Il Corpo Farfallato Multijet: Funzione, Componenti e Manutenzione

Nelle auto con motore endotermico, il corpo farfallato è un componente fondamentale del sistema di aspirazione dell’aria e serve a regolare il flusso d’aria che entra nei cilindri del motore, ottenendo il corretto rapporto stechiometrico della miscela aria-carburante. Questo controllo può avvenire meccanicamente o elettronicamente. Si trova cioè nella linea del carburante che accede alla camera o al collettore di aspirazione. Il corpo farfallato ha dunque un ruolo fondamentale nell’iniezione, regolando la quantità d’aria che deve essere presente nella miscela aria-carburante per avere la coppia desiderata e la potenza erogata dal motore.

Il corpo farfallato ha un ruolo fondamentale nel sistema di controllo delle emissioni di un’auto. La sua funzione è infatti quella di regolare il flusso d’aria all’interno del motore, garantendo una combustione ottimale e, di conseguenza, aumentando l’efficienza del motore e riducendo il consumo di carburante e le emissioni di CO2. È evidente quindi l’importanza della cura e della corretta manutenzione del corpo farfallato.

Componenti Principali del Corpo Farfallato

Il corpo farfallato è composto da un condotto principale dalla forma cilindrica oppure ovale, che mette in collegamento tutto il gruppo termico con l’esterno. All'interno di questo condotto si trovano diverse componenti cruciali per il suo funzionamento:

• Valvola a farfalla: È 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. Più la farfalla si apre e più aria viene immessa in aspirazione.
• Sensore di posizione (TPS - Throttle Position Sensor): Misura l’angolo di apertura della valvola a farfalla e invia i dati alla centralina elettronica del motore (ECU). La centralina di comando elabora costantemente i segnali ricevuti ed elabora la posizione ottimale di apertura/chiusura della valvola.
• Attuatore elettronico (per corpi farfallati elettronici): Nei sistemi drive-by-wire, questo motorino elettrico comanda l’apertura e la chiusura della valvola a farfalla in base ai segnali inviati dalla centralina.

Posizionamento nel Sistema di Aspirazione

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 infatti 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.

Tipologie di Corpi Farfallati

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

• Corpo farfallato meccanico: In questo tipo, l’apertura/chiusura della valvola a farfalla avviene meccanicamente tramite un cavo che collega l’acceleratore alla valvola. I corpi farfallati meccanici erano lo standard dei veicoli fino ai primi anni '90. Nel primo caso, la valvola è collegata direttamente e comandata dal pedale dell’acceleratore.
• Corpo farfallato elettronico (Drive-by-Wire): In questo sistema, un sensore presente sul pedale dell’acceleratore invia un segnale alla centralina che, tramite un apposito attuatore elettronico, comanda l’apertura o chiusura della valvola a farfalla. A partire dagli anni 2000, la maggior parte dei veicoli ha adottato corpi farfallati elettrici. Questi non hanno un collegamento meccanico con il pedale. Al contrario, l'input del conducente viene rilevato da un pedale elettronico (e-gas) e interpretato dalla centralina elettronica, che controlla il flap dell'acceleratore tramite un servomotore.

Dalla fine degli anni '80 all'inizio degli anni 2000, si sono diffusi i corpi farfallati ibridi. Questi utilizzano ancora un cavo Bowden per l'azionamento meccanico, ma trasmettono la posizione del flap alla centralina elettronica.

Corpo Farfallato nei Motori Diesel Multijet

È importante notare che, sebbene il Diesel potenzialmente non abbia bisogno del corpo farfallato in aspirazione, per migliorare l'efficienza o il funzionamento del motore in alcune situazioni, diversi motori con 4 valvole per cilindro utilizzano delle farfalle. Nei motori diesel, i corpi farfallati sono spesso utilizzati per regolare l'aria aspirata, in particolare per supportare il ricircolo dei gas di scarico (EGR) e per smorzare le vibrazioni del motore durante lo spegnimento.

Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, non tutti i motori 16 valvole, incluso il 1.3 Mjet, sono dotati di corpo farfallato nel senso tradizionale di regolazione della potenza tramite aria. Anzi, in molti casi i corpi farfallati realizzati in plastica vengono rimossi poiché possono rompersi e le loro parti finire nell'aspirazione, causando gravi danni al motore. Quindi, la presenza o meno di questo componente nei motori diesel, e in particolare nei Multijet, dipende molto dalla specifica progettazione e dalla generazione del motore.

Sintomi di Malfunzionamento del Corpo Farfallato

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. I sintomi più comuni di un malfunzionamento sono i seguenti:

• Motore “a scatti” o meno fluido: Il motore non risponde o funziona in modo irregolare, causando un'esperienza di guida meno fluida.
• Reazioni al pedale dell’acceleratore non proporzionate: Le prestazioni del motore peggiorano, soprattutto in fase di ripresa.
• Numero di giri altalenante al minimo: Soprattutto a regime minimo la farfalla lavorerà in modo scorretto, causando un numero di giri instabile.
• 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: Le sopracitate 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.
• Motore “strappa” quando si frena: Un sintomo aggiuntivo che indica problemi nella regolazione della miscela.
• Motore irregolare o perdita di potenza a bassi giri: Si può riscontrare che a giri bassi il motore diventa irregolare o perde potenza.

In caso di trafilamenti d’aria, si verifica un’alterazione del rapporto aria-benzina, perché parte dell’aria immessa non viene riconosciuta dalla centralina elettronica di comando.

Cause Comuni di Malfunzionamento

Come tutte le valvole, anche la valvola a farfalla può perdere con il tempo la piena funzionalità e creare dei problemi. Le cause principali includono:

• Accumulo di sporco e residui carboniosi: La morchia rischia di modificare la dimensione del condotto e di impedire il corretto movimento della farfalla, tanto da incidere negativamente sul regolare flusso d’aria immesso. Questo è il problema più comune, impedendo la corretta apertura e chiusura della valvola stessa.
• Guasto del sensore di posizione della valvola farfallata (TPS): Se il sensore invia letture errate alla ECU, anche il funzionamento della valvola ne risulterà compromesso.
• Rottura del motorino elettrico (attuatore): Molto comune nei sistemi drive-by-wire, un guasto all'attuatore impedisce il controllo dell'apertura e chiusura della valvola a farfalla.
• Danneggiamento del corpo farfallato stesso: Il corpo farfallato potrebbe rompersi, richiedendo di essere immediatamente sostituito.

Manutenzione e Sostituzione

Quando si verificano i sintomi di un malfunzionamento del corpo farfallato, è necessario fare un’indagine più approfondita. In molti casi, una pulizia approfondita può risolvere il problema, soprattutto se la causa è l'accumulo di sporco e incrostazioni. Tuttavia, se il malfunzionamento non è derivato da sporco o incrostazioni, potrebbe trattarsi di un guasto di un componente specifico, come il sensore TPS.

Se il motore non risponde o funziona in modo irregolare, se le reazioni al pedale dell’acceleratore non sono proporzionate e le prestazioni del motore peggiorano, bisogna fare un’indagine più approfondita. Bisogna riparare o sostituire il pezzo. Ad esempio, se il sensore TPS è rotto lo si può sostituire.

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). 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.

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.

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.

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