| L'ABS (Anti Brake-locking System)
L'ABS è un sistema che, in frenata, impedisce il bloccaggio di una ruota mentre le altre ancora girano.
Benché l'idea comune sia che l'ABS "serve per frenare in meno spazio", non è questo il fine principale dell'ABS, anche se effettivamente, in alcune condizioni, si raggiunge anche quel risultato.
Sulle ruote sterzanti, il bloccaggio di una o di entrambe fa sì che esse perdano la capacità di dirigere il veicolo, il quale continua quindi a muoversi nella direzione che aveva in quel momento, senza più la possibilità di compiere manovre elusive rispetto ad un ostacolo (ad esempio un pedone).
Con l'ABS invece, tali manovre diventano possibili in quanto, appena anche una sola delle ruote anteriori si blocca, il sistema provvede a far diminuire la pressione sulla pinza del freno di quella ruota di quel tanto che basta per farle riprendere la rotazione, consentendo quindi allo sterzo di svolgere la sua funzione direzionale.
Ma anche il bloccaggio delle ruote posteriori deve essere evitato perché, oltre a rendere instabile ed imprecisa la traiettoria del veicolo, diminuisce l'efficienza complessiva della frenata, allungando lo spazio necessario per fermarsi.
Le caratteristiche:
L'utilità dell'ABS è particolarmente evidente sull'asfalto bagnato: senza di esso, una brusca frenata non blocca il veicolo, ma anzi lo fa partire "a saponetta" in modo incontrollato.
La presenza dell'ABS su un veicolo è rivelata dalla caratteristica vibrazione del pedale del freno in una frenata a fondo con tutta la forza; è un fenomeno normale, indice dell'entrata in funzione del dispositivo.
L'ABS non è un dispositivo obbligatorio sui veicoli; è un sistema complesso, con molti componenti diversi, una particolare modalità di funzionamento, molti benefici ma, alcune possibili limitazioni in particolare.
ABS - Come è fatto
Il sistema ABS, seppur prodotto da industrie diverse con caratteristiche proprie, è costituito da:
una ruota dentata detta "ruota fonica" * montata all'interno di ogni ruota e che gira con essa;
un sensore elettromagnetico fissato al veicolo, posto di fronte ai denti della ruota fonica;
una centralina elettronica, che riceve i segnali dai sensori, li elabora e trasmette i comandi alle "valvole di ritorno";
le valvole di ritorno, una per ogni pinza del freno, che permettono al liquido del freno di tornare indietro verso il serbatoio;
tubazioni di ritorno, dalle valvole dette prima al serbatoio del liquido dei freni.
* si chiama così perché assomiglia alle ruote, dentate o forate, che nelle sirene producono il suono. Nell'ABS, però, le ruote foniche non producono alcun suono!
Questo schema di massima ammette delle varianti, essendo montato anche su autobus, autocarri, rimorchi.
La ruota fonica, ad esempio, invece di denti può avere delle placchette metalliche con caratteristiche magnetiche diverse dal disco su cui sono montate; i sensori, invece di essere uno per ruota, possono essere uno per asse; se per i freni invece di liquido si usa aria compressa, valvole e tubazioni saranno adattati di conseguenza, e così pure se invece di freno a disco la ruota ha freno a tamburo. Le diverse configurazioni si riflettono in diverse prestazioni o in diverse modalità di intervento.
ABS - Come funziona
I denti della ruota fonica, passando davanti al sensore, producono delle variazioni di corrente. La centralina legge i segnali provenienti dai sensori, e se uno di essi non fornisce segnale, conclude che la relativa ruota è ferma. Lancia quindi un comando alla valvola di ritorno, che si apre parzialmente e lascia defluire parte del liquido indietro verso il serbatoio. Il freno quindi viene liberato e la ruota torna a girare. Subito dopo la pressione viene fatta risalire, e la pinza del freno di nuovo viene "caricata". La centralina ripete il ciclo dei controlli venti volte ogni secondo, ogni volta esaminando gli impulsi provenienti dai sensori e fornendo i relativi comandi alla valvola della ruota che ritiene bloccata mentre le altre girano.
