Slittamento % e ABS

Scritto da ing. Mauro Balestra Il .

Negli anni ‘50 – ’60 (leggasi Paolino Ferrari e Gino Nisini) quando i freni erano solo a tamburo a due o più ganasce autofrenati o meno ed il servofreno e le valvole ripartitrici di frenata non equipaggiavano tutti i veicoli, si parlava di “frenatura invisibile”, di “attrito o di tracce volventi”, di "integrazione della lunghezza delle tracce" e di "restauro di tracce". Quindi fin dall’ inizio della ricostruzione di sinistri stradali tanto il concetto dell’ attrito volvente quanto quello della frenatura priva di tracce visibili hanno accompagnato il nostro lavoro, in particolare caratterizzandone l’ analisi dell’ inizio della frenata.

Oggi, nell’ applicazione scientifica, volvente è il termine che definisce l’ attrito di resistenza che incontra un corpo nel suo moto di rotolamento su di una data superficie. Trattasi di un termine assai antico, derivante dal verbo ”volgere” inteso come girare o rigirare, terminologia questa che si perde nella notte dei tempi tanto che si trova già in testi come “io son colui che tenni ambo le chiavi del cor di Federigo, e che le volsi serrando e disserrando sì soavi … (Dante, Inferno - canto XIII).

A parte la divagazione poetica sul termine, come definire scientificamente il grado di rotazione di una ruota durante la frenatura volvente ?
È relativamente semplice … se lo rapportiamo al suo slittamento al suolo. Infatti è sicuramente comprensibile che una ruota totalmente bloccata (rotazione = zero) ha uno slittamento massimo, quindi pari al 100% mentre, una ruota che gira assolutamente libera, ossia non frenata, non ha slittamento alcuno (s = 0,0 %). Pertanto lo slittamento può essere espresso come rapporto di rotazione fra la ruota perfettamente libera e quella più o meno frenata secondo l’ equazione seguente:

 

Di conseguenza io esprimo il grado di volvenza o di rotazione durante la frenatura secondo l’ equazione seguente:

 

Da quanto sopra si evince che non esiste rallentamento alcuno senza slittamento. In altri termini la frenatura inizia quando lo slittamento del pneumatico passa da 0,000 a 0,001 % e termina nell’ istante in cui raggiunge nuovamente lo 0,000 %, questo tanto nel caso in cui la velocità finale sia zero quanto nel caso in cui essa sia diversa da zero.
A questo punto, paragonando la rotazione di una ruota libera (slittamento = 0,0%) ad una qualsiasi ruota in frenata, siamo in grado di definire in ogni istante lo slittamento di qualsiasi ruota del veicolo durante la frenatura, e questo in modo assolutamente indipendente dalla velocità momentanea del mezzo. Questo è il principio che applico tramite la ruota di riferimento per le misurazioni dinamiche che effettuo su strada fin dal 1971 (vedi “35 anni di attività”, filmato in questo blog) ed oggi in particolare grazie al mio laboratorio di “diagnostica dinamica e comportamentale” presentato al pubblico nel 2008 (nella foto l’ equipaggiamento capace di rilevare slittamento e volvenza).

 

Questo modo di procedere, di cui non vanto certo io la paternità essendomi stato insegnato da chi mi ha anche introdotto alla professione, il Prof. Ing. ETH Walter Komminoth, è quello che fin da quei tempi si utilizza nella ricerca automobilistica effettuata per e dalle case costruttrici di pneumatici, esprimendo i coefficienti di aderenza in funzione appunto dello slittamento [s %] del pneumatico considerato. Da questa ricerca sull’ aderenza dei pneumatici in funzione dello slittamento [s %], risultò subito evidente che la maggior efficacia frenante (coefficiente d’ aderenza o decelerazione del veicolo) era ottenuta con slittamenti compresi fra il 15 ed il 25 %: si posero così le basi concettuali per la progettazione dei sistemi ABS, mirati appunto a mantenere la frenata entro i limiti della massima aderenza.

Purtroppo, e lo dico da tecnico ricostruttore, si scoprì anche che l’ inizio del marcamento al suolo delle tracce visibili coincideva con valori di slittamento maggiori: infatti tale tracciamento non iniziava prima che le ruote avessero raggiunto uno slittamento almeno del 35-45 %. Questo spiega perché l’ ABS che tende a mantenere lo slittamento del pneumatico in frenata entro valori piuttosto bassi, non lasci traccia al suolo. Quando questa è visibile, è a intermittenza e dipende dalla regolazione di fabbrica dell’ ABS specifico che, nei suoi picchi, supera lo slittamento minimo per il tracciamento al suolo.

Ciò premesso, nell’ analisi del processo di frenatura, é scientificamente errato far coincidere il raggiungimento della massima efficacia frenante o decelerazione, con l’ inizio del tracciamento al suolo e, ancor meno, sostenere che la traccia di frenata possa iniziare prima del raggiungimento della massima decelerazione.
In un autorevole testo tedesco leggo che si può ammettere che il tracciamento delle tracce inizi a metà della fase di accrescimento ("… wenn man annimmt, dass die Spurzeichnung in der mitte der Schwellzeit beginnt."). Si affermerebbe così che sarebbe possibile il tracciamento al suolo assai prima del raggiungimento della massima decelerazione, ossia con slittamenti minimi del pneumatico: per quanto qui esposto io non condivido tale assunto, indipendentemente da chi ne sia il suo autore (Dr. Heinz Burg). Capisco per contro come anche dalle migliori pubblicazioni possano giungerci informazioni scientificamente eccepibili.