Abbiamo parlato dei vari sistemi per frenare un automobile, partendo da quelli a tamburo, per poi descrivere il funzionamento di un impianto a disco. Per quanto i progettisti nel corso degli anni si siano impegnati per fornire impianti di freni sempre più potenti ed efficienti anche sotto stress estremi, restava ancora un problema da risolvere. Il pedale del freno viene azionato sempre almeno per adesso da un umano. La pressione che si esercita sul pedale rischia di essere eccessiva e di provocare il bloccaggio delle ruote, soprattutto se si percorre una strada bagnata, con ghiaccio etc. Un fenomeno dannoso che allunga la frenata e non consente più di dirigere il veicolo. Un problema che per prima ha provato ad risolvere Volvo, ma il merito di portare il primo Sistema di Antibloccaggio Freni detto ABS è dovuto alla Mercedes sulla sua Classe S negli anni 80 del secolo scorso.
Il sistema funziona utilizzando una ruota fonica, composta da una serie di denti, che viene calettata sul portamozzo. Un sensore posto in prossimità legge il passaggio dei denti, e quando si fermano per effetto del bloccaggio indica ad una centralina allentare la pressione dell’olio per ripristinare la rotazione della ruota. In questo modo la ruota si trova sempre in prossimità del bloccaggio senza bloccarsi e perdere direzione. Al conducente non resta altro che premere a fondo il pedale con la massima forza sarà la centralina a gestire impulsi di apertura e chiusura delle valvole per la pressione dell’olio anche 20 volte al secondo. Il conducente avvertirà una pulsazione sotto il pedale del freno quando entra in azione l’ABS. Un elemento che per chi non ha esperienza alla guida può portare al sollevamento della pressione sul pedale da parte del conducente con conseguente allungamento dello spazio di frenata. Invece il driver una volta che sente la pulsazione resosi rendersi conto che le ruote tendono a bloccarsi, deve spingere al massimo la frenata anche con la pulsazione per sfruttare al massimo l’efficienza del sistema.
Ci sono driver particolarmente esperti che riescono a tenere la vettura al limite del bloccaggio sfruttando il sorgere della pulsazione, allentando quanto basta la pressione per poi usare le merce per rallentare la vettura prima di una curva. Purtroppo questa tecnica è difficile da imparare, ma soprattutto è frutto di anni di esperienza di guida al limite, cosa alla portata solo di collaudatori veramente esperti e piloti professionisti. Il problema della percezione della pulsazione e del fatto che un conducente inesperto possa sollevare il piede viene impedito da un sistema evoluto che una volta percepito il bloccaggio della ruota, tiene la pressione massima frenante, questo sistema si è il BAS ovvero Brake Assistant System o HBA, Hydraulic Brake Assist. La Bosch e Continental sono andate nettamente oltre creando l’Automatic emergency breaking che mediante un sistema di telecamere video e infrarossi rileva quando il veicolo si sta avvicinando troppo a quello che precede, prima avvisa il guidatore, poi fornisce maggiore forza alla frenata indipendentemente di quanta forza si metta nell’azionare il pedale del freno, condizione tipica di una frenata di emergenza evitando la collisione a prescindere dall’azione del driver. Ci sono allo studio sistemai che riconoscono ciclisti e pedoni.
Il sistema ABS oggi viene abbinato ad impianto frenanti che hanno 4 freni a disco dove offre le migliori prestazioni, ma anche con impianti misti dove la differenza di forza frenante dei due tipi di impianti viene gestita la meglio grazie ripartitore elettronico di frenata, EBD che si basa su un dispositivo di ripartizione già presente in tutte auto consentendo di modulare e correggere la frenata sui due assi, sfruttando il classico regolatore di carico sugli assi. Ovviamente l’EBD funziona al meglio anche per impianti completamente a disco. Il sistema ABS, vista la sua semplicità ed efficacia, viene anche usato non solo per impedire che ruote si blocchino in frenata ma anche che pattinano troppo in accelerazione. Lo stesso sensore che interviene quando la ruota fonica di blocca, legge la sua velocità e se questa ha una differenza elevata tra i due lati, tende a frenare la ruota con maggiore velocità bloccando di fatto lo slittamento. In questo caso l’ABS si abbina ad una sua variante detta ASR o TCS.
Dove l’ABS mostra invece i suoi limiti è su terreni a tipo fango, neve o terra battuta. Infatti su questi terreni si ha una frenata più efficace quando la ruota si blocca e accumulando materiale davanti aumentando l’attrito meccanico. Su tali superfici l’ABS pur non diminuendo lo spazio di frenata consente comunque di conservare la capacità direzionale della vettura. L’ABS, in caso di lastre di ghiaccio solo su due ruote, allungherà lo spazio di frenata ma se non ci fosse si rischierebbe di perdere la direzionalità del veicolo, provocando anche un testacoda. Per controllare i fenomeni di instabilità dovuta alle frenate in curva quando il carico non è costante sulle quattro ruote è stato messo appunto il CBC ovvero Cornering Brake Control.
Se in una curva il conducente aziona i freni, il sistema adegua la pressione frenante, in funzione dell’ angolo di sterzata. Si tratta di uno dei primi sistemi che avevano il compito di controllare fenomeni di sottosterzo o sovrasterzo causato dal bloccaggio delle ruote durante una frenata in curva fornendo una forza frenante differenziata per ogni singola ruota soprattutto in condizioni di emergenza. La differenza con il sistema più evoluto ESP ovvero controllo elettronico della stabilità sta nel fatto che quest’ultimo non è un compendio dell’ABS ma un sistema che funziona in parallelo che sfrutta in parte i sensori compatibili con l’impianto di ABS. L’ESP in sostanza come vedremo in una futura trattazione specifica non funziona solo in frenata ma si attiva ogni qualvolta ci sia una condizione di perdita di aderenza anche in velocità o accelerazione in curva. Il sistema ABS, vista la sua semplicità ed efficacia, viene anche usato non solo per impedire che ruote si blocchino in frenata ma anche che pattinano troppo in accelerazione. Lo stesso sensore che interviene quando la ruota fonica di blocca, legge la sua velocità e se questa ha una differenza elevata tra i due lati, tende a frenare la ruota con maggiore velocità bloccando di fatto lo slittamento. In questo caso l’ABS si abbina ad una sua variante detta ASR o TCS. Oggi il controllo della trazione viene sfruttato anche per controllare gli eccessi di coppia che possono portare a sovrasterzi di potenza, con i vari sistemi di Torque Vectoring, che spesso vanno a sostituire i più costosi differenziali autobloccanti. Per i conducenti esperti, ad oggi molte case costruttrici rimangono comunque in listino accessori il differenziale classico.
Daniele Amore