SISUKORD

 

Sissejuhatus. 1

1.     Aktiivsed ja passiivsed turvaseadmed. 3

1.1       Aktiivsed turvaseadmed. 3

1.1.1        ABS pidurisüsteem.. 4

1.1.2        Veojõukontroll 6

1.1.3        Stabiilsuskontroll 6

1.1.4        Pidurdusjõu jaotussüsteem.. 9

1.1.5        Äkkpidurduse süsteem.. 11

1.1.6        Sõiduraja jälgimise süsteem.. 12

1.1.7        Öösõidu abi süsteem.. 13

1.1.8        Liiklusõnnetuse ennetamise süsteem.. 15

1.2       Passiivsed turvaseadmed. 20

1.2.1        EuroNCAP. 20

1.2.2        Turvavöö. 23

a)     ALR/ELR turvavööd. 24

b)     Turvavööde eelpingutid ning pingepiirajad, aktiivsed ja „targad“ turvavööd. 25

c)     Täispuhutavad turvavööd. 29

d)     Lastetoolide Isofix ja LATCH kinnitused. 30

1.2.3        Turvapadjad. 33

a)     Eesmised turvapadjad. 34

b)     Külgmised turvapadjad ja turvakardinad. 38

c)     Mootorrataste turvapadjad. 42

1.2.4        Peatoed. 44

1.2.5        Energiat „neelav“ kere konstruktsioon. 47

Kokkuvõte. 50

Kasutatud allikate loetelu. 53

Lisa 1. EuroNCAP`i ajalugu. 57

Lisa 2. Kinnitatud ja kinnitamata turvavöödega. 58

mannekeenide „peade“ aeglustuse võrdlus. 58

SISSEJUHATUS

 

Alates Eesti taasiseseisvumisest on Eesti majandus jõudsalt kasvanud, mis on kaasa toonud suure autopargi kasvu. Seisuga 01.01.2003 oli Eestis 486 182 registreeritud sõidukit, seisuga 01.01.2009 aga juba 639 472 sõidukit[1]. Ehk kuue aastaga kasvas sõidukite arv umbes 31,5%. Poole sajandi taguse ajaga võrreldes on autode arv suurenenud 51,1 korda[2]. Kuid liikluses osalevate sõidukite arvu kasv tõi kaasa liiklusõnnetuste üldarvu kasvu. Liiklusõnnetuste üldarvu kasv koos autopargi kasvuga on igati loogiline ning paratamatu, kuid Eestis kasvas liiklusõnnetuste arv kiiremini kui sõidukite arv[3]. Ehk Eesti liiklus on muutunud oluliselt ohtlikumaks. Nt 2009.a hukkus Eestis liiklusõnnetustes 100 inimest ning 1919 inimest sai vigastada[4].  

Kaasaaegsed sõidukid on ohtralt varustatud liiklusohutust suurendavate või liiklusõnnetuse tagajärgi kergendavate seadmetega, kuid nende seadmete töö efektiivsus on suures sõltuvuses sellest kui õigesti sõiduki kasutaja neid kasutada või seadistada oskab. Käesoleva töö eesmärk on tutvustada lugejale selliste süsteemide ning seadmete tööpõhimõtteid aitamaks tal neid õigesti kasutada. Töös on kirjeldatud selliste süsteemide töötamise ja kasutamise üldiseid põhimõtteid. Kuidas mõni töös kirjeldatud seade või süsteem täpselt töötab, ning kas ja millised on selle kasutamise eripärad mõnel konkreetsel lugeja sõidukil, seda peab lugeja uurima oma sõiduki kasutusjuhendist või pöördudes sõiduki ametliku esindaja poole. Samuti on töös käsitletud ohutut sõitu inimfaktori ehk sõidukijuhi seisukohalt, selgitades lugejale kui sõidukijuhile, kui oluline on liiklusohutuse seisukohast sõidukijuhi õige tegutsemine ning liiklusesse suhtumine. 

Töös on autor kasutanud numbrilist viitamist, kuid erinevalt Tallinna Tehnikakõrgkooli kirjalike tööde vormistamise juhendis sätestatule, näitab viitenumber viite järjekorda mitte ei viita kasutatud kirjanduse  loetelus sama järjekorra numbri all olevale allikale. Lehekülje alumises osas on vastava numbri järel toodud kasutatud allika andmed lühendatud kujul mille alusel on võimalik töö lõpus olevast kasutatud kirjanduse loetelust leida põhjalikud vastava allika andmed. Selline viitamine on tingitud asjaolust, et töö autorile teadaolevalt ei võimalda töö koostamisel kasutatud tarkvara „Microsoft Word 2002“ automaatset viitamist muul kujul. Kui viite järjekorra number seisab:

a)      lause sees, viitab see sellele, et viide laieneb konkreetsele sõnale või arvandmele;

b)      lause lõpus enne punkti, viitab see sellele, et viide laieneb vaid sellele lausele;

c)      lause lõpus peale punkti, viitab see sellele, et viide kehtib lõigu piires tagasiulatuvalt kuni esimese viite järjekorra numbrini või selle puudumisel kuni lõigu alguseni;

d)      lause sees jutumärgi järel või lause lõpus jutumärgi järel kuid enne punkti, viitab see sellele, et viide kehtib üksnes jutumärkides toodud tekstile ja andmetele.

 

 

1.      AKTIIVSED JA PASSIIVSED TURVASEADMED

 

Mootorsõiduk on kõrgendatud ohu allikas. Sõidukite mootorite võimsuse, sõidukite kiiruse ja liiklustiheduse pidev kasv oluliselt suurendavad liiklusõnnetuse tekkimise tõenäosust. Liiklusõnnetuse vältimiseks ning sõidukite reisijate kaitseks liiklusõnnetuste korral, töötatakse pidevalt välja ja juurutatakse tehnilisi lahendusi. Nii hakati 1949[5] aastal paigaldama autodesse turvavöösid, mis hoidsid reisijaid liiklusõnnetuse korral oma kohtadel kinni. 1978.a.[6] oli esmakordselt sõidukile paigaldatud ABS pidurisüsteem (Mercedes-Benz S klass). 1980.a.[7] oli esmakordselt seeriatootmises olevale sõidukitele paigaldatud turvapadi (Mercedes-Benz S klass) mille tööpõhimõte oli sama mis tänapäeva turvapatjadel. Tänapäeva sõidukid on varustatud nendega ning paljude muudega turvaseadmetega. Kõiki turvaseadmeid on võimalik jaotada kahte suurde gruppi: aktiivsed ja passiivsed turvaseadmed.

