La storia dei freni ABS dagli aeroplani alle automobili

I sistemi antibloccaggio (ABS) sono disponibili su ogni auto venduta nuova da più di un secolo, semplicemente non sono sempre stati elettronici o automatici. All'inizio, il conducente doveva eseguire le operazioni dell'ABS premendo ripetutamente il pedale del freno per evitare che le ruote si bloccassero in caso di frenate brusche. Ci sono voluti decenni – e una deviazione attraverso l’industria aeronautica – prima che gli ingegneri capissero come costruire sensori in grado di impedire il bloccaggio delle ruote in frenata.

L'ingegnere tedesco Karl Wessel ricevette un brevetto per un regolatore della forza frenante per autoveicoli nel 1928, ma non riuscì mai a portare il suo progetto in produzione. Sebbene la necessità di regolare la pressione idraulica inviata alle ruote in caso di frenata brusca fosse ovvia, la mancanza di un sistema adeguato la tecnologia alla fine degli anni '20 impedì a ingegneri come Wessel di sviluppare un sistema antibloccaggio (ABS) commercialmente fattibile per le automobili. Mantenerlo a buon mercato avrebbe reso il tutto troppo complicato; mantenerlo semplice lo avrebbe reso troppo costoso. Gli automobilisti continuavano a sbandare senza controllo come dischi da hockey mentre la tecnologia maturava.

L'ABS iniziò ad apparire sugli aerei e sui treni, due tipi di veicoli che avevano un disperato bisogno della capacità di fermarsi senza sbandare, durante gli anni '50. Dunlop, con sede in Inghilterra, ha svolto un ruolo pionieristico nello sviluppo della tecnologia e ha chiamato il suo sistema ABS meccanico Maxaret. La funzionalità rimase costosa, ma era molto più facile compensarne il costo quando si costruiva un aeroplano rispetto a quando si costruiva un'auto. Le compagnie aeree erano aperte all'idea di pagare di più per un modello equipaggiato con Maxaret perché la funzionalità poteva aiutare risparmiano denaro riducendo l’usura dei pneumatici e li aiutano persino a guadagnare di più lasciando che gli aerei trasportino di più peso.

“A seguito dei test, è stato calcolato che il peso operativo consentito di un particolare moderno trasporto passeggeri dotato di La Maxaret potrebbe essere aumentata fino al 15%, una cifra che corrisponde a circa otto passeggeri", scrisse ottimisticamente la rivista Flight nel 1953.

La casa automobilistica britannica Jensen aveva il polso del settore aeronautico. I suoi ingegneri hanno deciso di realizzare un'auto sportiva dotata di tecnologia ABS dopo aver visto aerei pesanti equipaggiati con Maxaret fermarsi in sicurezza su piste incredibilmente corte. IL FF quella che Jensen presentò nel 1966 si distinse come la prima vettura di serie realizzata con l'ABS, e ne fu addirittura dotata trazione integrale permanente, ma non era un modello prodotto in serie che potesse piacere a tutti. Era una coupé costosa e di basso volume venduta solo in una manciata di mercati. Jensen ha realizzato circa 320 esemplari di FF fino al 1970.

La FF utilizzava un'evoluzione specifica per l'auto della tecnologia Maxaret di Dunlop. Sebbene il modello Jensen non sia mai stato venduto ufficialmente negli Stati Uniti, le case automobilistiche americane ne hanno sentito parlare e hanno stretto partnership con i fornitori per rendere l'ABS disponibile sulle loro auto più costose il più rapidamente possibile possibile. Ford sviluppò un sistema chiamato Sure-Track con Kelsey-Hayes e lo pubblicò a metà del 1969 sulla Thunderbird e sulla Lincoln Continental Mark III. AC Electronics ha aiutato la General Motors a sviluppare Track Master, che era disponibile sulla Cadillac Eldorado, e True Track, che Oldsmobile offriva sulla Vista Cruiser (sì, come quello di Eric Forman) e il Toronado. Entrambi i sistemi furono introdotti nel 1970.

I tre sistemi sopra citati agivano solo sulle ruote posteriori perché avevano maggiori probabilità di bloccarsi rispetto a quelle anteriori. In apparenza, questo argomento aveva senso: il peso si sposta sulla parte anteriore dell’auto in caso di frenata brusca, quindi c’è meno massa sull’asse posteriore. Tuttavia, le ruote anteriori, che forniscono la maggior parte della forza frenante, sono rimaste in balia della fisica. Potevano ancora bloccarsi quando il conducente premeva il pedale del freno sul metallo, rendendo l'auto insterzabile, soprattutto su strade bagnate o ghiacciate.

La svolta successiva nella tecnologia ABS non venne dalla Mercedes-Benz, come molti hanno affermato, ma piuttosto sorprendentemente dalla Chrysler. La casa automobilistica con sede a Detroit ha collaborato con Bendix per sviluppare un sistema ABS elettronico a quattro ruote denominato Four-Wheel Sure Brake che è più strettamente correlato al sistema montato su ogni auto. camion, E SUV venduto nuovo nel 2019.

