Cuerpo de mariposa / Throttle body

¿Cómo funciona y para qué sirve?

El cuerpo de mariposa se encuentra en el conducto de admisión del motor de combustión y controla el flujo de aire que entra en el motor.

Funcionamiento y áreas de aplicación

El cuerpo de mariposa se encarga de regular el aire en un motor de combustión.

Dependiendo del tipo de motor, tiene diferentes usos.

Descripción general y funcionamiento del sistema

El cuerpo de mariposa tiene tres estados principales, cada uno de los cuales se corresponde con una determinada situación operativa en el sistema de admisión del motor. Dichos estados regulan la admisión de aire y afectan al rendimiento del motor, al consumo de combustible y a las emisiones. Estos son los principales:

Transiciones entre estados

• Las válvulas de mariposa modernas, en concreto las de control electrónico del acelerador (ETC), ajustan la posición de forma continua, basándose en la información de los sensores (p. ej.: la posición del pedal del acelerador, la carga del motor o la velocidad).
• Estas transiciones son cruciales para la conducción, el control de las emisiones y la respuesta del motor.

Cada estado desempeña un papel fundamental en el funcionamiento del motor, y los fallos en el cuerpo de mariposa pueden provocar un rendimiento deficiente o problemas durante la conducción.

Estado de ralentí

El primero de los estados principales del cuerpo de mariposa: estado de ralentí

1. Mariposa cerrada

• Descripción:
  • La aleta de la válvula está casi cerrada, lo que permite que pase un flujo de aire mínimo hacia el colector de admisión.
  • Esta posición es habitual cuando el motor está al ralentí o desacelerando.
• Objetivos:
  • Permitir el paso de un leve flujo de aire para mantener la combustión a velocidad de ralentí.
  • Una válvula de control de aire al ralentí o los mecanismos de derivación del acelerador pueden ajustar el flujo de aire para estabilizar el motor.
• Características principales:
  • Nivel alto de vacío (baja presión) detrás de la aleta de la válvula de mariposa.
  • Inyección de combustible mínima, optimizada para mantener la velocidad de ralentí.

Estado de carga parcial

El segundo estado principal del cuerpo de mariposa: estado de carga parcial

2. Mariposa abierta parcialmente

• Descripción:
  • La válvula se abre parcialmente en respuesta a la acción del conductor (presión moderada sobre el pedal del acelerador).
  • Este estado es habitual durante la conducción normal y la velocidad crucero.
• Objetivo:
  • Proporcionar una cantidad controlada de aire para equilibrar la potencia y la eficiencia.
  • Permitir una inyección moderada de combustible para responder a la demanda de potencia.
• Características principales:
  • Vacío moderado en el colector de admisión.
  • El flujo de aire aumenta proporcionalmente conforme a la apertura del acelerador.

Mariposa completamente abierta

El tercer estado principal del cuerpo de mariposa: válvula completamente abierta

3. Mariposa abierta

• Descripción:
  • La válvula queda completamente abierta, lo que permite que pase el máximo flujo de aire hacia el colector de admisión.
  • Este estado se produce durante una aceleración fuerte o una conducción de alto rendimiento.
• Objetivos:
  • Maximizar la potencia de salida, al permitir que el motor aspire el mayor volumen de aire posible.
  • Corresponde a una mayor inyección de combustible y al máximo rendimiento del motor.
• Características principales:
  • La presión del colector de admisión se aproxima a la presión atmosférica (vacío mínimo).
  • Los altos índices de flujo de aire dan como resultado una potencia máxima del motor.

Sincronización del encendido

La presión negativa para la sincronización del encendido se toma normalmente entre la válvula de mariposa y el motor en el colector de admisión. Lo que significa que cuando la válvula de mariposa está cerrada, es decir, al ralentí o con el acelerador bajo, el aire aspirado por el motor no puede fluir con facilidad, generando un vacío elevado.