 

1.1  Aktiivsed turvaseadmed

 

Aktiivseteks liiklusohutust suurendavateks süsteemideks on süsteemid, mis aitavad vältida liiklusõnnetust. Need süsteemid töötavad pidevalt või rakenduvad tavaliselt sõiduki juhile märkamatult. Enimlevinud aktiivsed turvaseadmed on[8]:

a)    ABS pidurisüsteem

b)   Veojõukontroll 

c)    Stabiilsuskontroll

d)   Pidurdusjõu jaotussüsteem

e)    Äkkpidurduse süsteem

 

Lisaks nendele on olemas palju abistavaid aktiivseid turvasüsteeme. Mõned neist on:

a)    Elektrooniline diferentsiaali lukk

b)   Parkimisabi

c)    Püsikiiruse hoidja

d)   Adaptiivne püsikiiruse hoidja

e)    Allamäge liikumise abisüsteem (Downhill Assist)

f)     Ülesmäge sõidu alustamise abisüsteem (Hill Start Assist)

g)    Elektrooniline käsipidur

h)    Automaatne käsipidur

1.1.1        ABS pidurisüsteem

Ilmselt võib esimeseks aktiivseks turvaseadmeks nimetada ABS pidurisüsteemi. ABS on saksa keelse väljendi Anti Blockier System (blokeerumist vältiv süsteem) lühend. Inglise keelne variant nimetusest on Anti-lock Brake System. Nagu süsteemi nimetusest näha, on tegemist süsteemiga mis välistab rataste blokeerumist pidurdamisel. Nagu eelpool mainitud oli, hakkas süsteemi seeriatoomises esimesena kasutama Mercedes-Benz. Süsteemi väljatöötamise vajaduse tingis asjaolu, et sõiduki piduri süsteemid olid sellel ajal piisavalt võimsad, et äkkpidurdamisel blokeerida sõiduki kõik rattad sõltumata rehvide haardejõu suurusest, ehk sõltumata sellest kas sõiduk liikus parajasti kuival asfaldil või jääl. Kuid rataste (eriti juhtrataste) blokeerumisel muutub sõiduk juhitamatuks ning tee peal tekkinud takistuseni piisava vahemaa puudumisel puudub võimalus takistusele otsasõitu vältida. Sellises situatsioonis (äkkpidurdamisel) rakendub tööle ABS pidurisüsteem, mis välistab rataste blokeerumist ning võimaldab sõidukit juhtida (takistusest ümber põigata).

ABS pidurisüsteem sisaldab nii mehaanilisi kui ka elektroonilisi osi. Selle pidurisüsteemi tööpõhimõtte seisneb selles, et igale rattale paigaldatud elektroonilised andurid mõõdavad iga ratta pöörlemise ning pidurdamisel selle aeglustamise kiirust. Anduritelt saadud andmete alusel tuvastab süsteem hetke millal mõni ratas blokeeruma hakkab. Sellel hetkel edastab süsteemi juhtplokk pidurisüsteemi hüdraulika pumbale käsu vähendada pidurivedeliku survet pidurisüsteemis. Kirjeldatud protsess kordub mitukümmend korda sekundis ning tagab rataste pidurdamise blokeerumise piiril.[9] Joonisel 1 on kajastatud kaasaegse ABS pidurisüsteemi ehitus.

ABS pidurisüsteemi eesmärk ei ole pidurdusteekonna lühendamine. Selle peamine eesmärk on rataste blokeerumise vältimine ning selle kaudu sõiduki juhitavuse säilitamine pidurdamisel. Lisaks sellele, et rataste blokeerumisel ei ole võimalik takistuses mööda sõita, on rataste blokeerumine ohtlik ka selle tõttu, et sõiduk võib sattuda külglibisemisse või libiseda vastassuuna vööndisse. See võib juhtuda kui rataste all on erinev pinnas (nr asfalt ja jää), sõidukil on erinevad rehvid või sõiduki telgede koormus on erinev. Samuti blokeerunud ratastega muudab sõiduki suunda igasugune külgjõud (nt tee kallak paremale või vasakule). Sellises situatsioonis on praktiliselt võimatu sõiduki trajektoori muuta.

Kuna algaastatel olid ABS süsteemi osad väga suured, rasked ja kallid, ei olnud võimalik neid mootorratastel massiliselt kasutada. Esimesena paigaldas ABS pidurisüsteemi mootorrattale 1988. aastal BMW oma mudelile K100. Alastes 2000. aastast pakub BMW kõikidele oma mootorratastele ABS pidurisüsteemi.[10] Laialt hakkas ABS pidurisüsteem mootorratastel levima alles 21. sajandi alguses ning massiliselt hakati seda paigaldama alates aastast 2005.

Joonis 1

ABS pidurisüsteemi skeem

Allikas: Anti Lock Brake Operation and Description http://www.2carpros.com/how_does_it_work/abs.htm

Esimesed töö ABS pidurisüsteemid olid ühekanalised. Sellises ABS pidurisüsteemis vähendati pidurivedeliku survet terves pidurisüsteemis tervikuna mille tagajärjel võis pidurdusteekond teatud tingimustes oluliselt pikeneda. See on tingitud sellest, et kui erinevate rataste haardejõud on erinev (nt vasakpoolsed rattad on asfaldil ning parempoolsed jää peal) vähendati pidurdusjõudu ka parema haardevõimega ratastel. Selle probleemi lahendamiseks olid hiljem loodud kahe- ja paljukanalised ABS pidurisüsteemid. Viimastes reguleeritakse pidurivedeliku survet iga ratta kohta eraldi.[11]

Interneti leheküljel www.youtube.com on võimalik leida ABS`i süsteemi töö põhimõtet tutvustavaid ning selle eeliseid kajastavaid filme. Käesoleva töö autori poolt soovitatav asub aadressil:   http://www.youtube.com/watch?v=uq4DDMMoomU

1.1.2        Veojõukontroll

Levinuim veojõukontrolli inglise keelne lühend on ASR ehk Automatic Slip Regulation. Kuigi erinevad tootjad nimetavad süsteemi erinevalt ning võib kohata ka lühendeid ASC, A-TRAC, DSA, DTC, ETC, ETS, STC, TCS, TRC ja teisi, on kõikidel nendel süsteemidel üks eesmärk ning sarnane  tööpõhimõte[12]. Veojõukontrolli süsteemi eesmärk on vältida üleliigsest veojõust tingitud veorataste läbilibisemist. Veojõukontrolli süsteemi töö põhineb ABS pidurisüsteemi rataste pöörlemiskiiruste anduritel. Anduritelt saadud andmete alusel tuvastab süsteem hetke millal üks või rohkem veoratastest hakkab läbi libisema. Koostöös mootori juhtplokiga vähendab süsteem mootori võimsust, ning vajadusel, kasutades ABS pidurisüsteemis olevat pidurivedeliku pumpa, automaatselt pidurdab läbi libisema hakanud ratast.  

Kuna rataste läbilibisemisel kaotab sõiduk juhitavuse sarnaselt rataste blokeerumisele äkkpidurdamisel, siis võib väita, et veojõukontrolli süsteemi eesmärk on sõiduki juhitavuse säilitamine vältides veorataste läbilibisemist.

Kuna tihti on rasketest (pehme lumi, liiv, savi) teeoludest väljumine võimalik vaid tänu üleliigsele veojõule, on tavaliselt veojõukontrolli süsteem sõidukitel väljalülitatav.

Sarnaselt ABS pidurisüsteemile hakati ka veojõukontrolli süsteemi mootorratastele paigaldama oluliselt hiljem kui sõiduautodele. Näiteks Itaalia mootorrataste tootja Ducati paigaldas esmakordselt veojõukontrolli süsteemi mudelile Desmosedici RR alles 2007. aastal. Süsteem kannab nime DTC ehk Ducati Traction Control[13]. Alates 2009. aastast pakub veojõukontrolli süsteemi maailma võimsaimale seeria tootmises olevale mootorrattale ka BMW mudelile S1000RR. Sarnaselt Ducati`le on süsteemi lühend  DTC kuid tähendus teine – Dynamic Traction Control[14].