Oltre a questi componenti, tipici dell'ABS, rimangono gli altri componenti del sistema frenante: pedale del freno, pompa, servofreno ecc. , che però hanno caratteristiche diverse da quelle dei modelli senza ABS.
E' da notare che, nella sua configurazione tipica, l'ABS non si occupa affatto degli "squilibri di frenata" (ad esempio per una "pastiglia" consumata): fintanto che una ruota non gli risulta bloccata si limita a compiere i suoi cicli di verifica, lasciando agire normalmente il resto del sistema frenante. Solo in caso di blocco interviene nel modo visto sopra.
Poiché le possibilità di blocco si verificano soprattutto quando il pedale del freno è spinto all'improvviso a fondo (tipica frenata di emergenza), sarà solo in quell'occasione che si sentirà il suo intervento: la caratteristica vibrazione (variabile a secondo dei modelli) del pedale del freno, corrispondente alla rapida apertura e chiusura delle valvole di ritorno ed alla conseguente variazione di pressione nel circuito. Spesso i conducenti si spaventano di questo effetto, temendo un guasto, e rilasciano il pedale: è un madornale errore, perché proprio in quel momento l'ABS sta svolgendo il suo lavoro.
Un effetto dell'ABS è che un veicolo che ne è dotato non lascerà sull'asfalto, nella frenata di emergenza, la caratteristica strisciata unica del pneumatico, ma piuttosto una sequenza di brevi tratti, meno marcati.
L'ABS ha una soglia minima di intervento, al di sotto della quale non entra in funzione; generalmente è di 6-10 km/h (calcolati sulle altre ruote in movimento). Nelle manovre a bassa velocità l'ABS è quindi automaticamente disattivato.
Tramite un comando sul cruscotto è comunque sempre possibile disattivare l'ABS, ad esempio quando su una ruota, invece del pneumatico normale, è montato il ruotino d'emergenza (con il quale è comunque necessario procedere ad andatura moderata): le sue caratteristiche, notevolmente diverse dal pneumatico normale, non sono riconosciute dall'ABS, il cui intervento potrebbe quindi avere effetti dannosi.
Il sistema esegue un'autodiagnosi all'atto dell'avviamento del motore, ma è comunque opportuna una verifica periodica di certe parti critiche (collegamento tra i sensori, esposti alla sporcizia ed all'umidità, ed i cavi; tra valvole, cavi e tubazioni); di tanto in tanto, su strada priva di pericoli, si può simulare una frenata di emergenza (allacciarsi le cinture!) e controllare il regolare funzionamento. In ogni caso, gli interventi di manutenzione possono essere fatti solo da personale veramente specializzato, con adeguate attrezzature di controllo e taratura.
ABS - Benefici
Conservazione della direzionalita' del veicolo
Il principale beneficio dell'ABS è la conservazione della "direzionalità" dello sterzo. Come si vede dalla figura 1 la curva che esegue il veicolo quando si sterzano le ruote anteriori è dovuta allo spostarsi, man mano che la ruota gira, dell'area di contatto del pneumatico con il suolo - indicata in grigio - grazie all'aderenza (cioè all'attrito) tra il pneumatico ed il suolo.
Il veicolo, per inerzia, tenderebbe a proseguire dritto; viene invece costretto a curvare dalla contemporanea presenza di due elementi:
l'aderenza (ancorché minima) tra il pneumatico ed il suolo
la rotazione delle ruote.
Se invece la ruota non gira l'area di contatto tra pneumatici e suolo continuerà a spostarsi nella stessa direzione del veicolo, senza provocare alcun cambiamento di direzione.
L'ABS, impedendo alle ruote di bloccarsi e mantenendole in rotazione, consente allo sterzo di mantenere una certa efficienza, utile per scansare un ostacolo improvviso.
