Sebbene alcuni veicoli di fascia alta stiano abbandonando i sistemi di frenatura idraulici a favore di versioni ibride brake by wire, molti automobilisti continuano a fare affidamento sui sistemi di tipo idraulici per frenare. 

Anche se per decenni i veicoli sono stati dotati di sistemi di frenatura idraulici, sviluppare un sistema che dia un feedback al guidatore pur mantenendo il ritardo efficace ogni volta e in tutte le condizioni risulta estremamente difficile.

Durante l’operazione del sistema ci sono diverse variabili che influenzano le prestazioni: 

• Il trasferimento di peso dagli assi posteriori agli assi anteriori, cosa che richiede una modulazione graduale della pressione alle ruote di carico.
• Il knee point¹⁾, punto in cui il servocomando riduce l’assistenza, nonché il rapporto tra l’assistenza e lo sforzo sul pedale
• A causa della pressione che viene applicata, le tubazioni e i tubi tendono ad espandersi e ridurre la pressione in linea per una data corsa del pedale (in casi estremi il guidatore potrebbe descrivere questo fenomeno in termini di “pedale spugnoso”) 

1) Il servocomando, o servofreno, fornisce un’assistenza progressiva fino al knee point, punto in cui si riceve la massima assistenza a vuoto. Qualsiasi aumento della pressione di uscita oltre questo punto è dovuta esclusivamente ad un maggiore sforzo sul pedale. In questa fase, se non fosse ridotta l’assistenza si verificherebbe il bloccaggio delle ruote. 

Occorre inoltre evidenziare come con l’introduzione dell’ABS multicanale sono stati risolti molti dei problemi dinamici sulla rotazione della ruota e sulla frizione dinamica contro quella statica, inclusa la modulazione della pressione causata dal trasferimento di peso durante la frenata. 

Tuttavia, un ritmo di frenata rapido in cui è coinvolto l’ABS può creare ampie fluttuazioni e, a volte, pressioni in linea estremamente elevate che devono essere determinate usando trasmettitori di pressioni di alta qualità posizionati, in fase di sviluppo, in modo strategico nelle linee critiche. 

Con pressioni di linea di circa 100 bar è indispensabile che tutti i componenti, tubazioni e tubi inclusi, siano progettati per supportare tali pressioni; e che il sistema non superi questi valori specifici. 

Questo, però, non è così semplice, se si considera che le tubazioni e i tubi delle differenti aree delle sezioni trasversali con pareti di differenti spessori potrebbero tutti produrre prestazioni di frenata simili, ma alcuni potrebbero essere marginali sulla resistenza allo scoppio. 

L’unico modo in cui questo può essere verificato è attraverso la misurazione accurata della pressione in linea mentre il sistema è completamente pressurizzato. Naturalmente questi valori rilevati devono rientrare nelle specifiche delle tubazioni e dei tubi dei fornitori. 

Inoltre, è importante misurare la pressione in linea anche per confermare se il rapporto di leva del pedale riesca a pressurizzare il sistema a circa 80 bar in condizioni di forti frenate. Se la pressione desiderata non può essere raggiunta facilmente, il rapporto del pedale deve essere aumentato fino al raggiungimento della pressione in questione. 

E durante lo sviluppo del sistema gli ingegneri devono anche scegliere il cilindro maestro con il giusto diametro: secondo uno dei luoghi comuni più diffusi, un cilindro maestro più largo creerebbe maggiore pressione. Se è vero che un cilindro maestro più largo crea una maggiore cilindrata, è anche vero che richiede più forza per creare la stessa pressione rispetto ad un cilindro con un diametro minore. 

Se un cilindro maestro più largo recupererà il gioco del sistema con una forza sul pedale minore, al contempo richiederà una forza maggiore per creare la stessa pressione di sistema. Aggiungendo un cilindro maestro più largo il risultato sarà un pedale più duro che necessita di molta più pressione per creare la stessa quantità di forza frenante. Passare, ad esempio, da un cilindro maestro da 3/4” ad uno da 1” richiede il 77.7% in più della forza sull’asta di spinta. 

Si può raggiungere l’obiettivo di ottimizzare le prestazioni dei freni solamente bilanciando l’intero sistema. Forza esercitata sul pedale, pressione del sistema e corsa della leva: tutto deve essere preso in considerazione, e, durante le fasi di progettazione e di sviluppo, i produttori sono giunti a fare affidamento su trasmettitori di pressione estremamente accurati prodotti specificatamente per applicazioni di questo tipo.