1.1.3        Stabiilsuskontroll

Sarnaselt veojõukontrollile on ka stabiilsuskontrolli süsteemil palju erinevaid ingliskeelseid lühendeid (ESC, DSC, DTSC, VSA, VSC, VDC, VDIM jne)[15]. Nagu ka ABS`i ja turvapatja, hakkas esimesena maailmas stabiilsuskontrolli süsteemi pakkuma samuti Mercedes-Benz[16]. Koostöös Bosch`iga töötas Mercedes-Benz stabiilsuskontrolli süsteemi välja 1994. aastal ning süsteem kandis nime ESP ehk Electronic Stability Program. Viis aastat hiljem hakkas ESP olema kõikide Mercedes-Benz`ide lahutamatuks osaks mille tõttu ESP on tänapäevani levinuim stabiilsuskontrolli süsteemi nimetus. [17]

Stabiilsuskontrolli süsteem kasutab oma töös eelpool nimetatud ABS ja ASR täiturseadeldisi ning nende ja teiste süsteemide andureid. ESP süsteemi ülesanne on sõiduki külgmist kiirendust jälgides aidata juhti kriitilistes situatsioonides ennetades sõiduki külglibisemisse sattumist. Ehk teisisõnu on ESP ülesanne säilitada sõiduki trajektoor ja stabiliseerida sõiduk erinevate manöövrite sooritamisel.  Süsteemi toimimise põhimõte seisneb selles, et külglibisemisse sattumist on võimalik ennetada ning külglibisemisest väljuda mitte üksnes rooli keeramise ja/või gaasi lisamisega vaid ka pidurdamisega. Näiteks kui auto esiots hakkab kurvist „välja vajuma“ peab autot mööda vertikaaltelge juurde keerama. Seda on võimalik saavutada aeglustades tagumist ja/või esimest kurvisisest ratast. Selle aeglustamisel tekib täiendav pöörlemise jõud. Sõiduki tagumise osa kurvist „välja vajudes“ on vajalik aeglustada kurvivälist esimest ja/või tagumist ratast. Selle käigus tekib vastupöörlemise jõud.[18] Joonis 2 illustreerib ESP süsteemi tööpõhimõtet. Joonisel on punasega märgitud sõiduki trajektoor enne ESP süsteemi rakendumist ning rohelisega sõiduki trajektoor peale ESP süsteemi rakendumist. Samuti on rohelisega märgitud rattad milliseid ESP süsteem aeglustab.

Joonis 2

ESP süsteemi tööpõhimõte

Allikas: Принцип работы ESP. http://avtospletni.ru/technology/126-princip-raboty-esp.html

Kaasaaegne ESP süsteem on seotud ABS ja ASR süsteemidega ning mootori juhtplokiga. ESP aktiivselt kasutab nende süsteemide komponente ning andureid, kuid peamine informatsioon laekub süsteemile spetsiaalsetelt anduritelt mis fikseerivad külglibisemise tekkimise hetke vertikaal teljel ning mõõdavad selle suurust. Igal ajahetkel „teab“ ESP millise kiirusega sõiduk liigub, millisele nurgale on keeratud rooliratas, millised on mootori pöörded, kas on külglibisemist jne. Kõiki neid andmeid arvesse võttes annab süsteem käsu ühe või mitme ratta pidurdamiseks. Millist ratast ning millise jõuga on antud hetkel vajalik pidurdada otsustab süsteem automaatselt sõltuvalt olukorrast. Süsteem töötab alati ja kõikides auto liikumise režiimides: kiirendamisel, pidurdamisel, vabal käigul liikudes.[19] Joonisel 3 on kajastatud Mercedes-Benz A klassi ESP süsteemi osad ning nende asukoht.

Joonis 3

ESP süsteemi osad: 1- ESP süsteemi juhtplokk; 2- ASR süsteemi välja lülitamise lüliti; 3- rooliratta keeramise nurga andur; 4- külgkiirenduste andur; 5- sõiduki vertikaal telje suhtes pöörlemise andur; 6- pidurisüsteemi täiturseadeldis; 7- drosselsiibri täitursealdis; 8- ratta pöörlemise kiiruse andur

Allikas: "Дублер" под капотом. 1999. Авторевю, nr 5 (192), märts

 

Erinevalt ABS ja ASR süsteemidest, kus elektroonika välistab rataste libisemist (kas pidurdamisel või kiirendamisel) sõltumata rataste all olevast pinnasest, ei välista ESP süsteem sõiduki külglibisemisse sattumist. ESP ei muuda füüsika seadusi, vaid parandab juhi poolt tehtud vigu (valesti valitud sõidukiirus, trajektoor jne), kuid seda ainult teatatud autole mõjuvate füüsiliste jõudude piirides. Selle tõttu tasub pidevalt meeles pidada, et kuigi ESP vähendab külglibisemisse sattumise tõenäosust, ei vabasta see autojuhti sõiduki juhtimisel arukast mõtlemisest. Kuigi ESP süsteemi võimalused on piiratud, on siiski selle tähtsust sõiduki turvaliseks muutmise osas väga raske üle hinnata. Just tulenevalt ESP süsteemi suurest positiivsest mõjust liiklusohutusele, plaanib Ameerika Ühendriikide liiklusohutuse amet (National Highway Traffic Safety Administration) keelata alates 2011.a. ilma selle süsteemita sõidukite müüki Ameerika Ühendriikides[20].

 

Tulenevalt asjaolust, et ESP ei välista sõiduki külglibisemisse sattumist, arendab auto elektroonika tootja Bosch ESP süsteemi selles suunas, et külglibisemisse sattumisel muudaks ESP sõiduki külglibisemise trajektoori selliselt, et vältimatu külgmine kokkupõrge postiga või puuga oleks võimalikult sirgema nurgaga. Bosch`i inseneride sõnade kohaselt on tänapäeva sõidukitel sellise süsteemi loomiseks peaaegu kõik juba olemas. Vajalik on vaid ESP süsteemi tarkvara ümberkirjutamine ning sõiduki ustesse täiendavate sõiduki kiirendust mõõtvate andurite paigaldamine. Kui arvuti arvutab välja, et kokkupõrge on vältimatu,  keerab ta sõiduki selliselt (sõiduki pidurisüsteemi kasutades) ringi, et kokkupõrge tagajärjed oleksid võimalikult kergemad ning seda sõltumata sõidukijuhi tegevustest. Hetk enne kokkupõrget avab süsteem ka külgmised turvapadjad. Sellise süsteemi autoajakirjanikele 2007. aastal demonstreerimisel,  planeeris Bosch süsteemi autodele paigaldamist 2008. aasta lõppu.[21] Käesoleva töö kirjutamise hetkel ei ole töö autor teadlik sellest, et nimetatud süsteem oleks rakendamist leidnud. Kui nimetatud ESP süsteemi täiendus aset leiab, siis ei ole enam võimalik ESP süsteemi aktiivseks turvaseadmeks nimetada, kuna see hakkab sisaldama ka passiivsete turvaseadmete tunnuseid (vt käesoleva töö punkti 1.2). Joonisel 4 on illustreeritud käesolevas lõikes kirjeldatud süsteemi tööpõhimõtet.  

