L'unità ABS è un sistema utilizzato nelle automobili dagli anni '70, dopo essere stato utilizzato per la prima volta in un'auto di Formula 1 negli anni '60. Nel frattempo, non possiamo più immaginare questo sistema di frenata antibloccaggio dall'auto. In effetti, un sistema ABS è ora persino obbligatorio nello sviluppo di nuove auto e motocicli. Anche le prime e-bike sono state dotate di un sistema ABS.

ABS, come si può facilmente intuire, è una sigla. Le tre lettere sono frutto della contrazione della parola composta tedesca Antiblockiersystem. Tra l’altro non serve essere grandi poliglotti per cogliere il senso del tutto. Questo congegno impedisce che le ruote si blocchino durante le frenate più intense e in quelle che si effettuano sui fondi a bassa aderenza.

Componenti Chiave del Sistema ABS

Per raggiungere questo pezzo di ingegnosità, un sistema di frenatura antibloccaggio ha tre componenti che insieme fanno parte del sistema ABS:

  • Motore della pompa: Il motore della pompa del sistema ABS garantisce il mantenimento della pressione sul sistema frenante.
  • HCU (Hydraulic Control Unit): L'HCU sta per "Hydraulic Control Unit" o unità di controllo idraulica, viene chiamato anche blocco idraulico. L'HCU è un blocco di alluminio con varie valvole e canali. Quando interviene l'ABS, è importante alleviare la pressione che il sistema accumula frenando una ruota. Questo viene fatto tramite le valvole.
  • ECU (Electronic Control Unit): Quello che una ECU "normale" è per il motore, lo è la centralina ABS per il sistema di frenatura. Sulla base dei dati, ad esempio, dei sensori delle ruote e dei sensori di pressione, l'ECU dell'ABS determina se l'ABS debba effettivamente intervenire.

Il cuore di un'unità ABS è costituito da un motore della pompa, un collettore idraulico e un'unità di controllo elettronica (ECU). Da questo sistema centrale, il liquido dei freni viene distribuito tramite tubi ai cilindri dei freni di ciascuna ruota. Ciascuno di questi componenti ha una funzione importante in questo e viene attentamente esaminato nel nostro processo di revisione.

Il Ruolo del Collettore Idraulico (HCU)

In un sistema ABS convenzionale, il collettore idraulico è il primo componente attraverso il quale scorre il liquido dei freni dopo aver lasciato il cilindro principale. Questo blocco contiene elettrovalvole che possono bloccare temporaneamente il flusso del liquido dei freni al pedale del freno. Il blocco di distribuzione è anche chiamato "unità di controllo idraulica" (HCU). Ogni cilindro del freno della ruota ha la propria valvola di aspirazione e valvola di scarico. Quando il sistema ABS è inattivo, la valvola di aspirazione è sempre aperta e la valvola di scarico è sempre chiusa. Entrambe le valvole vengono azionate contemporaneamente quando è necessario interrompere la pressione del freno. Il fluido può quindi defluire dai cilindri dei freni delle ruote.

L'Importanza del Liquido dei Freni

Dopo aver letto la descrizione di cui sopra, diventa chiaro che il liquido dei freni ha un ruolo importante nell'HCU. Se non mantenuto, questo importante fluido può avere un effetto negativo sul funzionamento del sistema ABS. Questo ha a che fare con il fatto che il liquido dei freni è igroscopico. Spiegato semplicemente, significa che il liquido dei freni assorbe l'umidità. Maggiore è l'umidità che si mescola con il liquido dei freni nel tempo, peggiore diventa la qualità. In casi estremi, questo può portare a corrosione nell'unità ABS, con il blocco di distribuzione idraulico che è una delle maggiori vittime. Difetti dovuti a una HCU corrosa non sono quindi rari.

Detto questo, non sorprende che in molti casi il liquido dei freni venga sostituito dopo che l'ABS è stato revisionato. Ma questo liquido dei freni non è immediatamente contaminato dal "vecchio" liquido dei freni che è ancora nel sistema ABS? Non in ACtronics! Grazie alla macchina per il lavaggio che occupa un posto importante nella nostra linea di revisione dell'ABS, questo è un ricordo del passato. La parte idraulica dell'unità ABS viene completamente lavata sotto una certa pressione per alcuni minuti (noto anche come flush). Ciò significa che qualsiasi residuo di fluido vecchio e contaminante viene completamente rimosso dall'unità ABS. Inoltre, questo processo può anche rimuovere i depositi incipienti dal sistema e portarli fuori dall'unità.

