarie alla rigenerazione del filtro antiparticolato.

Il componente è dotato al suo interno di un modulo elettronico che lo governa completamente a seconda dei comandi inviati dalla centralina, che sono di tipo PWM con un'ampiezza di 12 V. Il modulo è inoltre provvisto di due sensori interni che lo informano della posizione della farfalla: questo dato viene utilizzato per l'elaborazione di un segnale di feed-back da inviare alla centralina motore che le comunica se il comando da essa impartito è stato eseguito in maniera corretta. Il segnale di feed-back viene generato dal modulo elettronico della farfalla modulando il segnale in tensione, di ampiezza 5 V, emesso direttamente dall'ECU, che in tal modo comprende immediatamente il tipo di responso ricevuto.

Farfalle Modificatrici di Flusso (Sistema "Swirl")

Esistono anche le farfalle modificatrici di flusso, che intervengono sulle modalità di riempimento del cilindro. Questo sistema è più complesso, composto anche da un attuatore e da un leveraggio che movimentano le farfalle modificatrici, poste sul collettore d'aspirazione con doppio condotto per ogni cilindro del sistema "swirl variabile". L'attuatore agisce sulle farfalle aprendo e chiudendo uno dei due condotti simultaneamente per ogni singolo cilindro, al fine di ottimizzare il moto di riempimento della camera di combustione.

A bassi e medi regimi di rotazione, il sistema prevede l'apertura di una sola luce di aspirazione che è in grado di imprimere alla miscela aria-combustibile un'elevata turbolenza, permettendole di riempire la camera di combustione in maniera ottimale anche quando il motore si trova ad un limitato numero di giri. Quando si richiede potenza al propulsore, il numero di giri sale e la miscela in ingresso acquisisce automaticamente la turbolenza necessaria: in questo caso non si ha più bisogno dell'effetto "swirl" e quindi il sistema apre anche il secondo passaggio, per soddisfare anche il maggiore fabbisogno di aria in seguito all'aumentata richiesta di potenza. Il sistema farfalle modificatrici è regolato dalla centralina tramite un segnale ad onda quadra di tipo PWM, che inoltre controlla il suo stato/posizione tramite un segnale di "feedback", quindi alla stessa identica maniera di come viene gestita la farfalla motorizzata.

Problemi Comuni e Sintomi di un Malfunzionamento

È evidente che un guasto o un malfunzionamento del corpo farfallato impatta direttamente sulle prestazioni del motore, dal momento che la miscela aria-carburante non è quella ottimale. Molti proprietari di veicoli come la Chrysler 300C, o auto con motorizzazioni simili alla Fiat Freemont, hanno riscontrato problemi legati al comando elettronico della farfalla.

I sintomi più comuni di un malfunzionamento includono:

• Eccessivo consumo di carburante: se l'auto consuma troppo potrebbe essere colpa del corpo farfallato, che non regola correttamente il flusso d'aria.
• Spia motore accesa o spia "farfalla" (ETC - Electronic Throttle Control): le anomalie possono essere rilevate dalla centralina elettronica del motore (ECU), che riscontra un flusso d'aria anomalo o un segnale anomalo del sensore di posizione. La spia può rimanere accesa fissa, spesso assieme a quella del motore, indicando un problema.
• Prestazioni del motore drasticamente ridotte: il motore potrebbe faticare a superare un certo numero di giri (ad esempio, 1700-1800 giri), con una conseguente perdita di potenza. Questo può portare l'auto a circolare molto lentamente.
• Motore che "strappa" in frenata o irregolare a bassi giri: si può riscontrare che il motore "strappa" quando si frena e che a giri bassi il motore diventa irregolare o perde potenza.
• L'auto si ferma di colpo e non riparte: nei casi più gravi, un guasto può impedire completamente l'avviamento del veicolo, rendendo necessario l'intervento del carro attrezzi.
• Odore di bruciato: in alcuni casi, soprattutto in presenza di cortocircuiti o fusibili bruciati, si può avvertire un odore di bruciato provenire dal motore.

