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Oggigiorno un sistema antibloccaggio dei freni è utilizzato in quasi tutti i veicoli moderni. Questo sistema previene incidenti come questo, in cui si perde il controllo dello sterzo mentre si applicano i freni. Con l’ABS sarai in grado di sterzare correttamente il veicolo e inoltre riduce lo spazio di frenata. Cos’è l’ABS? Come riesce a prevenire incidenti dovuti alla frenata? Esploreremo queste domande in questo video.
Per comprendere correttamente l’ABS dobbiamo prima capire i principi dello sterzo e della frenata. Quando premi il pedale del freno, le pastiglie dei freni sui dischi ruota vengono attivate e premono contro i dischi, e questo arresterà la rotazione delle ruote. Quando le ruote si fermano, questo provoca slittamento tra la strada e le ruote, e il veicolo si ferma grazie a questo attrito.
Ora, vediamo il meccanismo dello sterzo. L’intero meccanismo di sterzo dipende dal semplice principio del rotolamento delle ruote. Le ruote cercheranno sempre di evitare lo slittamento sulla strada, il che significa che la velocità della ruota nel punto di contatto sarà sempre zero. Le ruote hanno due tipi di moto. Ruotano sul proprio asse e inoltre si muovono nella direzione della macchina. A causa di questi due tipi di moto, hanno due tipi di velocità: traslazionale e rotazionale. Per le condizioni di rotolamento senza slittamento, la somma delle velocità traslazionale e rotazionale nel punto di contatto dovrebbe essere zero. Tieni a mente questo semplice principio, e potrai capire molto facilmente il meccanismo dello sterzo.
In un’automobile, tutte e quattro le ruote dovrebbero rotolare continuamente per evitare lo slittamento del veicolo. Infatti, questo semplice principio di rotolamento è la ragione per cui la tua auto curva quando giri le ruote anteriori. Analizziamo questo aspetto.
Supponiamo una condizione ipotetica nella quale, anche dopo aver girato le ruote, l’auto prosegue diritta. In questo caso, la velocità di rotolamento sarà inclinata come mostrato, e la velocità traslazionale rimane diritta. Pertanto, se si sommano queste due velocità, la velocità risultante non sarà zero. Questo farà slittare l’auto. L’unico modo per evitare ciò è rendere inclinata anche la velocità traslazionale. Questo è possibile solo quando l’intera automobile compie una curva come mostrato. Quando l’auto curva intorno al centro istantaneo mostrato, tutte e quattro le ruote possono soddisfare la condizione di rotolamento. Da questa immagine puoi chiaramente vedere come la velocità nel punto di contatto di tutte e quattro le ruote diventi zero.
Ora, analizziamo il meccanismo dello sterzo durante la frenata. A causa dell’attivazione delle pastiglie dei freni, le ruote smettono di girare. Anche se le ruote sono sterzate, poiché non ruotano, non ci sarà affatto velocità rotazionale. In questo caso, il veicolo non ha bisogno di curvare, poiché è diventato come un normale caso di frenata. Il veicolo non reagirà più ai comandi dello sterzo del conducente e scivolerà in linea retta, il che può causare un incidente.
Per comprendere correttamente l’ABS dobbiamo prima capire i principi dello sterzo e della frenata. Quando premi il pedale del freno, le pastiglie dei freni sui dischi ruota vengono attivate e premono contro i dischi, e questo arresterà la rotazione delle ruote. Quando le ruote si fermano, questo provoca slittamento tra la strada e le ruote, e il veicolo si ferma grazie a questo attrito.
Ora, vediamo il meccanismo dello sterzo. L’intero meccanismo di sterzo dipende dal semplice principio del rotolamento delle ruote. Le ruote cercheranno sempre di evitare lo slittamento sulla strada, il che significa che la velocità della ruota nel punto di contatto sarà sempre zero. Le ruote hanno due tipi di moto. Ruotano sul proprio asse e inoltre si muovono nella direzione della macchina. A causa di questi due tipi di moto, hanno due tipi di velocità: traslazionale e rotazionale. Per le condizioni di rotolamento senza slittamento, la somma delle velocità traslazionale e rotazionale nel punto di contatto dovrebbe essere zero. Tieni a mente questo semplice principio, e potrai capire molto facilmente il meccanismo dello sterzo.
In un’automobile, tutte e quattro le ruote dovrebbero rotolare continuamente per evitare lo slittamento del veicolo. Infatti, questo semplice principio di rotolamento è la ragione per cui la tua auto curva quando giri le ruote anteriori. Analizziamo questo aspetto.
Supponiamo una condizione ipotetica nella quale, anche dopo aver girato le ruote, l’auto prosegue diritta. In questo caso, la velocità di rotolamento sarà inclinata come mostrato, e la velocità traslazionale rimane diritta. Pertanto, se si sommano queste due velocità, la velocità risultante non sarà zero. Questo farà slittare l’auto. L’unico modo per evitare ciò è rendere inclinata anche la velocità traslazionale. Questo è possibile solo quando l’intera automobile compie una curva come mostrato. Quando l’auto curva intorno al centro istantaneo mostrato, tutte e quattro le ruote possono soddisfare la condizione di rotolamento. Da questa immagine puoi chiaramente vedere come la velocità nel punto di contatto di tutte e quattro le ruote diventi zero.
Ora, analizziamo il meccanismo dello sterzo durante la frenata. A causa dell’attivazione delle pastiglie dei freni, le ruote smettono di girare. Anche se le ruote sono sterzate, poiché non ruotano, non ci sarà affatto velocità rotazionale. In questo caso, il veicolo non ha bisogno di curvare, poiché è diventato come un normale caso di frenata. Il veicolo non reagirà più ai comandi dello sterzo del conducente e scivolerà in linea retta, il che può causare un incidente.