Kuna ESP süsteemi töö on otseselt seotud sõiduki raskuskeskmega, mis jääb sõiduki paremate ja vasakute rataste vahele, ei ole süsteemi kasutamine mõeldav mootorratastel kus sõiduki raskuskese on ühel teljel ratastega.

Interneti leheküljel www.youtube.com on võimalik leida ESP süsteemi töö põhimõtet tutvustavaid ning selle eeliseid kajastavaid filme. Käesoleva töö autori poolt soovitatav asub aadressil:   http://www.youtube.com/watch?v=WmCJtsRYE3c&feature=related

1.1.4        Pidurdusjõu jaotussüsteem

Kaasaegsetel autodel on käesoleva töö punktis 1.1.1 kirjeldatud ABS pidurisüsteemi täiendatud pidurdusjõu jaotussüsteemiga. Selle süsteemi inglisekeelne lühend on EBD ehk Electronic Brake Force Distribution. EBD süsteemi puhul on tegemist ABS süsteemi tarkvaralise täiendusega[22]. Kui ABS süsteem takistab rataste blokeerumist, siis EBD süsteem kontrollib seda protsessi. Süsteem saab näiteks jaotada pidurivedeliku survet esimeste ja tagumiste ning paremate ja vasakute rataste vahel..[23] Erinevalt ABS`is on EBD eesmärk vähendada pidurdusteekonda.

Joonis 4

ESP uue põlvkonna täiendavad võimalused

Allikas: Юрий Ветров. Самоуправство. 2007. Авторевю, nr 16 (386), august

Mootorratastel enamasti puudub vajadus EBD süsteemi järele kuna tavaliselt on mootorratastel eraldi link esi ja tagapidurite jaoks ning juht reguleerib esi- ja tagarataste pidurdusjõu suurust ise. Kuid on olemas ka nn integraalsed pidurisüsteemid, kus juhtraual asuva lingi või parema jalalaba all asuva kangi vajutamisel rakenduvad nii esimesed kui ka tagumised pidurid. BMW varustab sellised pidurisüsteemid ABS`iga mis on täiendatud pidurdusjõu jaotussüsteemiga.[24]  Joonisel 5 on kajastatud sellise süsteemi skeem mootorrattal BMW K1200LT. Kollasega on joonisel kajastatud hüdrovõimendi sisselülitamise juhtmestik, punasega on ära toodud hüdraulika magistraalid ning sinisega ABS süsteemi juhtmestik.

Joonis 5

Mootorratta BMW K1200LT ABS`i ja pidurdusjõu jaotussüsteemi osade asukoha skeem

Allikas: Александр Воронцов. АБС: тормози - не упадешь! 2000. Мото, nr 12, detsember

1.1.5        Äkkpidurduse süsteem

Äkkpidurduse süsteemi inglise keelne lühend on BAS ehk Brake Assist System mis eesti keeles tähendab „pidurisüsteemi abisüsteem“. BAS aitab juhil kriitilises situatsioonis realiseerida piduripedaalil maksimaalse surve äkkpidurdamise esimestel hetkedel. Ehk teisisõnu kiirendab BAS sõiduki pidurisüsteemi rakendumist. Tehniliselt on see realiseeritud nii, et pidurivõimendis on sisse ehitatud varre liikumiskiiruse andur. Kohe kui süsteem mõõdab ära, et vars liigub väga kiiresti (juht äkiliselt vajutab piduripedaali), rakendub elektriline magnet mis suurendab varre liikumiskiirust. Tänu sellele juba sekundi murdosa peale piduri pedaalile vajutamist aitab süsteem saavutada efektiivseima pidurdamise.[25]

Lisaks sellele BAS  „peab meeles“ kuidas antud juht pidurit tavaolukorras kasutab, mille tõttu on süsteemil lihtsam tuvastada äkkpidurdamist. Kuid samas isegi libedal teel ei toimu rataste blokeerumist kuna õigel ajal rakendub ABS. Ehk BAS aitab juhti vaid pidurdamise esimesel hetkel.[26]

Erinevalt eelnevalt kirjeldatud süsteemidest on BAS`i eesmärk pidurdusteekonna vähendamine läbi kiirema pidurisüsteemi rakendamise. Äkkpidurdamisel kiiruselt 100km/t on BAS`iga varustatud  sõiduki pidurdusteekond 6 meetri võrra lühem (40m) võrreldes sama kuid BAS`ita sõiduki tulemusega.[27]

Kuna tavaliselt mootorrataste pidurisüsteemides ei kasutata pidurivõimendid siis tööautorile teadaolevalt ei ole BAS`i kasutamine mootorratastel aset leidnud.

Interneti leheküljel www.youtube.com on võimalik leida BAS`i süsteemi töö põhimõtet tutvustavaid ning selle eeliseid kajastavaid filme. Käesoleva töö autori poolt soovitatav asub aadressil: http://www.youtube.com/watch?v=pJPPc0kcj3U

1.1.6        Sõiduraja jälgimise süsteem

Sõiduraja jälgimise süsteem on veel üks aktiivne sõiduki turvaseade. Nagu süsteemi nimetusest näha, on süsteemi eesmärk jälgida teekatte märgistust ning teavitada autojuhti kui ta ületab oma sõiduraja piire. Erinevad autotootjad nimetavad oma süsteemi erinevalt. Käesolevas peatükis on kirjeldatud Honda poolt väljatöötatud süsteemi LKAS ehk Lane-Keeping Assist System[28] töö põhimõtet. Lane-Keeping Assist System tähendab eesti keeles „rajal liikumise abi süsteem“.

Sõiduki salongi tahavaate peegli kohal on klaasile paigaldatud väike videokaamera (joonis 6) suunaga autost väljapoole. Videokaamera signaal on ühendatud sõidukis paigaldatud arvutiga, mis on omakorda varustatud kujude eristamise tarkvaraga. Peamine kuju millist arvuti „jahib“ on teekatte märgistus. Süsteem oskab eristada pidevat joont katkend joonest, „ennustada“ ja jälgida nende kõverust, hinnata kurvi kõverust. Arvutist edastatakse saadud signaal elektrilisele rooli võimendile. Kui videokaamera tuvastab, et sõiduk kaldub eemale sõiduraja tsentrist, keerab elektriline roolivõimendi rooli vastassuunas tuues sõiduk tagasi sõiduraja keskele. Kuid turvalisuse mõttes on automaatne rooli keeramine piiratud ning vajadusel on võimalik rooli süsteemile vastu keerata ületades selleks väikest kuid märgatavat roolivõimendi vastupanu. Automaatselt ehk ilma juhi abita peab süsteem sõidukit sõiduraja keskel vaid kurvides mille raadius on vähemalt 230 meetrit. Kurvides mille läbimõõt on väiksem, süsteem vaid aitab juhil sõidukit sõiduraja keskel hoida. Kui süsteem tuvastab, et sõiduk kaldub sõiduraja keskelt eemale, tekitab ta selles suunas rooliratta keeramisel roolirattal vastusurve ning vastupidises suunas rooliratta keeramisel aitab kaasa selliselt, et rooli keeramine on väga kerge. Tänu sellele on võimalik sõidukit sõiduraja keskel hoida sisuliselt kinniste silmadega.[29]

Joonis 6

Honda LKAS süsteemi videokaamera

Allikas: Honda LKAS. Le Moniteur Automobile.  http://www.letelegramme-auto.com/honda-lkas-article-661.htm

Nagu ka kõik eelnevalt kirjeldatud süsteemid, on tegemist abistava, mitte juhi eest tegutseva süsteemiga.  Juht peab siiski teed ise jälgima ning rooli kätega hoidma. Rooliratta pealt käte maha võtmisel teavitab süsteem mõne sekundilise viivitusega kätte roolirattale panemise vajadusest, aktiveerides armatuuril kollase tule millel on kajastatud rooliratas ja käed. Joonisel 6 on kujutatud LKAS`i süsteemi tööpõhimõte ning käte roolile panemise vajalikkuse hoiatustuli.