Cause dei Malfunzionamenti

Come tutte le valvole, anche la valvola a farfalla può perdere con il tempo la piena funzionalità e creare dei problemi. Le cause più comuni di malfunzionamento sono:

• Accumulo di sporco e residui carboniosi: in molti casi è l'accumulo di sporco e di residui carboniosi sulla valvola a farfalla o sui condotti a impedire la corretta apertura e chiusura della valvola stessa.
• Guasto del sensore di posizione della valvola a farfalla: se il malfunzionamento non è derivato da sporco o incrostazioni, potrebbe trattarsi di un guasto del sensore di posizione della valvola farfallata. Se infatti il sensore invia letture errate alla ECU, anche il funzionamento della valvola ne risulterà compromesso.
• Rottura del motorino elettrico (attuatore): molto comune è anche la rottura del motorino elettrico (attuatore) che nei sistemi drive-by-wire comanda l'apertura e chiusura della valvola a farfalla. Un utente ha riferito: "mi hanno detto che era saltato un fusibile adesso la macchina si accende ma fa odore di bruciato sulla parte sx del motore stanno verificando dove ci può essere un contatto", e un altro ha aggiunto: "Il motorino del farfallato si brucia o si brucia il fusibile, perché va in cortocircuito quando quel "benedetto" tubo che si crepa lascia trafilare l'olio che cade proprio sopra il motorino."
• Problemi legati alla centralina rimappata: alcuni utenti hanno riscontrato problemi dopo la rimappatura del motore, con "numerosi errori in centralina dovuti forse alla rimappatura del motore".
• Problemi di cablaggio o connettori: in alcuni casi, come per una Wrangler JK, il problema si è risolto con "una stretta al connettore". Si può sospettare anche un problema legato allo sfregamento del coperchio motore sulla matassa dei fili, come trattato in un topic sui "problemi iniettore N3".
• Guarnizioni difettose: un altro problema rilevato riguarda una guarnizione che collega il tubo dell'aria alla turbina. "È la guarnizione che collega il tubo dell'aria alla turbina, la vedi se togli il coperchio grigio, (vedi un grosso tubo che alla fine è fermato con una fascetta alla turbina e quando inizia ad avere dei problemi esce l'olio)". Per questo motivo, in officina consigliano di "controllarlo spesso e in officina per essere più sicuri lo cambiano ogni tagliando."

Diagnosi e Codici di Errore

L'avaria del componente è segnalata alla centralina nel modo seguente: il segnale della centralina presenta periodi in cui ha un'ampiezza di 4 V circa e periodi con ampiezza di 0 V; le inversioni sono le prove continue dell'ECU per verificare la presenza e la funzionalità del componente. Le continue interrogazioni della centralina sono dovute al fatto che essa non riceve alcun feed-back dal modulo; essendo in avaria, il modulo non è in grado di elaborare il segnale in tensione di 5 V inviato dalla centralina, che lo interpreta come un guasto del modulo stesso.

Ad un'indagine con una strumentazione diagnostica, questi sono i codici errore che si potrebbero riscontrare:

• P2015: POSIZIONE FARFALLE COLLETTORE
• P2013: ATTUATORE DI COMANDO ARIA COLLETTORE DI ASPIRAZIONE BANCATA 1 CIRCUITO ALTO
• P2108: CONTROLLO ATTUATORE VALVOLA A FARFALLA
• P2111: SISTEMA DI CONTROLLO DELLA VALVOLA A FARFALLA BLOCCATO APERTO

Interventi e Costi di Riparazione

Quando si manifesta un problema al corpo farfallato, la prima reazione è rivolgersi all'officina. I costi possono variare notevolmente a seconda della natura del guasto e dell'intervento necessario.