Chrysler sorrideva orgoglioso. Ha definito il suo sistema antislittamento Sure Brake "il primo sistema di frenata antislittamento su quattro ruote gestito da computer offerto su un'auto americana". Non si è fermato qui; affermava che Sure Brake si affidava alla tecnologia del "computer dell'era spaziale" per mantenere un'auto puntata nella giusta direzione in caso di frenata brusca. La funzione è diventata disponibile a un costo aggiuntivo sulla lunghezza di 19 piedi Imperiale, il modello di punta della Chrysler, per l'anno modello 1971.

I progressi nel campo dell'elettronica hanno reso Sure Brake notevolmente più avanzato di Maxaret. Il sistema si basava sui dati forniti da un piccolo ingranaggio collegato a ciascuna ruota. I sensori misuravano la velocità di rotazione dell'ingranaggio contando i suoi denti e convertivano tali informazioni in impulsi elettronici inviati a un computer poco più piccolo di una scatola da scarpe. Il computer ha interrotto la pressione idraulica quando ha rilevato che una ruota stava per bloccarsi (la ruota ha rallentato prima di bloccarsi) e ha inviato nuovamente la pressione una frazione di secondo dopo per continuare a fermare l'auto. Questo ciclo aveva lo stesso effetto dell'azionamento dei freni, ma si verificava fino a quattro volte al secondo, una velocità superiore a quella che un essere umano potrebbe gestire.

Sure Brake misurava la velocità di ciascuna ruota in modo indipendente, in modo che l'Imperial potesse fermarsi in sicurezza anche se due delle sue ruote erano sul ghiaccio. Chrysler ha incorporato un indicatore blu etichettato Sure Brake nel quadro strumenti per aiutare i conducenti a comprendere il sistema. L'indicatore si accendeva quando il sistema era attivo e rimaneva acceso per indicare un problema. L'azienda ha sottolineato che il sistema era a prova di guasto, quindi l'enorme Imperial avrebbe frenato normalmente se Sure Brake si fosse spento per qualsiasi motivo.

Il sistema Four-Wheel Sure Brake era estremamente innovativo e, di conseguenza, costoso. Nel 1971, la Chrysler Imperial aveva un prezzo base di 6.044 dollari (circa 38.000 dollari nel 2019). Chrysler ha addebitato $ 351,50 (circa $ 2.200 nel 2019) per Four-Wheel Sure Brake quello stesso anno. Per aggiungere contesto, uno stereo AM/FM con otto tracce costa $ 419,70, mentre i vetri oscurati aggiungono $ 58,45, cifre che rappresentano rispettivamente $ 2.500 e $ 370. Gli ingegneri sperimentarono il sistema con un timore reverenziale quasi superstizioso, ma gli acquirenti imperiali volevano il lusso della vecchia scuola, non era una tecnologia all'avanguardia e molti si rifiutavano di pagare un extra per quello che consideravano inutile e troppo complicato aggeggio. Chrysler abbandonò la funzione nel 1973.

In generale, gli automobilisti non hanno accettato i vantaggi della tecnologia ABS fino agli anni ’80. Anche allora, i sistemi rimasero costosi e ci vollero ancora molti anni prima che arrivassero al regno delle auto economiche. Negli anni '90 era comune vedere le auto indossare con orgoglio l'emblema dell'ABS sul cofano del bagagliaio, ed era giusto che fosse così. Chrysler ha addebitato agli acquirenti LeBaron $ 954 (circa $ 2.000 nel 2019) per i freni a disco sulle quattro ruote con ABS nel 1989. Non tutti potevano permettersi di spuntare una casella da 2.000 dollari sul foglio dell’ordine.

D'altra parte, Mercedes-Benz ha reso lo standard tecnologico su tutte le sue auto, a partire dal livello base 190 alla potente Classe S, a partire dal 1984. Questa decisione ha rappresentato una sorprendente dose di lungimiranza. Le autorità europee hanno reso obbligatorio l’ABS su tutte le nuove auto nel 2004. La funzionalità è richiesta, insieme al controllo elettronico della stabilità, dal 2013 sulle autovetture e sui camion venduti negli Stati Uniti.

Nel 2019, ogni auto, indipendentemente dal segmento di mercato, dal prezzo o dallo stile della carrozzeria, viene sviluppata pensando all'ABS fin dall'inizio. I moderni sistemi ABS sono considerevolmente più sofisticati di Maxaret o Four-Wheel Sure Brake, ma svolgono la stessa funzione di base. Bosch, la società che ha aiutato Mercedes a sviluppare e lanciare il suo primo sistema ABS destinato alla produzione nel 1978, ha spiegato l’ABS funge anche da base per un lungo elenco di ausili elettronici alla guida comuni o richiesti su tutti i nuovi veicoli automobili.

“Abbiamo aggiunto funzioni aggiuntive, come il controllo della stabilità, il cruise control adattivo e l’assistenza in salita, ma tutto è ancora in qualche modo basato sulla tecnologia ABS. Anche la frenata automatica di emergenza ne ha bisogno. La tecnologia supporta anche la funzione di frenata rigenerativa nei veicoli ibridi. Questo percorso sta portando allo sviluppo di altamente guida automatizzata caratteristiche”, ha dichiarato a Digital Trends Michael Kunz, vicepresidente della sicurezza tecnica di Bosch Nord America.

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