Kui teekatte märgistus ei ole loetav või on puudulik, lülitub LKAS süsteem automaatselt välja. Lisaks sellele on süsteemi võimalik välja lülitada roolil oleva nupu abil. Samuti lülitub süsteem välja suunatule näitamisel. Sellisel juhul sõiduraja vahetamisel ei tekita süsteem roolirattal vastujõudu.[30] 

Interneti leheküljel www.youtube.com on võimalik leida LKAS`i süsteemi töö põhimõtet tutvustavaid ning selle eeliseid kajastavaid video filme. Käesoleva töö autori poolt soovitatav asub aadressil:  http://www.youtube.com/watch?v=Z2HZSn0cYEE&feature=related

1.1.7        Öösõidu abi süsteem

Öösel valgustamata või halvasti valgustatud tänavatel on tee peal olevate takistuste märkamine keeruline ning tihti märgatakse neid liiga hilja. Selle probleemi lahendamiseks on erinevad sõidukite tootjad   välja   töötanud   erinevaid  seadmeid  mis  aitavad  juhti  pimedal  ajal  sõitmisel.  Süsteemide

Joonis 6

LKAS süsteemi tööpõhimõte

Allikas: Honda LKAS. Le Moniteur Automobile.  http://www.letelegramme-auto.com/honda-lkas-article-661.htm

tööpõhimõte on sarnane. Spetsiaalne videokaamera mis „näeb“ ka pimedas, edastab pilti autos paigaldatud ekraanile. Kuid kõikide nende süsteemide puuduseks on see, et need suudavad eristada  vaid sooja kiirgavaid tee peal ja selle ääres olevaid esemeid (nt metsloomad, inimesed) ning nendest juhti teavitada.[31] Selle probleemi lahendamiseks töötas Mercedes-Benz välja uuel tööpõhimõttel töötava öösõidu abisüsteemi mille nimi on Nachtsicht Assistent ehk öövaate abi. 

Sõiduki salongisisese peegli piirkonnas suunaga autost väljapoole on esiklaasile paigaldatud videokaamera mis „näeb“ infrapuna valgust. Sõiduki esiosas on lisaks tavatuledele paigaldatud infrapuna tuled. Infrapuna valguse kaugus on võrdne sõiduki bi-xenon tulede kaugusele, kuid selle eelis on see, et see ei pimesta vastutuleva sõiduki juhti kuna infrapuna valgus ei ole inimese silmaga nähtav. Hetkel paigaldab Mercedes-Benz nimetatud süsteemi S ja CL klassi sõidukitele. Süsteemi sisselülitamisel kuvab arvuti sõiduki armatuuril spidomeetri asemel kaamera pildi. Kiirust hakatakse kajastama horisontaalse joonena kaamera pildi all. Suur 8 tolline ekraan asub juhi heas vaateväljas mis võimaldab autojuhil jälgida ekraanil toimuvat tee pealt pilgu ära viimata.[32]

Süsteemi eelis teise süsteemide ees on see, et tänu infrapuna valgusele eristab süsteemi lisaks soojadele ka külmasid tee peal olevaid takistusi (nt pargitud auto, kivi, puu jne). Ekraanil olev pilt on sarnane sellele mida näeb juht sõiduki esiklaasist sisselülitatud kaugtuledega, kuid erinevalt esiklaasist välja vaadates näeb juht ekraanil samasugust pilti ka siis, kui vastu tuleb sõiduk ning juhi enda autol on sisse lülitatud lähituled.  Tänu sellele süsteemile näeb juht pidevalt umbes kaks korda kaugemale kui ainult lähitulesid kasutades. Tänu sellele muutub öine sõit oluliselt turvalisemaks.[33] Joonisel 7 on kujutatud süsteemi peamised elemendid ning selle tööpõhimõte. 

Öösõidu abisüsteemi eeliseid tutvustava filmiga on võimalik tutvuda sellise süsteemi tootja Autoliv Inc interneti leheküljel: http://www.autoliv.com/avi/NightVisionCityScene.wmv

1.1.8        Liiklusõnnetuse ennetamise süsteem

Töö punktides 1.1.1…1.1.7 nimetatud aktiivse turvalisuse seadmed on otseselt suunatud liiklusõnnetuse  tekkimise  tõenäosuse  vähendamisele,  kuid  ükski neist otseselt ei aita liiklusõnnetust vältida. Sellest tulenevalt on mõned autotootjad juba välja töötanud ning mõnedel on väljatöötamisel turvasüsteemid mis liiklusohtliku olukorra algfaasis teavitavad sõidukijuhti ohtliku olukorra tekkimisest  (aktiivne  turvaseade),  ning  lõppfaasis  tegutsevad  iseseisvalt, autojuhi tegevustest sõltumata, liiklusõnnetuse tagajärgede leevendamiseks (passiivne turvaseade (vt töö punkti 1.2)). Kuigi sellised süsteemid sisaldavad nii aktiivse kui ka passiivse turvasüsteemi tunnuseid, kuuluvad nad pigem aktiivsete turvasüsteemide hulka kuna need on aktiivsed kogu sõiduki liikumise ajal.

Töö kirjutamise hetkel on sellised süsteemid nt (kuid mitte ainult) kasutusel Mercedes-Benz`il (Pre-Safe)[34] ning Honda`l (CMS - Collision Mitigation System ehk kokkupõrget leevendav süsteem).[35] Liiklusõnnetuse ennetamise, kuid teisel põhimõttel töötavat süsteemi on välja töötamas ka Volvo, nimetades oma süsteemi Collision Avoidance by Auto Steering (edaspidi nimetatud CAAS) ehk kokkupõrke ära hoidmine automaatse rooli keeramise kaudu.[36]

Pre-Safe`i ja CMS`i tööpõhimõte on sarnane. Süsteemid jälgivad sõiduki ees toimuvat. Tee peal oleva takistusega (nt seisev sõiduk) ohtlikul lähenemisel juhivad (helisignaaliga, hoiatustule aktiveerimisega ning turvavööde edasi tagasi tõmbamisega)[37] süsteemid autojuhti tähelepanu ohtlikule lähenemisele. Kui autojuht ei võta teatud hetkeni midagi ette (nt pidurdamine, või sõiduraja vahetamine), et ohtliku lähenemist  katkestada, valmistavad süsteemid sõiduki kokkupõrkeks (pingutatakse turvavöösid (vt töö

Joonis 7

Mercedes-Benz`i Nachtsicht Assistent süsteemi peamised elemendid ning töö põhimõte: 1- infrapuna videokaamera; 2- infrapuna tuled; 3- infrapuna valgustite valgustatud ala on umbes võrdne bi-xenon kaugtulede valguskaugusele; 4- 8 tollisel ekraanil on hästi nähtavad nii külmad kui ka soojad objektid.

