ABS: storia del sistema che ci protegge ogni giorno (parte 1)

Il modello di ABS, presentato nell’articolo ABS: analisi tecnica costituisce essenzialmente l’ultima evoluzione di tale sistema applicato a vetture normali, per direttive europee prodotte dal 2004 con dispositivo antibloccaggio obbligatoriamente installato.

Tuttavia, analizzando la sua storia, è possibile trovarne tracce lontane, derivanti nientemeno che dal settore aeronautico, e la sua evoluzione nella storia dell’automobile in molte declinazioni e varianti.

Primi studi in campo aeronautico (anni ’30 – anni ’60)

La prima apparizione di un sistema antibloccaggio fu nel 1929, per opera di un eclettico e geniale tecnico francese, Gabriel Voisin. Un sistema idraulico regolato dalla velocità dell’aereo mediante un flap mobile e, ne determinava la pressione dell’impianto sui freni.

Nel 1952, la Dunlop, casa americana produttrice di impianti di frenatura e pneumatici, sviluppò il sistema anti-skid Maxaret, a comando totalmente meccanico-idraulico, che regolava la forza di frenatura in base alla velocità relativa di due ruote sullo stesso asse, diminuendo la pressione di frenata sulla ruota che, in condizioni di perdita di aderenza con la superficie stradale, tendeva a ruotare più lentamente o bloccava. Le prime installazioni, negli anni ’50, a bordo di velivoli civili (Loocked, Vickers, De Havilland Comet – quest’ultimo famoso purtroppo non per la presenza del sistema anti-skid ma per i numerosi cedimenti strutturali della carlinga, dovuti ad errate o acerbe soluzioni progettuali), rivelarono una diminuzione degli spazi di frenata in atterraggio nell’ordine del 25-30%, ed un proporzionale aumento della durata degli pneumatici.

Pubblicità del Dunlop Maxaret dei primi anni '50
Pubblicità del Dunlop Maxaret dei primi anni ’50
Vista in esploso dei componenti del Dunlop Maxaret
Vista in esploso dei componenti del Dunlop Maxaret

Tale sistema, grazie al progredire dell’elettronica di bordo, che a metà degli anni ’60 cominciava le sue timide apparizioni, fu man mano rimpiazzato da più evoluti dispositivi anti slittamento a controllo computerizzato; la prima applicazione in campo aeronautico civile (i primi test su velivoli militari erano iniziati alla fine degli anni ’50), fu a bordo dell’aereo supersonico francese Concorde (il quale installava inoltre il primo impianto di frenata con freni a disco in carbonio, anziché in acciaio).

Prime applicazioni ai veicoli terrestri (1958-1970)

Il sopracitato Dunlop Maxaret fece la sua prima comparsa nel 1958 su un prototipo di motocicletta Royal Enfield Super Meteor (il motivo principale di un esordio su un veicolo a due anziché a quattro ruote era dovuto al problema di instabilità e possibile ribaltamento nel caso una motocicletta perdesse aderenza) in questo caso svolgente la funzione di controllore differenziale dello slittamento delle ruote anteriore e posteriore. Scelte aziendali della casa motociclistica ne bloccarono tuttavia lo sviluppo, così che nel campo delle due ruote, si dovettero attendere altri trent’anni prima che un dispositivo – stavolta a controllo elettronico e molto più evoluto -, facesse la sua comparsa su una moto di normale produzione.

Tale sistema, ancorché totalmente meccanico, dopo una parentesi in campo agonistico su una vettura da corsa (la Ferguson P99 nei primi anni ’60), esordì nel 1966 in campo automobilistico sulla granturismo inglese Jensen FF (un’evoluzione della Jensen Interceptor); prove condotte dalla Dunlop su prototipi di tale veicolo (che montò inoltre in anteprima mondiale un sistema di trazione integrale permanente), registrarono, ad una velocità di 45 mph (72 km/h), spazi di frenata ridotti da 220 ft (67 m) a 149 ft (45.5 m), con una prestazione migliorata del 32%, tutto sommato non trascurabile considerati i limiti tecnici dell’impianto a controllo meccanico, se confrontato con i più evoluti sistemi di frenatura odierni (e soprattutto dei limiti di aderenza degli pneumatici dell’epoca).

La Jensen FF del 1966
La Jensen FF del 1966
Lo schema di funzionamento del Dunlop Maxaret applicato all'impianto frenante della Jensen FF
Lo schema di funzionamento del Dunlop Maxaret applicato all’impianto frenante della Jensen FF

Il sistema di controllo meccanico montato su questo veicolo tuttavia aveva un feedback relativamente lento (se confrontato con l’immediatezza di un ABS a comando elettronico), e il difetto progettuale di causare un ritorno del pedale – indurendolo – durante la modulazione della frenata.