Serbatoi di acqua dolce e acque reflue 

L’acqua dolce o potabile viene trasportata su navi da carico in apposite cisterne di acqua potabile oppure viene ricavata dall’acqua del mare tramite un trattamento per l’acqua potabile. Anche la raccolta, la depurazione e lo smaltimento delle acque di scarico delle navi nei propri serbatoi, devono essere monitorati con una tecnologia adeguata. Poiché queste acque reflue sono spesso contaminate da sostanze nocive come oli e detersivi, il trattamento è ulteriormente soggetto a determinate condizioni. Sia i serbatoi per l’acqua dolce che quelli per le acque reflue vengono controllati e monitorati tramite sensori integrati. In questo modo è possibile controllare i sistemi in modo efficace, garantendo un approvvigionamento idrico ottimale in alto mare. 

Casse zavorra 

Le casse zavorra sono un elemento importante della navigazione. Senza il carico fornito da queste – di fatto – cisterne le grandi navi da carico potrebbero essere troppo leggere e così le eliche della nave non andrebbero abbastanza in profondità nell’acqua. Per assicurare sufficiente profondità, le casse zavorra vengono riempite con l’acqua di mare. Inoltre, grazie a queste cisterne è possibile bilanciare la distribuzione del peso di una nave carica. Poiché le cisterne vengono riempite con acqua salata, sia i materiali delle cisterne che i materiali dei sensori impiegati devono essere robusti e resistenti alla corrosione. Si presta, infatti, particolare attenzione all’elevata affidabilità e resistenza, perché durante la navigazione i sensori in funzionamento a bordo sono quasi inaccessibili e quindi devono funzionare correttamente senza alcun tipo di manutenzione manuale o controllo.

requisiti speciali per i sensori

Nel corso degli ultimi anni per la costruzione navale si sono registrate continuamente innovazioni decisive in base alle quali è necessario reagire di conseguenza anche nella produzione dei sensori impiegati. Quindici anni fa, ad esempio, si puntava ancora sulla robustezza dell’acciaio inossidabile, ma oggi si sa che a contatto con l’acqua salata corrode a partire da una temperatura superiore a 21 gradi. Al suo posto oggi si usa il titanio. La STS ha riconosciuto subito questa problematica ed è stata una delle prime aziende a utilizzare il titanio come parte integrante della tecnologia dei sensori. Questo materiale estremamente stabile e robusto viene oggi impiegato in maniera standard per una varietà di trasmettitori di pressione e sonde ad immersione, dato che resiste anche alle condizioni più avverse. 

I requisiti tecnologici cambiano continuamente con la crescita e lo sviluppo del settore. Quello che fino a poco tempo fa era uno standard oggi può essere già insufficiente. Per questo la STS si impegna a sviluppare costantemente la tecnologia dei sensori offerti, garantendo così affidabilità e accuratezza anche rispetto alle crescenti esigenze dell’industria. Questa flessibilità e qualità ripagano: il tasso di rendimento è trascurabile e i problemi derivano più da errori umani che da errori tecnici. 

Collaborazione con la AE Sensors 

Ormai da più di 27 anni la STS collabora con l’azienda olandese a conduzione familiare AE Sensors. Insieme forniamo sensori ai principali clienti dell’industria navale. Grazie all’assistenza competente e all’impiego di soluzioni flessibili i nostri clienti sono riusciti a registrare un’enorme crescita in poco tempo. Nei cantieri di tutto il mondo si costruiscono navi ultramoderne che utilizzano sonde ad immersione, trasmettitori di pressione e altre soluzioni su misura della STS. Di standard vengono utilizzati soprattutto i sensori ATM/N e ATM.1ST/N in titanio con cavo in teflon. 

Grazie al sistema di montaggio modulare l’installazione dei sensori può essere adattata alle esigenze in questione in modo variabile. È possibile eseguire anche diversi tipi di misurazioni, come ad esempio la sovrapressione o la pressione assoluta. La lunga collaborazione di anni e anni con i nostri clienti soddisfatti dimostrano l’alta flessibilità della STS e del nostro partner AE Sensors, nonché l’impeccabile qualità della tecnologia dei nostri sensori.