Distribuidor de encendido de doble diafragma: descripción general

• Función:
  • Combina el ajuste centrífugo y el ajuste temprano y tardío de la sincronización del encendido.
• Ventajas:
  • El encendido tardío al ralentí reduce las emisiones gracias a una combustión más completa.
  • Optimización al ralentí, carga parcial y carga completa.

1. Ralentí (sin carga):

Presión negativa elevada → ajuste tardío.

2. Carga parcial (hasta 1/4 de apertura del acelerador) 

Ajuste anticipado debido a la alta presión negativa en el carburador.

3. Carga completa: 

Ambos diafragmas en posición de reposo → solo ajuste centrífugo activo.

Presión de aire antes y después de la válvula de mariposa (interacción MAF MAP)

La interacción de las presiones antes y después de la válvula de mariposa es fundamental para controlar el suministro de aire que va al motor. Existen dos sensores a tener en cuenta, el sensor de flujo de masa de aire (MAF) y el de presión absoluta del colector (MAP). Aquí los principales datos que registran:

Diferencias de presión y valores típicos:

• Ralentí:
  • Medición aguas arriba de la válvula de mariposa: presión atmosférica (~1013 mbar).
  • Medición aguas abajo de la válvula de mariposa: fuerte presión negativa (~300-400 mbar).
• Carga parcial:
  • Aguas arriba de la válvula de mariposa: presión atmosférica.
  • Aguas abajo de la válvula de mariposa: vacío moderado (~600-800 mbar).
• Carga completa:
  • Aguas arriba de la válvula de mariposa: presión atmosférica.
  • Aguas abajo de la válvula de mariposa: casi atmosférica (~950-1000 mbar).

Servofreno

La válvula de mariposa desempeña un papel fundamental para el servofreno, ya que utiliza la presión negativa en el conducto de admisión del motor.

Cuando la válvula de mariposa está parcialmente cerrada, se crea un vacío en el conducto de admisión, lo cual es necesario para que el servofreno funcione. Este vacío se utiliza para aumentar la fuerza de frenado y facilitarle el proceso de frenado al conductor.

Servofreno de presión negativa

• Uso:
  • Instalado en la mayoría de los sistemas de frenos de los automóviles.
• Funcionalidad:
  • Utiliza la presión negativa para aumentar la fuerza de frenado.
  • Fuente de presión negativa:
    • Motor de gasolina: conducto de admisión en el colector de admisión.
    • Motor diésel: bomba de vacío (0,5-0,9 bar).

Cuerpo de mariposa mecánico. Estructura y funcionamiento

El cuerpo de mariposa está conectado mecánicamente al pedal del acelerador y se acciona mediante un cable.

• La posición de la válvula de mariposa se transmite a la unidad de control mediante una señal electrónica.

La aceleración se controla mediante el pedal del acelerador, que está conectado a la válvula a través de un cable Bowden.

• Esto controla la aleta de la válvula de mariposa, permitiendo que pase el volumen necesario.

Cuerpo de mariposa semielectrónico. Estructura y funcionamiento

Con una electroválvula de mariposa, la posición de la aleta de la válvula sigue ajustándose mecánicamente gracias al cable Bowden.

• La posición de esta válvula se transmite a la unidad de control mediante una señal electrónica.
• Una vez se han sincronizado todos los parámetros de los distintos sensores de la unidad de control, se lleva a cabo un ajuste preciso a través de un motor de posicionamiento en la válvula de mariposa.

Con una electroválvula de mariposa, la posición de la aleta de la válvula sigue ajustándose mecánicamente gracias al cable Bowden.

• La posición de esta válvula se transmite a la unidad de control mediante una señal electrónica.
• Una vez se han sincronizado todos los parámetros de los distintos sensores de la unidad de control, se lleva a cabo un ajuste preciso a través de un motor de posicionamiento en la válvula de mariposa.