Allikas: Nachtsicht Assistent. www.mercedes-benz.com

punkti 1.2.2.b), suletakse aknad jne).[38] Kui autojuht ei võta endiselt midagi ette, siis hetkel mil süsteemi arvates on kokkupõrge vältimatu, rakendab süsteem automaatselt sõiduki pidurisüsteemi  umbes 60%lise[39] võimsusega maksimaalsest. CAAS`i süsteem erinevus seisneb selles, et see ei pidurda viimasel hetkel vaid keerab automaatselt rooli vahetades sõidurada. Käesoleva töö raames ei ole võimalik põhjalikult kirjeldada kõikide nende süsteemide tööpõhimõtteid ning kuna nende kasutamine ei ole käesoleval hetkel massiline, ei pea töö autor nende lahtikirjutamist vajalikuks.

Interneti leheküljel www.youtube.com on võimalik leida Pre-Safe`i ja CMS `i süsteemide töö põhimõtet tutvustavaid ning nende eeliseid kajastatavaid filme. Käesoleva töö autori poolt soovitatav asub aadressil:   http://www.youtube.com/watch?v=fMqEf4NwsKg

1.1.9        Muud aktiivsed turvaseadmed

Eelpool on toodud autori arvates efektiivseimad aktiivsed turvaseadmed, kuid lisaks nendele on olemas hulk teisi aktiivseid turvaseadmeid mis on vähem efektiivsed kuid siiski tähtsad liiklusohutuse seisukohalt. Allpool on toodud mõnede selliste süsteemide lühikirjeldus.

 

a)    HID (high-intensity discharge lamp) ehk nn ksenoon tuled. Sõiduki esituledes kasutatavad pirnid milliste valgus saadakse erinevalt tavalisest tulest gaaside helendamise käigus. Ksenoon tulesid iseloomustab oluliselt tugevam valgus (umbes 5000K tavalise tule umbes 2800K vastu) oluliselt väiksema elektri tarbimisega. Ksenoon tuledega varustatud sõidukil peab kindlasti olema automaatne tulede kõrguse regulaator ning esitulede pesurid. Nendeta on ksenoon pirnide kasutamine keelatud.   

b)   Pööratavad laternad - kurvis kurvi suunas pööratavad peamised või täiendavad esituled. Eesmärk on kurvi sisese tee ääre parem valgustamine võimaldamaks oluliselt varem näha kurvi siseses tee ääres olevat takistust.

c)    Ohutulede sisselülitamine äkkpidurdamisel. Automaatne süsteem mis aktiveerib sõiduki ohutuled äkilisel pidurdamisel. Tavaliselt aktiveerub üle 70 km/t kiirusega sõites äkkpidurdust tehes. Süsteemi eesmärk on tõmmata teiste liiklejate tähelepanu ohtlikule liiklussituatsioonile selle vältimiseks.  

d)   Vilkuv pidurituli. Automaatne süsteem mis äkkpidurdamisel paneb pidurituled vilkuma. Vilkuv pidurituli on oluliselt paremini märgatav kui konstantselt põlev. Eesmärk on sõiduki taga sõitva juhi tähelepanu ohtlikule situatsioonile pööramine. Tavaliselt aktiveerub ABS`i rakendumisel sõltumata sõidukiirusest.

e)    Kliimaseadet või konditsioneeri peetakse tihti kui mugavuse varustust, kuid sellel on otsene seos aktiivse turvavarustusega. Auto salongis temperatuuri tõusmisel 20⁰lt 30⁰le suureneb juhi reaktsiooniaeg 32% võrra[40]. Lisaks sellele kuivatab konditsioneer salongi sisest õhku mis võimaldab kiiremini „higistama“ hakanu klaase kuivaks ehk läbipaistvamaks saada.  

f)     Sisseehitatud alkomeeter. Väga haruldane lisavarustus tänu millele kontrollib elektroonika enne sõiduki käivitumist autojuhi alkoholi sisaldust veres. Kui alkoholi sisaldus veres ületab teatud piiri siis ei ole võimalik sõiduki mootorit käivitada.

g)    Kiirust reguleerivate märkide jälgimise kaamerad. Autole paigaldatud videokaamera ning tarkvara tuvastavad tee ääres olevaid kiirust reguleerivaid märke, ning dubleerivad nende sisu sõiduki esipaneelil. Eesmärk on tagada juhi teadlikust kiiruse piirangust ka siis, kui ta ei ole märki märganud.

h)    Navigatsiooni ja infosüsteemi ekraani „tükeldatud vaade“ (inglise keelne nimetus SplitView[41]). Süsteemi eesmärk on autojuhi tähelepanu säilitamine kaasreisijate poolt sõidu ajal DVD või muu filmi vaatamisel. Esipaneeli sisseehitatud ekraan on võimeline näitama üheaegselt kahte erinevat pilti. Kuid iga pilt on nähtav vaid teatud nurga all tänu millele näeb juht ekraanilt nt navigatsiooni süsteemi pilti samal ajal, kui kõrvalistuja vaatab samalt ekraanilt nt ilmateadet.

Joonis 8 

SplitView süteemi töö: 1-ekraani pilt juhi vaatekohalt; 2-ekraani pilt samal ajal kõrvaistuja kohalt

Allikas: SplitView. www.mercedes-benz.com

i)      Kaug- ja lähitulede automaatne ümberlülitus. Öisel ajal sõites tuvastab süsteem vastutulevat sõidukit ning automaatselt lülitab kaugtuled ümber lähituledeks. Vastassuuna sõiduki möödumisel lülitab süsteem automaatselt sisse kaugtuled. Süsteemi eesmärk on  vältida vastutuleva sõiduki pimestamist.

j)     Elektrooniline diferentsiaali lukk on mõeldud efektiivseima kiirenduse tagamiseks libedal teel. Sõidu alustamisel ning kiirendamisel pidurdab süsteem libisema hakanud ratta raskendades selle pöörlemist. Selle tagajärjel veosillas asuv diferentsiaal suunab veojõu teisele (suurema haardejõuga) rattale.

k)   Püsikiiruse hoidja ja adaptiivne püsikiiruse hoidja. Süsteem mis hoiab juhi poolt kindlaks määratud kiirust ilma juhi poolt gaasi või pidurit vajutamata (nt mäkke tõusul või langusel). Adaptiivne püsikiiruse hoidja lisaks sellele hoiab kindlaks määratud vahemaad eessõitva autoni vähendades kiirust kui eessõitev auto seda vähendab.

l)      Adaptiivsed tuled (erinevate tootjate süsteemid kannavad erinevaid nimesid: Dynamic Xenon, AFL+, Intelligent Light jne). Süsteemi eesmärk on öise sõidu ajal maksimaalse valgustuse tagamine vältides seejuures vastutuleva sõiduki juhi pimestamise. Vastutuleva sõiduki tuvastamisel ei lülita süsteem automaatselt sisse lähitule, vaid auto lähenedes reguleerib parema ja vasaku tule kõrgust erinevalt, tagades võimalikult kaugele ulatuva tee valgustamise (vt joonis 9).