A causa di questi limiti – e del progressivo apparire dei primi processori elettronici di comando – il dispositivo anti skid meccanico fu presto abbandonato, in quanto la gestione computerizzata consentiva di incrementare notevolmente i limiti di utilizzo, la maggior flessibilità e minore complicazioni e costi di produzione.

Si cita inoltre che l’ABS meccanico ebbe una parentesi anche nelle corse: nel periodo 1969-1971 la Matra (casa francese all’epoca molto attiva nel campo F1 e gare di durata – leggi: Le Mans – ) lo sperimentò con ottimi successi teorici sulla Matra Sport 630 MS. Pur svolgendo egregiamente il suo dovere, non ebbe seguito in quanto le vetture erano guidate da piloti professionisti in grado di eseguire ottime frenate anche senza dispositivo anti skid; l’aggravio di peso e le continue fasi di taratura durante i numerosi cambi gomme ne decretarono l’insuccesso.

L’avvento dell’elettronica (1971-1978)

Il primo esempio di dispositivo anti slittamento controllato da processore elettronico comparve nel 1971 oltreoceano; la Chrysler Imperial venne presentata al pubblico equipaggiata (come optional), di un ABS Bendix Sure-Brake controllato da processore elettroidraulico (inserito nel vano motore), a tre canali (due separati per le ruote anteriori ed uno singolo per il ponte posteriore) e quattro sensori a ruota fonica, uno per ruota.

Le caratteristiche di tale sistema non incontrarono però le richieste del pubblico, in quanto optional di costo elevato (350 $ contro un prezzo base della Imperial di circa 6000 $), di funzionamento non sempre preciso e puntuale, e per la scarsa affidabilità dei primi sistemi elettronici.

E naturalmente per una certa riluttanza da parte degli acquirenti, per opinioni non sempre lusinghiere sui versanti delle innovazioni nella sicurezza; basti pensare ad esempio che solo in Italia, fino all’obbligo di uso cinture di sicurezza a bordo (1988), si registrarono pareri diffusi e fortemente negativi riguardo la loro utilità ed efficacia (l’uso combinato dell’AirBag fortunatamente dissipò molti dubbi).

Per buona parte degli anni ’70, le varie soluzioni di sistemi antibloccaggio sulle automobili americane riguardarono essenzialmente ABS a singolo canale, applicato al ponte posteriore, più facilmente soggetto a bloccaggio e conseguente sbandamento; tale dispositivo agiva più che altro come correttore elettronico di frenata, in sostituzione del suo omologo meccanico, del quale migliorava la prontezza di azionamento.

Nel 1978 vi fu la svolta: la Mercedes-Benz presentò alla stampa una 450 SE W116 equipaggiata di un ABS Bosch 2 a quattro sensori e quattro canali, con funzionamento e prestazioni di gran lunga superiori a tutte le varianti finora viste. Emblematica fu la foto in cui Mercedes, confrontando due Classe S su strada bagnata, dovevano evitare un ostacolo fisso in condizioni di panic stop.

1978: La stampa convocata dalla Mercedes assiste alla dimostrazione dell'efficacia dell'ABS nello scartamento di ostacolo
1978: La stampa convocata dalla Mercedes assiste alla dimostrazione dell’efficacia dell’ABS nello scartamento di ostacolo

In realtà, questa applicazione del costruttore tedesco non era la prima in assoluto.

Besser bremsen: Mercedes-Benz S-Klasse Limousinen der Baureihe 116 auf der Einfahrbahn in Stuttgart-Untertürkheim, 1978. Das obere Fahrzeug mit Anti-Blockier-System (ABS) bleibt lenkbar, das untere ohne ABS rutscht unkontrolliert weiter, trotz voll eingeBesser bremsen: Mercedes-Benz S-Klasse Limousinen der Baureihe 116 auf der Einfahrbahn in Stuttgart-Untertürkheim, 1978. Das obere Fahrzeug mit Anti-Blockier-System (ABS) bleibt lenkbar, das untere ohne ABS rutscht unkontrolliert weiter, trotz voll einge

Robert Bosch, fondatore dell’omonima casa di produzione componentistica, aveva già registrato il brevetto n° 671925 di un rudimentale “sistema di anti-incollaggio freni” a controllo meccanico nel 1936. Come le altre case sviluppatrici di sistemi analoghi, la Bosch GmbH iniziò lo sviluppo di un sistema completamente computerizzato nel 1964-1965 (tramite la sua sottoposta Teldix); la versione 1, giunta allo stadio conclusivo dopo due anni, fece il suo debutto (sotto marchio Teldix, in quanto non ancora sotto completo controllo Bosch) sulla Mercedes SL 450 R107, nel 1971; era tuttavia un’unità costosa e complessa da produrre (contava infatti un migliaio di componenti). La versione migliorata (e ridotta a 140 componenti), approdò come già detto alla fine degli anni ’70, adattata sulla Mercedes Classe S W116, e come versione standard alla fine dello stesso anno sulla BMW serie 7 E23 (sempre come optional).