Come Funziona il Sistema ABS

Come suggerisce il nome ABS (sistema di frenatura antibloccaggio), l'ABS assicura che le ruote di un'auto non si blocchino. Soprattutto in caso di frenata su strade dissestate o in caso di maltempo, la possibilità di bloccare una ruota aumenta per l'aderenza ridotta. Quando le ruote si bloccano, questo ha naturalmente un effetto negativo sulla distanza di frenata. Un sistema ABS in realtà non fa nient'altro che provocare un effetto di "pompaggio" quando una o più ruote minacciano di bloccarsi durante la frenata, facendo sì che la ruota continui a girare. Esattamente quello che vuoi ridurre lo spazio di frenata!

L’ABS monitora in continuazione la velocità delle singole ruote per poter intervenire in maniera immediata nel caso che si verifichi il bloccaggio di una di esse. Come anche nel caso del controllo elettronico della trazione, la rilevazione avviene grazie a un trasduttore e a una ruota fonica. Quest’ultima è solidale con la ruota medesima ed è dotata di piccoli denti o finestrelle. Per ogni ruota viene rilevato il numero di dentini o di finestrelle che transitano in una determinata quantità di tempo. Questo dato è trasmesso alla centralina che governa l’ABS, la quale confronta i valori riguardanti tutte le ruote. Nel momento in cui riscontra che una ruota si sta bloccando, la centralina riduce per la pressione nel circuito idraulico dell’impianto frenante, rendendo la sua azione meno incisiva. Appena tutto torna nella norma, l’ABS ripristina la potenza frenante, pronto, all’occorrenza, a una nuova parzializzazione. L’ABS può intervenire anche più di 10 volte un solo secondo.

Funzioni Aggiuntive: ESP

Oltre al sistema ABS convenzionale, sempre più unità utilizzano ESP, che sta per Electronic Stability Program. Mentre l'ABS assicura che le ruote non si blocchino durante la frenata, ESP assicura che l'auto vada effettivamente nella direzione desiderata dal guidatore. Quando l'auto minaccia di diventare sottosterzante o sovrasterzante, la funzionalità ESP frena una o più ruote, in modo che l'auto rimanga dritta sulla strada. ESP garantisce quindi un comportamento di guida stabile in tutte le direzioni. Esempi di unità ABS che utilizzano ESP sono ATE MK26 ESP e Bosch 8 ESP. Grazie ai maggiori vantaggi di sicurezza di ESP, la funzionalità è stata resa obbligatoria in tutti i nuovi modelli dal 2014.

Modulo ABS: Il Cervello del Sistema

Le moderne pompe ABS per auto sono molto più di una semplice pompa: si tratta di sistemi di controllo antibloccaggio molto complessi e indipendenti che sono stati via via ridotti a un'unica unità di piccole dimensioni. Era una disposizione piuttosto ingombrante, con i componenti del sistema sparsi in punti diversi del veicolo, che richiedeva un cablaggio molto esteso per collegarli tutti. Le moderne unità ABS formano un sistema combinato, con peso ridotto, minore spazio occupato e maggiore efficienza del veicolo.

Il modulo ABS è la centralina che controlla l'intero sistema ABS. È la scatola nera imbullonata sopra l'unità idraulica che rileva la velocità delle ruote, l'accelerazione del veicolo, la forza di frenata, la pressione del liquido dei freni, l'accelerazione longitudinale e laterale e i messaggi trasmessi da motore e cambio. Il modulo ABS calcola quindi la quantità esatta di forza frenante richiesta per ogni ruota durante una frenata di emergenza e controlla ogni ruota mediante l'azionamento di valvole solenoidi di regolazione interne al gruppo idraulico ABS.

Riparazione del Gruppo Idraulico ABS

Desideriamo informarVi dettagliatamente riguardo alla lavorazione che effetuiamo sui sistemi idraulici delle centraline ABS automotive. Innanzitutto, desideriamo sottolineare l'importanza di una manutenzione regolare e della sostituzione periodica del liquido dei freni per preservare il corretto funzionamento del sistema.

