Come funziona l’ABS: l’amico dei nostri freni

Le automobili oggi sono dei veri centri di calcolo viaggianti. Incorporano sistemi elettronici di ogni tipo che gestiscono le funzioni più importanti del veicolo, senza trascurare quelle secondarie come le comunicazioni e l’impianto audio. L’avvento dell’elettronica ha radicalmente trasformato il modo di guidare. Oggi le auto sono infinitamente più sicure proprio grazie a questi sistemi. Tuttavia, sono anche molto complessi. Al punto che molto spesso il loro funzionamento ci è quasi del tutto sconosciuto; talvolta proprio per questo motivo adottiamo comportamenti che ostacolano o vanificano il lavoro dei vari dispositivi. Per esempio, come funziona l’ABS?

I BLOCCHI SONO SEMPRE PERICOLOSI
Facciamo finta di non averne mai sentito parlare e cominciamo col dire cos’è. ABS è una sigla in lingua inglese, significa Antilock Braking System, cioè sistema di frenata antibloccaggio. Come dice il nome stesso, questo dispositivo impedisce alle ruote di bloccarsi durante una frenata.

Perché è importante evitare il bloccaggio delle ruote? Perché se le ruote sono bloccate non si può sterzare; allora per poter evitare l’ostacolo o impostare l’ingresso in curva si è costretti a lasciare il pedale del freno, ma così ci si trova ancora ad una velocità troppo alta per evitare il pericolo in cui ci troviamo.
Inoltre quando si frena (si frenava) così forte da bloccare le ruote, vuole dire che il peso della vettura si è spostato sull’anteriore in modo talmente brusco e violento che le ruote posteriori non riescono più ad avere sufficiente impronta a terra; quindi si rischia il testacoda.

Prima dell’epoca elettronica, l’unico modo per effettuare una frenata d’emergenza senza bloccare le ruote era modulare la frenata. Cioè sollevare parzialmente il pedale dal freno poco prima del bloccaggio per recuperare motricità e assetto, ricominciando immediatamente a frenare, poi di nuovo alleggerire e ancora frenare fino a quando necessario. Una manovra difficilissima alla portata solo di piloti molto abili ed esperti.

Invece l’ABS permette di applicare sempre la corretta forza frenante in relazione al fondo stradale. Nella normale circolazione per vetture stradali con guidatori ordinari, i vantaggi sono enormi. Questo si vede soprattutto sul bagnato, dove gli spazi di frenata si accorciano notevolmente.

ARRIVA DAGLI AEREI
I freni con sistemi di antibloccaggio sono di derivazione aeronautica, dove si usavano fin dagli anni ’50, sebbene fossero di tipo meccanico. Dobbiamo attendere la fine degli anni ’60 per vedere un dispositivo elettronico, sviluppato per il Concorde.
In campo automobilistico, il primo prototipo stradale fu testato dalla Dunlop nel 1966 su una coupé inglese Jensen FF, ma era di tipo completamente meccanico. Nel 1971 comparve il primo sistema elettronico, sulla Chrysler Imperial. Funzionava abbastanza, ma la tecnologia era ancora acerba e costosa.
Il primo ABS come lo conosciamo oggi fu sviluppato dalla Bosch e montato nel 1978 sulla Mercedes-Benz 450 SE. Da quel momento la diffusione e il perfezionamento furono costanti.

COME FUNZIONA QUESTO SISTEMA
Arriviamo dunque al punto cruciale. Il principio di base lo conosciamo tutti: la centralina magica capisce quando una ruota comincia a bloccarsi e disattiva subito solo il freno ad essa applicato, consentendo al veicolo di conservare motricità e direzionalità (cioè le ruote riprendono a girare, quindi è possibile sterzare). Ma come avviene questo favoloso processo? Alla ruota dell’auto è collegato una specie di ingranaggio, chiamato ruota fonica; è una ruota dentata. Muovendosi, produce delle variazioni di corrente che vengono rilevate da un sensore elettronico.

Esso letteralmente conta il numero di denti che passano in una certa unità di tempo; in questo modo la centralina del sistema conosce in ogni istante la velocità del veicolo. Quando in frenata la ruota comincia a bloccarsi, essa ovviamente smette di ruotare. Quindi si ferma anche la ruota fonica e con essa non passa più corrente dal sensore dell’ABS. Ecco come la centralina capisce che c’è un bloccaggio in corso.

Un importante passo indietro: come avviene la frenata in un’auto moderna? Quando premiamo il pedale, applichiamo una pressione all’olio presente nell’impianto. Esso spinge un pistoncino (la pinza) contro le pastiglie, che quindi creano l’attrito con i dischi, rallentando la ruota. Torniamo all’ABS. Stabilito che la ruota si sta bloccando, la centralina in pochi millisecondi invia un comando che apre una valvola; essa toglie pressione all’olio, il quale ritorna nel suo serbatoio, per questo si chiama valvola di ritorno. Non appena la ruota ricomincia a muoversi, la centralina chiude la valvola di ritorno, così la pressione dell’olio torna come prima, consentendo quindi l’applicazione della forza frenante.

PERCHE’ NON SI DEVE LASCIARE IL PEDALE
Questa lunga e complessa operazione avviene circa 20 volte ogni secondo. Il continuo aprirsi e chiudersi della valvola di ritorno è la causa di quelle vibrazioni che sentiamo al pedale del freno e che a volte ci spaventano, così alziamo il piede. Gravissimo errore. Come abbiamo visto, le vibrazioni sono la prova che l’ABS sta funzionando come si deve. Se noi solleviamo il piede, esso si disattiva, allora la frenata viene compromessa.
Invece noi dobbiamo continuare a mantenere forte la pressione sul pedale senza mai sollevare il piede. Così freneremo in meno spazio e potremo continuare a controllare il veicolo.