Joonis 9

Mercedes-Benz Intelligent Light süsteemi töö põhimõte

Allikas: Юрий Ветров. Звезда безопасности. 2009. Авторевю, nr 06 (423), märts

m)  Allamäge liikumise abisüsteem (Downhill Assist). Tavaliselt paigaldatakse see süsteem maastikusõidukitele. Süsteemi eesmärk on maastikul mäest alla sõites hoida automaatselt kiirust mitte üle teatud piiri (tavaliselt kuni 15km/h).

n)    Automaatne käsipidur. Sõiduki käsipiduri süsteem milles puudub mehaaniline ühendust käsipiduri kangi ja pidurimehhanismi vahel. Tavaliselt läheb käsipidur automaatselt peale alati mootori välja lülitamisel, mis välistab sõiduki sanktsioneerimata veeremise (nt mäest alla) peale sõiduki parkimist. Sõidu alustamisel läheb käsipidur automaatselt maha mis välistab sõiduki alla veeremise mäkke sõidu alustamisel.

o)   Pimeda tsooni jälgimise süsteem. Igal sõidukil sõltumata margist ja tüübist (mootorratas, sõiduauto, veoauto, buss) on olemas nn pime tsoon. Pimedaks tsooniks nimetatakse sõiduki lähiümbruses olevat ala mida ei ole võimalik näha vaid sõiduki peeglitesse vaadates. Sõiduraja vahetamisel teavitab pimeda tsooni jälgimise süsteem sõiduki juhti pimedas tsoonis olevast objektist. Teavitamise süsteem võib tootjate lõikes olla erinev kuid tavaliselt toimub teavitamine tahavaate peegli nurgas süttiva punase kolmnurga abil (vt joonis 10).

Joonis 10

Pimeda tsooni jälgimise süsteemi hoiatustuli

  

Allikas: Blind-Spot. www.mercedes-benz.com

p)   Ülesmäge sõidu alustamise abisüsteem (Hill Start Assist). Süsteemi eesmärk on sõiduki tagasiveeremise vältimine mäkke sõidu alustamisel. Erinevus automaatsest käsipidurist seisneb selles, et alla veeremist saavutatakse mitte käsipiduri süsteemi kaudu vaid tööpiduri süsteemi kaudu. Peale piduri pedaalilt jala maha võtmist hoiab ABS pidurisüsteem pidurid veel mõni sekund peale vajutatuna. Aeg on piisav jala piduri pedaalilt gaasi pedaalile üleviimiseks. 

q)   Parkimisabi. Sõiduki esi- ja/või tagastangesse on paigaldatud andurid mis mõõdavad vahemaad stange ees oleva takistuseni. Süsteemi eesmärk on teavitada autojuhti ohtlikust lähenemisest takistusele sõiduki parkimisel

 

1.2  Passiivsed turvaseadmed

 

Passiivseteks turvaseadmeteks on seadmed mis rakenduvad siis, kui liiklusõnnetus on vältimatu ning nende eesmärk on kergendada liiklusõnnetuste tagajärgi. Passiivsed turvasüsteemid kaitsevad konkreetses sõidukis istujaid kui ka teisi liiklejaid (nt jalakäiad). Passiivsete turvaseadmete efektiivsust saab hinnata selle järgi kui hästi suudab sõiduk säilitada selles olijate ja jalakäijate elu ja tervist[42].  

 

1.2.1        EuroNCAP

 

Hindamaks sõidukite passiivse turvalisuse taset, viiakse autotootjate ning erinevate sõltumatute (nt TRL (UK Transport Research Laboratory)[43] Inglismaal, TNO (Nederlandse organisatie voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek)[44] Hollandis, UTAC (L'Union Technique de l’Automobile)[45] Prantsusmaal, BASt (Bundesanstalt fur Strassenwesen)[46] Saksamaal)[47] organisatsioonide poolt sõidukitega läbi avarii teste (nn crush test) mille käigus tehakse sõidukitega spetsiaalsetes laborites avariisid ning uuritakse nende tulemusi eesmärgiga muuta sõidukeid turvalisemaks. Ühendamaks nimetatud organisatsioonide spetsialistide teadmisi eesmärgiga saavutada paremaid tulemusi selles valdkonnas, oli 1997.a. Inglismaa transpordiministeeriumi tellimusel TRL poolt asutatud organisatsioon nimega EuroNCAP  ehk European New Car Assessment Programme (Euroopa programm uute autode hindamiseks) [48]. EuroNCAP`i eesmärk oli läbi viia sõidukite avarii teste, ning avalikustades nende tulemusi motiveerida autotootjaid tõstma sõidukite turvalisust. Hiljem ühinesid organisatsiooniga veel 6 valitsust (Prantsusmaa, Saksamaa, Rootsi, Hollandi, Hispaania ja Luksemburgi omad), autospordi klubid FIA (The Fédération Internationale de l'Automobile ehk rahvusvaheline mootorspordi föderatsioon)[49] liikmelisuse kaudu ning Saksamaa autoklubi ADAC.[50] EuroNCAP`i laiahaardeline rahvusvaheline liikmelisus tagab selle sõltumatuse ning testide tulemuste usaldusväärsuse. Koos EuroNCAP`i asutamisega olid väljatöötatud reeglid (vt joonis 11) vastavalt millistele sõidukitega avarii teste läbi viiakse.  

Peale esimeste EuroNCAP´i testide läbiviimist kurtsid autotootjad, et sõidukite hindamise kriteeriumid on nii ranged, et ükski sõiduk ei suuda kunagi saavutada 4 tärni tulemust, kuid juba samal aastas saavutas Volvo S40 4 tärni tulemuse. Vaid 4 aastat hiljem ehk 2001.a. saavutas Renault Laguna esimesena maailmas 5 tärni tulemuse[51]. 12 aastaga on sõidukite passiivse turvalisuse tase tänu EuroNCAP`i testidele tõusnud niivõrd palju, et tänapäeval saavutab pea iga sõiduk 5 tärni tulemuse, mille tõttu teatas EuroNCAP 2009.a. veebruaris, et tõstab sõidukite hindamise kriteeriume veelgi. Veel paremini kajastab EuroNCAP`i panust sõidukite passiivse turvalisuse tõstmisesse joonisel 12  kajastatud erinevate kehaosade vigastuste saamise tõenäosus erinevatel aastatel toodetud Renault`ite sõidukitel.

Joonis 11

EuroNCAP avariitestide läbiviimise tingimused: 1-frontaalne

kokkupõrge; 2-külgkokkupõrge; 3-külgkokkupõrge postiga.

Allikas: Леонид Голованов. 2002. Анатомический театр. Авторевю, nr 13-14 (269), juuli

 

Joonis 12

Kehaosade vigastuste saamise tõenäosus laupkokkupõrke puhul vastavalt EuroNCAP avarii testide reeglitele: 1-1980...1990 toodetud Renault`i mudelid; 2-1998...20002 toodetud Renault`i mudelid.