• Sostituzione dei motorini delle valvole a farfalla: un utente ha ricevuto la comunicazione che si devono cambiare i motorini delle valvole a farfalla e due candelette, per un costo di 700 euro.
• Costi di manodopera: spesso, la spesa per i ricambi è inferiore rispetto al costo totale della riparazione, con la manodopera che rappresenta una parte significativa. "la seconda volta ho speso, se ricordo bene, circa 600 euro (non ostante i ricambi costassero meno di 200 euro, quindi circa i 2/3 della spesa è stata di mano d'opera)".
• Sostituzione dell'intero corpo farfallato: anche se non ci si trova di fronte ad una rottura del componente, in certi casi può essere utile per il meccanico sostituire l'intero corpo farfallato, in modo da evitare che dopo un'eventuale pulizia si ripresenti il problema. Un utente ha riportato una spesa di circa 500 euro per la sostituzione del "sistema farfallato" (presumibilmente l'intero corpo farfallato).
• Costi variabili per singoli componenti: un utente ha speso 380 euro per la sostituzione di un motorino, sollevando il sospetto che, essendo ancora in garanzia sulla riparazione precedente, la diagnosi fosse stata alterata per evitare una riparazione gratuita.

Dubbi sulla Riparazione e Sostituzione Fai da Te

Alcuni utenti esprimono dubbi sulla necessità di interventi complessi o sulla impossibilità di eseguire la riparazione autonomamente. "Volevo cambiarla io (visto che ho un'officina di moto e motori li lavoro tutti i giorni) ma mi hanno detto che è impossibile e dopo la sostituzione deve essere aggiornata la centralina… Ma ignorantemente se sostituisco il motorino danneggiato, all'accensione non dovrebbe più rilevare il guasto e quindi funzionare correttamente o sbaglio?".

A riguardo, un'altra opinione suggerisce che non sia così complicato: "Sinceramente non credo che sia tutto così complicato. Basta cambiare blocco motorino farfalla e dopo togliere errore dalla centralina e dovrebbe bastare." Questo indica che, pur essendo un componente delicato, la sua sostituzione potrebbe non richiedere sempre procedure estremamente complesse come l'aggiornamento della centralina, sebbene la cancellazione degli errori sia quasi sempre necessaria.

Consigli Utili

• Richiedere i componenti guasti: "visto che l'auto mi sembra di capire non essere in garanzia, puoi sempre chiedere i componenti "guasti" che hanno sostituito." Questo può aiutare a verificare l'effettiva sostituzione e la natura del guasto.
• Attenzione alle officine: alcuni utenti hanno avuto esperienze negative, come il ritiro di un'auto dopo una riparazione e la comparsa di "fumo bianco dal motore" dopo 2 km. Un consiglio diretto è stato: "Un consiglio a tutti i possessori di Chrysler su Roma, NON ANDATE IN VIA SILICELLA!!!" È importante affidarsi a officine di fiducia o specializzate.
• Controllo periodico della guarnizione del tubo aria-turbina: come suggerito dalle officine per la 300C, "ad ogni tagliando bisogna cambiare una guarnizione" che "collega il tubo dell'aria alla turbina". Il controllo regolare di questa guarnizione può prevenire perdite d'olio che possono danneggiare il motorino del corpo farfallato.

Il Futuro del Corpo Farfallato

Il corpo farfallato continuerà ad essere anche nei prossimi anni un ricambio richiesto, visto che i veicoli a benzina e diesel continueranno a costituire la stragrande maggioranza del parco circolante, considerando anche il forte rallentamento della transizione verso l'elettrico. Nel comparto dei corpi farfallati è attualmente predominante, anche a livello di aftermarket, la presenza degli OE (Original Equipment). Diversi produttori IAM (Independent Aftermarket) stanno tuttavia iniziando ad inserire nelle loro gamme anche i corpi farfallati (di qualità equivalente all'originale), chiaro segnale che la richiesta di questo ricambio è in aumento ed è inoltre funzionale a coprire l'offerta in ambito efficienza motore/gestione emissioni in affiancamento a prodotti quali scambiatori di calore, intercooler e turbocompressori.

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