Diminuzione della distanza di arresto
L'ABS consente anche una certa riduzione dello spazio di arresto, in misura variabile a seconda del tipo di fondo stradale, secondo la seguente tabella, ricavata da ricerche compiute in Paesi in cui il sistema ha avuto grande diffusione:
Fondo stradale
Riduzione dello spazio di arresto (con segno - se è un aumento)
asfalto asciutto
4 %
asfalto bagnato
14 %
fondo bagnato, consumato,leggermente fangoso
43 %
fondo ghiacciato, scivoloso
10%
pietrisco sciolto, sabbia asciutta
- 28 %
Come si vede, la riduzione è massima in condizioni di fondo bagnato, minima in caso di fondo asciutto ed in buone condizioni, media in altre condizioni e addirittura nulla in altre condizioni (sabbia, pietrisco e forse anche neve fresca). Il perché di questo effetto è indicato nella pagina Le "forze" ed il "lavoro" nella frenata con l'ABS; la conclusione però è che, quando le condizioni di aderenza sono sfavorevoli, la presenza dell'ABS riduce sì lo spazio di arresto, ma non lo rende uguale a quello di un fondo asciutto. Insomma, quando piove,nevica o il fondo è ghiacciato, occorre comunque aumentare la distanza da veicolo che precede. Non illudetevi che, con l'ABS, la distanza di arresto su ghiaccio sia la stessa che su asfalto asciutto: sarà comunque il doppio o addirittura il triplo. Sarete però in grado di continuare a dirigere il veicolo e schivare ostacoli. Quindi, anche con l'ABS, usate prudenza e non guidate "al limite".
ABS - Limiti
L'ABS ha una soglia minima di intervento, generalmente fissata a 6-10 km/h (calcolati sulla base delle altre ruote che girano) al di sotto della quale esso non agisce. Pertanto, scendendo a quella velocità lungo una rampa innevata o ghiacciata, se le ruote vengono bloccate esse rimarranno tali; se la rampa è ripida ed il veicolo scivola, continuerà la sua corsa fino in fondo.
Se le condizioni sono veramente avverse (ghiaccio liscio o neve ghiacciata e pneumatici non adeguati), anche con l'ABS gli spazi di frenata saranno molto, molto lunghi e la direzionalità sarà molto, molto limitata. Questo perché l'ABS contribuisce a sfruttare al meglio l'aderenza pneumatico-suolo, ma se essa manca completamente l'ABS non può fare miracoli.
Come risulta dalla tabella sopra esposta, in certe condizioni (neve fresca, sabbia) lo spazio di arresto addirittura aumenta. Questo sarebbe dovuto al fatto che l'ABS, non permettendo alle ruote di bloccarsi, impedisce la creazione davanti ad esse di "cumuli" di neve o sabbia che rallentano la corsa del veicolo.
Se si usa il ruotino d'emergenza (presente in alcune vetture al posto della ruota di scorta; più stretto del normale e con intagli diversi), l'ABS non è in grado di tener conto delle sue caratteristiche (assai diverse dalle altre ruote) e potrebbe dare risposte non adeguate. Potrebbe essere quindi consigliabile il suo disinserimento; consultare comunque il libretto di uso e manutenzione del veicolo.
Se un veicolo dotato di ABS è seguito da un altro che ne è privo, possono aumentare le probabilità che il primo - frenando in meno spazio - venga tamponato dal secondo; quindi, nelle condizioni in cui l'ABS è più efficace, è opportuno controllare nello specchio retrovisore la distanza dei veicoli che seguono. A sua volta, chi segue un veicolo con ABS farà bene a tenerne conto nel decidere la distanza da mantenere.
Un effetto indiretto dell'ABS è che, secondo le ricerche citate in precedenza, sembrano aumentare, nei veicoli che ne sono dotati, i casi di uscita di strada a seguito di incidente. La colpa non sarebbe dell'ABS, ma dei conducenti: pigiando a fondo il pedale del freno ed innescando quindi l'ABS, rendono esageratamente efficaci le brusche sterzate complete a destra o a sinistra che, nei veicoli privi di tale dispositivo ed ai quali sono probabilmente abituati, sono senza effetto o hanno effetti puramente casuali. Nelle situazioni di emergenza che richiedono una frenata a fondo occorre invece, in primo luogo, non farsi sorprendere dalle vibrazioni del pedale (che sono un effetto normale) in secondo luogo sterzare con dolcezza e precisione, secondo quanto consentito dalle condizioni del fondo stradale.
In conclusione, l'ABS non deve comunque mai far dimenticare la prudenza, perché non può fare "miracoli" e non autorizza in nessun caso a superare i limiti fisici determinati dalle condizioni del fondo stradale e dei pneumatici.
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