Montata nel carburatore, la valvola a farfalla di un motore a benzina regola l’afflusso di aria fresca in modo che il carburante e l’aria possano essere nebulizzati per formare una miscela infiammabile con cui il motore possa funzionare. Con il rapporto tra carburante e aria, la valvola a farfalla regola quindi la velocità del motore.
Come funziona la valvola a farfalla?
Quando la valvola a farfalla è aperta, l’aria entra senza ostacoli nella camera di combustione e viene aspirata dai pistoni attraverso le valvole di aspirazione. Oltre al carburante, anche l’ossigeno atmosferico è importante per il processo di combustione. La benzina stessa viene iniettata nel cilindro. Quando il pistone si sposta nuovamente verso l’alto, la miscela di aria e benzina viene prima compressa e poi accesa tramite la candela. La valvola a farfalla controlla la quantità di carburante bruciata a ogni corsa del pistone e garantisce che la combustione avvenga nel modo più efficiente possibile. Se è chiusa, non entra più aria e quindi ossigeno nel motore e il processo di combustione si interrompe. Premendo il pedale dell’acceleratore si controllano tutte le valvole a farfalla, siano esse elettriche o elettroniche.
I diversi tipi di valvola a farfalla
Installata nel condotto di aspirazione del motore, la valvola veniva azionata tramite il pedale dell’acceleratore con un cavo nei veicoli più vecchi. Sui veicoli più moderni, esistono diversi modi per azionare la valvola a farfalla:
Acceleratore elettromeccanico
Il cavo dell’acceleratore controlla meccanicamente la posizione delle valvole a farfalla su quelle elettromeccaniche. Un segnale elettrico indica la loro posizione corrente nella centralina del motore, e il sistema di gestione del motore elabora le informazioni e le confronta con i dati di altri sensori. Per controllare in modo ottimale il consumo di carburante e le emissioni di scarico, la centralina del motore monitora costantemente la posizione delle valvole a farfalla e la regola con un apposito dispositivo.
Valvola a farfalla elettronica
L’acceleratore elettronico non è più collegato meccanicamente al pedale dell’acceleratore. Se si aumenta il regime del motore, l’acceleratore elettronico riceve il segnale corrispondente e lo trasmette al sistema di gestione del motore. Questo calcola la posizione ottimale della valvola a farfalla e la controlla con l’aiuto di un servomotore.
Valvole a farfalla nei motori diesel
Nella maggior parte dei casi, i motori diesel più vecchi non sono dotati di valvole a farfalla, con un’unica eccezione: l’autoaccenditore a precamera della Mercedes. In questo caso, tuttavia, la posizione della valvola a farfalla non regola la quantità di aria aspirata, ma la quantità di gasolio iniettato dalla pompa diesel. Allo stesso tempo, la valvola a farfalla regola il vuoto per la chiusura centralizzata. In un motore diesel, la miscela viene preparata secondo un principio diverso e quindi non richiede una valvola. Nei nuovi motori diesel a iniezione diretta, le valvole a farfalla sono nuovamente utilizzate, ma non hanno alcuna influenza sulla preparazione della miscela carburante-aria. Servono solo a evitare che il motore si agiti quando viene spento.
Valvole a farfalla nella Formula 1
Nella Formula 1 le valvole a farfalla sono componenti indispensabili che possono fare la differenza tra la vittoria e la sconfitta. Da oltre vent’anni sono stati installati tre diversi tipi di valvole a farfalla: la valvola a ghigliottina interrompe bruscamente l’alimentazione dell’aria. Solo quando viene riaperta, l’aria entra nella camera di combustione. La valvola a farfalla è collegata a un asse rotante. Se il conducente aziona l’acceleratore al massimo, l’aria entra nella camera di combustione senza ostacoli perché la valvola è in posizione verticale. In posizione orizzontale, invece, chiude completamente l’alimentazione dell’aria. Poiché la valvola a farfalla assomiglia al battito d’ali di questi animali, ha preso il suo nome pittoresco. Come terza opzione, in questi motori altamente selezionati vengono installate le cosiddette valvole a barile. Si tratta di sfere che possono chiudere ermeticamente il percorso dell’aria.