Processo di Riparazione

  1. Test di verifica: Effettuiamo dei test per poter verificare il guasto comunicatoci dal cliente.
  2. Smontaggio completo del pezzo: Smontiamo completamente il sistema idraulico del gruppo ABS.
  3. Pulizia accurata: Dedichiamo particolare cura alla pulizia del sistema, in particolare per rimuovere le morchie ed i detriti accumulati a causa della mancata sostituzione del liquido dei freni.
  4. Sostituzione dei componenti usurati ed irrecuperabili: Durante l'analisi, identifichiamo i componenti che sono usurati o danneggiati in modo irrecuperabile.
  5. Controllo del funzionamento della pompa: Eseguiamo un accurato controllo del corretto funzionamento della pompa del sistema idraulico del gruppo ABS.
  6. Verifica del funzionamento elettronico: Effettuiamo una completa verifica del funzionamento elettronico del sistema, verificando che tutti i componenti e i circuiti elettronici siano in perfetto stato.
  7. Rimontaggio: Dopo aver completato le fasi precedenti, procediamo con l'attento rimontaggio del sistema idraulico della centralina ABS.
  8. Test di durata e preconsegna: Prima di consegnare la centralina ABS, sottoponiamo il sistema idraulico del gruppo ABS a una serie di test di durata.

La Pompa ABS: Componente Essenziale

La pompa dell’ABS, ovvero dell’Anti-Lock Braking System o Anti-Skid Braking System, è una parte fondamentale del meccanismo che impedisce alle ruote di bloccarsi e slittare in modo incontrovertibile. L’ABS serve proprio a questo, è un’avanzata tecnologia che sfrutta la forza frenante erogata alle ruote (sia posteriori che anteriori) in modo simile alla frenata di soglia, che è una tecnica comunemente usata nelle corse automobilistiche. Il sistema ABS, infatti, controlla la pressione del pedale del freno e applicare la massima forza frenante nel punto appena precedente a quando le ruote stanno per slittare.

La pompa abs serve a ripristinare la pressione perduta una volta che le valvole idrauliche l’hanno rilasciata.

Componenti del Sistema ABS

Sono quattro le componenti principali che compongono un sistema ABS:

  1. Sensori di velocità delle ruote
  2. Valvole idrauliche
  3. Pompa ABS
  4. Controller ABS (Modulo ABS o ECU ABS)

Come Interviene la Pompa ABS

I segnali provenienti dai sensori di velocità della ruota vengono elaborati dal modulo ECU ABS (che vediamo tra poco) e se viene rilevato uno slittamento della ruota, il modulo segnala alla valvola di rilasciare pressione per evitarne lo slittamento. Dopo il rilascio della valvola e la perdita di pressione, la pompa interviene per ripristinare la pressione persa nell’impianto frenante, e tornare quindi alla normalità.

Segnali di Problemi al Sistema ABS

Il sistema ABS fornisce diversi segnali che mostrano i problemi legati alla sua corretta funzione:

  • Spia ABS o spia motore.
  • Il pedale del freno non risponde.

Vantaggi dell'ABS

L’ABS migliora la sicurezza di marcia scongiurando il pericolo che le ruote si blocchino. Il bloccaggio delle ruote si traduce infatti nella maggior parte dei casi in un allungamento degli spazi di frenata e in una perdita di stabilità e direzionalità da parte dell’auto.

Nel momento in cui smettono di girare, le ruote anteriori faticano a mettere in pratica i comandi impartiti dal pilota sullo sterzo. Grazie al supporto fornitogli dall’ABS, il guidatore può intervenire con decisione sul pedale del freno e e agire nello stesso tempo sul volante per far cambiare direzione alla vettura.

Ultimo ma non meno importante, l’ABS uniforma l’azione dei freni in caso di frenata su fondi differenziati, rendendo la vettura più stabile e facile da controllare. Inoltre con l’uso dell’ABS gli spazi di frenata vengono notevolmente accorciati, sia rispetto a quelli che si avrebbero con le ruote bloccate, sia rispetto a quelli che un guidatore medio riesce ad ottenere senza ABS.

Storia dell'ABS

Già nel 1929, Gabriel Voison, pioniere dell’aeronautica, progettò il primo sistema che impediva alle ruote degli areoplani di bloccarsi durante la frenata. Nel 1936 Robert Bosch brevettò un dispositivo anti-incollaggio freni (brevetto n. 671925), ma fu solo alla fine degli anni ’50 che questa tecnologia venne applicata ai normali veicoli terrestri. Convenzionalmente la nascita dell’abs viene fatta coincidere con il 1974, anno in cui la Volvo lo introduce per la prima volta nel mercato automobilistico. Per vederlo in commercio però bisogna aspettare il 1978, quando la Bosch lo presenta al grande pubblico installato su una MERCEDES 450.

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