Cuerpo de mariposa electrónico. Estructura y funcionamiento

Con las válvulas de mariposa electrónicas, no hay conexión mecánica con el pedal del acelerador. En su lugar, la solicitud de conducción se detecta mediante un pedal de acelerador electrónico.

• El sistema de gestión del motor compara continuamente esta señal con los datos de los sensores para poder calcular la posición adecuada de la válvula de mariposa.
• La válvula de mariposa electrónica se controla exclusivamente mediante un servomotor, el cual se activa mediante el sistema de gestión del motor a través de una señal de control.

Con las válvulas de mariposa electrónicas, no hay conexión mecánica con el pedal del acelerador. En su lugar, la solicitud de conducción se detecta mediante un pedal de acelerador electrónico.

• El sistema de gestión del motor compara continuamente esta señal con los datos de los sensores para poder calcular la posición adecuada de la válvula de mariposa.
• La válvula de mariposa electrónica se controla exclusivamente mediante un servomotor, el cual se activa mediante el sistema de gestión del motor a través de una señal de control.

Cuerpo de mariposa: válvulas de control de aire (Diésel). Estructura y funcionamiento

En los motores diésel, las válvulas de mariposa son como válvulas de control de aire, que están disponibles con o sin la electrónica de control integrada.

• Estás válvulas utilizan un motor eléctrico que regula el aire de admisión para poder controlar con precisión la recirculación de los gases de escape, y evitar las molestas vibraciones que se pueden producir cuando se apaga el motor.

Consejos de instalación- Cuerpo de mariposa

1. Encontrar la posición que tiene la válvula de mariposa en el libro de mantenimiento del vehículo (cada fabricante utiliza diferentes posiciones de instalación y diseños).
2. El motor debe estar frío.
3. Abrir el capó.
4. Quitar los accesorios de la válvula de mariposa.
5. Desenchufar el conector o quitar el cable Bowden.
6. Desatornillar la válvula de mariposa.
7. Advertencia: no debe penetrar nada en el sistema de admisión una vez abierto.
8. Atornillar la nueva válvula de mariposa (remplazar la junta).
9. Volver a conectar el conector o el cable Bowden.
10. Colocar los accesorios de la válvula.
11. Cerrar el capó.
12. Si es posible, reprogramar la válvula de mariposa con el dispositivo de diagnóstico.

Averías

Signos de un cuerpo de mariposa sucio, contaminado o defectuoso:

1. El motor no arranca o funciona de forma irregular.
2. Reducción de la potencia del motor.
3. Problemas de ralentí (p. ej.: fluctuaciones o ralentí inestable, retraso en la reducción de las RPM).
4. Encendido de la luz de advertencia «fallo del motor» (piloto de control del motor).
5. Problemas de respuesta del acelerador.
6. Mayor consumo de combustible.

Causas mecánicas

• Depósitos y contaminación
  • El aceite, la suciedad o el hollín pueden acumularse en la válvula de mariposa, especialmente en vehículos con recirculación de gases de escape (EGR) o sistemas de nebulización de aceite.
  • Consecuencia: la aleta deja de moverse con facilidad, lo que provoca problemas de ralentí o una respuesta imprecisa del acelerador.
• Desgaste
  • Tras un funcionamiento prolongado, las piezas mecánicas –como el eje o la palanca de control del acelerador– pueden desgastarse.
  • Consecuencia: control impreciso o bloqueo.
• Bloqueo
  • Objetos o defectos en el colector de admisión pueden bloquear el movimiento de la válvula.
  • Consecuencia: fallo del motor y pérdida de potencia.