Oltre a perdere il controllo dello sterzo, le auto senza ABS affrontano un altro grande problema: la frenata su superfici con diversi livelli di aderenza. Quando le ruote sinistra e destra si trovano su superfici con aderenza differente, applicare i freni genererà diverse forze di attrito sulle ruote. Questo produrrà una coppia e l’auto entrerà in una sbandata incontrollabile. Vediamo come l’ABS risolve questi problemi.
Un sistema antibloccaggio dei freni è molto semplice. Quello che fa l’ABS è impedire il bloccaggio completo delle ruote. Il sistema ABS include sensori di velocità collegati a tutte le ruote. Quando i sensori rilevano che una ruota sta per bloccarsi, un’unità modulatrice rilascia parzialmente la pastiglia del freno su quella ruota. In questo modo le ruote potranno girare in modo intermittente durante la frenata.
Puoi vedere immediatamente l’effetto di questa rotazione intermittente delle ruote sullo sterzo. Qui, le ruote avranno una componente di velocità rotazionale. Questo permetterà sicuramente allo sterzo di funzionare, e il conducente potrà sterzare il veicolo anche durante la frenata.
Ma la grande domanda qui è: come fa l’azione di rilasciare i freni in modo intermittente a ridurre lo spazio di frenata? Per ottenere una risposta a questa domanda dobbiamo prima capire come varia il coefficiente di attrito tra un pneumatico e la strada in funzione dello slittamento.
In condizioni di rotolamento perfetto, il valore del coefficiente d’attrito è quasi zero. Tuttavia, quando la ruota slitta al 100%, entra in gioco l’attrito radente. Ci si può aspettare che i valori di attrito per altri livelli di slittamento varino in questo modo, ma poiché la gomma è un materiale complesso, che ha comportamenti particolari durante la frenata, il coefficiente d’attrito tra pneumatico e strada varia come mostrato in funzione dello slittamento. Ha un valore massimo intorno al 12% di rapporto di slittamento, e al di sopra e al di sotto di questo valore il coefficiente d’attrito diminuisce.
Durante la frenata senza ABS, il coefficiente di attrito che entra in gioco è prevalentemente l’attrito radente. Tuttavia, nella frenata con ABS, il sofisticato algoritmo regola la pressione del freno per mantenere il rapporto di slittamento vicino al 12%, dove il valore di attrito è massimo. Questo riduce significativamente lo spazio di frenata.
Ora, torniamo al grande problema di instabilità delle auto. Con una distribuzione elettronica della forza frenante intelligente, che è un sottosistema dei moderni ABS, si può superare questo problema molto facilmente. Nell’EBD, il tasso di imbardata dell’auto e lo slittamento relativo di ciascuna ruota vengono misurati. Semplicemente riducendo la pressione del freno sulle ruote con maggiore aderenza, si riesce a ridurre la forza d’attrito prodotta da queste ruote. Questo manterrà la coppia d’imbardata e l’intero veicolo sotto controllo.
Speriamo che questo video ti abbia fornito una chiara panoramica concettuale del funzionamento dell’ABS. Grazie!
Un sistema antibloccaggio dei freni è molto semplice. Quello che fa l’ABS è impedire il bloccaggio completo delle ruote. Il sistema ABS include sensori di velocità collegati a tutte le ruote. Quando i sensori rilevano che una ruota sta per bloccarsi, un’unità modulatrice rilascia parzialmente la pastiglia del freno su quella ruota. In questo modo le ruote potranno girare in modo intermittente durante la frenata.
Puoi vedere immediatamente l’effetto di questa rotazione intermittente delle ruote sullo sterzo. Qui, le ruote avranno una componente di velocità rotazionale. Questo permetterà sicuramente allo sterzo di funzionare, e il conducente potrà sterzare il veicolo anche durante la frenata.
Ma la grande domanda qui è: come fa l’azione di rilasciare i freni in modo intermittente a ridurre lo spazio di frenata? Per ottenere una risposta a questa domanda dobbiamo prima capire come varia il coefficiente di attrito tra un pneumatico e la strada in funzione dello slittamento.
In condizioni di rotolamento perfetto, il valore del coefficiente d’attrito è quasi zero. Tuttavia, quando la ruota slitta al 100%, entra in gioco l’attrito radente. Ci si può aspettare che i valori di attrito per altri livelli di slittamento varino in questo modo, ma poiché la gomma è un materiale complesso, che ha comportamenti particolari durante la frenata, il coefficiente d’attrito tra pneumatico e strada varia come mostrato in funzione dello slittamento. Ha un valore massimo intorno al 12% di rapporto di slittamento, e al di sopra e al di sotto di questo valore il coefficiente d’attrito diminuisce.
Durante la frenata senza ABS, il coefficiente di attrito che entra in gioco è prevalentemente l’attrito radente. Tuttavia, nella frenata con ABS, il sofisticato algoritmo regola la pressione del freno per mantenere il rapporto di slittamento vicino al 12%, dove il valore di attrito è massimo. Questo riduce significativamente lo spazio di frenata.
Ora, torniamo al grande problema di instabilità delle auto. Con una distribuzione elettronica della forza frenante intelligente, che è un sottosistema dei moderni ABS, si può superare questo problema molto facilmente. Nell’EBD, il tasso di imbardata dell’auto e lo slittamento relativo di ciascuna ruota vengono misurati. Semplicemente riducendo la pressione del freno sulle ruote con maggiore aderenza, si riesce a ridurre la forza d’attrito prodotta da queste ruote. Questo manterrà la coppia d’imbardata e l’intero veicolo sotto controllo.
Speriamo che questo video ti abbia fornito una chiara panoramica concettuale del funzionamento dell’ABS. Grazie!