Causas eléctricas

• Sensores de posición del acelerador defectuosos
  • La válvula de mariposa funciona con sensores (TPS, sensores de posición del acelerador) que controlan la posición y el ángulo de apertura. Un defecto en la misma puede provocar una interpretación errónea de la unidad de control.
  • Consecuencia: fallos en la respuesta del acelerador.
• Defectos en el actuador
  • El motor eléctrico que abre y cierra la válvula de mariposa puede fallar por sobrecalentamiento o desgaste.
  • Consecuencia: pérdida de control de la aleta de la válvula.
• Problemas con los cables y las conexiones
  • Los cables corroídos, sueltos o rotos entre la válvula de mariposa y la unidad de control pueden provocar la pérdida de la señal.
  • Consecuencia: interrupción de la comunicación y códigos de error.

Problemas de software

• Calibración ausente
  • Normalmente, después de cambiar la batería o realizar reparaciones, es necesario volver a calibrar la válvula de mariposa; de lo contrario, funcionará de forma imprecisa.
  • Consecuencia: ralentí irregular o respuesta pobre del acelerador.
• Error en la unidad de control (ECU)
  • Un error de software en la unidad de control del motor puede provocar que la válvula de mariposa no se pueda controlar correctamente.
  • Consecuencia: rendimiento irregular o avería total.

Códigos de avería. Solución de problemas

Una válvula de mariposa defectuosa puede tener diversas causas de tipo mecánico, eléctrico o relacionado con el software. Más abajo las medidas recomendadas:

1. Leer el código de avería se puede utilizar un dispositivo de diagnóstico OBD-II para determinar los códigos de avería exactos.
2. Limpiar la válvula de mariposa: los depósitos pueden provocar problemas mecánicos.
3. Revisar las conexiones: comprobar que los cables y las conexiones de los enchufes no estén corroídos ni dañados.
4. Programación del software: después de una reparación, puede que sea necesario recalibrar la válvula de mariposa.
5. Taller autorizado: si no se encuentra la causa, se recomienda acudir a un taller.

Señal

La señal de la válvula de mariposa es crucial para poder controlar de forma precisa el suministro de aire que llega al motor. Los sensores y actuadores, integrados en la válvula de mariposa, son los que generan y supervisan la señal.

El potenciómetro del acelerador es un componente de gran importancia en el sistema de inyección de los vehículos modernos. Se encarga de medir la posición de la válvula de mariposa, que regula el flujo de aire que entra en el motor, y de enviar una señal eléctrica a la unidad de control del motor, que utiliza la información para controlar de forma adecuada la mezcla de aire y combustible. Todo esto garantiza una combustión eficiente y un mejor rendimiento del motor. Si el potenciómetro no funciona correctamente, se pueden producir problemas tales como la pérdida de potencia o que el motor funcione de forma irregular.

Función:

Un potenciómetro del acelerador con una señal opuesta suministra dos tensiones:

• Señal primaria: la tensión aumenta en proporción a la apertura de la válvula de mariposa.
• Señal secundaria: la tensión disminuye en proporción a la apertura de la válvula de mariposa (en la dirección opuesta).

Valores normales de la señal:

• Posición de la aleta de la válvula:
  • Cerrada: 0,5 voltios (5-10 % de la apertura máxima).
  • Posición de ralentí: 10-15 % aprox.
  • Totalmente abierta: 4,5 voltios aprox. (90-100 % de la apertura máxima).
• Desviaciones:
  • Una desviación entre el sensor A y el sensor B da lugar a códigos de error (p. ej. P2135).

Gráfico de la señal

El diagrama de la señal muestra un potenciómetro del acelerador con una señal opuesta:

• Señal primaria (azul): la tensión aumenta proporcionalmente a la apertura de la válvula del acelerador (p. ej. de 0,5 V al ralentí a 4,5 V a plena aceleración).
• Señal secundaria (rojo discontinuo): la tensión cae al mismo tiempo y en la misma proporción (de 4,5 V al ralentí a 0,5 V a plena aceleración).

La suma constante de ambas señales (5 V) permite realizar una comprobación de plausibilidad fiable para detectar errores o desviaciones.

Sensor A (lineal) (azul)

Sensor B (invertido)(rojo)