Allikas: Михаил Подорожанский. Аксидентология. 2002. Авторевю, nr 12 (268), juuni

Tänu EuroNCAP`ile on autode passiivse turvalisuse uurimine muutunud nii mastaapseks, et tänaseks päevaks on sellest saanud eraldiseisev teadusvaldkond, mis kannab nime aksidentoloogia (prantsuse keelsest sõnast Accidentologie). Aksidentoloogia on teadusvaldkond mis uurib liiklusõnnetusi, nende põhjusi, nende tagajärgi ning nende ennetamise võimalusi.[52]

 

1.2.2        Turvavöö

 

Esimene turvavöö oli sõidukisse paigaldatud Volvo poolt 1949.a.[53] Peale kokkupõrke energiat neelava kere (vt töö punkt 1.2.5) on  turvavöö peamine sõiduki passiivse turvalisuse element. Kõik muud sõiduki passiivse turvalisuse elemendid on väljatöötatud turvavöö täiendamiseks ning sellega koostöös töötamiseks. Turvavöö mitte kasutamine toob kaasa tõsiseid kehavigastusi isegi väiksematel kiirustel liiklusõnnetusse sattumisel. Näitamaks turvavöö kasutamise vajadust isegi väikestel kiirustel, on joonisel 13 toodud sõiduki esiklaasi vigastus, mille põhjustas turvavööga kinnitamata katsemanekeni vastu esiklaasi lendamine avarii testi käigus kiirusel 15 km/t. Üks põhjus miks turvavöö on peamine turvalisuse element on see, et erinevalt enamusest teistest passiivsetest turvaelementidest, mis kaitsevad sõidukis viibijat vaid liiklusõnnetuse esimestel hetkel (nt turvapadi tühjeneb koheselt peale avanemist), kaitseb turvavöö sõitjat kuni liiklusõnnetuse lõpuni (nt sõiduki mitmekordsel ümber katuse rullumisel mis võib kesta mitu sekundit).  

 

Joonis 13

Turvavööga kinnitamata katsemannekeeni „peaga“

põhjustatud esiklaasi vigastus avarii testi käigus kiirusel 15km/t.

Allikas: Илья Хлебушкин. Приключения «итальянца» из России. 2009. Авторевю, nr 21 (437), november

 

Rõhutamaks turvavööde tähtsust passiivse turvalisuse tagamisel, hakkas teatud ajast EuroNCAP testide avalikustamisel sõiduki turvalisuse taset näitavatel illustratsioonidel mannekeene kajastama turvavööga kinnitatuna, kuigi varem kajastati neid turvavööga kinnitamatuna (vt joonis 14).

 

Joonis 14

Varasematel EuroNCAP avarii testide tulemustel on mannekeenid kajastatud turvavööga kinnitamatuna: 1-MB SLK testi tulemused 2002.a; 2- MB C klassi testi tulemused 2007.a.

Allikas 1: Леонид Голованов. 2002. Анатомический театр. Авторевю, nr 13-14 (269), juuli;

Allikas 2: Игорь Владимирский. Рейтинг безопасности EuroNCAP. 2008. Авторевю, nr 1 (395), jaanuar

 

Samuti rõhutamaks turvavöö kasutamise tähtsust, antakse alates november 2001.a.[54] EuroNCAP avarii testidel sõidukitele 1 lisapunkt kui sõiduk on varustatud juhi kinnitamata turvavöö meeldetuletuse süsteemiga, ning 2 lisapunkti kui sõiduk on varustatud juhi ja kõrvalistuja kinnitamata turvavöö meeldetuletuse süsteemiga[55]. Samuti illustreerivad turvavöö kasutamise vajadust hästi töö lisas 2 toodud graafikud.

 

Arvestades turvavööde tähtsust turvalisuse tagamisel on autotootjad neid läbi aegade täiendanud tagamaks veel suurema turvalisuse. Turvavööde arendamise käigus on neid täiendatud järgmiste süsteemidega:  

 

a)    ALR/ELR turvavööd

 

Turvavööde algaastatel olid kasutusel turvavööd milliste pikkust tuli reguleerida käsitsi iga kord kui seda kasutas inimene, kes oli suurem või väiksem turvavööd eelnevalt kasutanud inimesest. Turvavöö pikkuse reguleerimise vajadus tuleneb sellest, et turvavöö tagab kaitset vaid juhul, kui see on tihedalt inimese rinna peal ning inimese ja istme vahel puudub vaba ruum. Tegemist oli ebamugava süsteemiga, kuna isegi istme kauguse reguleerimisel tuli uuesti reguleerida rihma pikkust. Samuti ei võimaldanud selline turvavöö inimesel nihutada ennast ettepoole nt kindalaekast asja võtmiseks. Selle probleemi lahendamiseks olid välja töötatud ELR (Emergency Locking Retractor[56] ehk hädaolukorra lukustamise retraktor) kolmepunkti turvavööd millised on kasutusel kõikidel kaasaaegsetel sõidukitel (v.a. mõned sportliku kallakuga autod). Tegemist on turvavööga millel on kinnises asendis kolm kinnituspunkti ning millel puudub vajadus reguleerida pikkust kuna kogu turvavöö on lahtises asendis keeratud rulli. Turvavöö kinnitamisel tuleb see rullist välja ning peale kinnitamist tõmbab vedru üleliigse turvavöö osa tagasi rulli. Liiklusõnnetuse korral süsteem lukustub ning ei võimalda turvavööl rullist  välja tulla. Tegemist on mugava ja turvalise süsteemiga, kuid süsteem ei taga piisavat kaitset lastetoolide kinnitamisel. Lastele ei ole piisav kaitse sellise turvavööga tagatud kuna lapsetoolis istuv laps nihutab enda toolis liigutamisega tooli paigast ära, ning lapse tooli ja auto istme vahele tekib vaba ruum mille tagajärjel ei saa turvavöö liiklusõnnetuse korral efektiivset kaitset pakkuda. Selle probleemi lahendamiseks olid ELR turvavööd täiendatud ALR (Automatic Locking Retractor)[57] funktsiooniga. Süsteemi eripära seisneb selles, et tõmmates turvavöö täispikkuses välja, lülitub süsteem ümber ning turvavöö tagasi laskmisel ei lase süsteem turvavööl jälle välja tulla. Seda süsteemi kasutades on võimalik kinnitada lapse turvatool tihedalt auto istme vastu ilma, et see sõidu ajal lõdvemaks läheks. Turvavööd on võimalik jälle välja tõmmata lastes sellel kõigepealt lõpuni tagasi tõmbuda.

 

Sõiduki turvavöösid kasutades lapsetooli kinnitamiseks, peab lapsevanem kindlasti kasutama ALR süsteemi. ALR süsteemi olemasolu kohta omal sõidukil saab kasutaja informatsiooni sõiduki kasutusjuhendist või sõiduki ametliku esindaja käest. Samuti sisaldab tavaliselt seda informatsiooni turvavöö küljes olev informatsiooni voldik.

 

b)   Turvavööde eelpingutid ning pingepiirajad, aktiivsed ja „targad“ turvavööd

 

Kuigi eelmises alapeatükis kirjeldatud ALR ja ALR/ELR turvavööd tagavad oluliselt suurema turvalisuse kui turvavööde algaastatel olnud käsitsi reguleeritavad turvavööd, ei suuda nad siiski tagada seda, et turvavöö oleks alati tihedalt sõitja rinna vastu. Probleeme võib näiteks tekkida talvisel ajal, kui inimesed kannavad pakse riideid (turvavöö on lõtv ning tekib nn turvavöö lõtk) või lapse tooli kinnitamisel ebapiisavast rihma pingutamisest. Sellest tulenevalt tekib turvavöö ja inimese keha või lapsetooli ja auto istme vahele vaba ruum mille võrra liigub inimene või lapsetool liiklusõnnetuse korral ettepoole. Ettepoole liiklumine liiklusõnnetuses on ohtlik kahel põhjusel:

Ø      Ettepoole liikudes on oht, et esiistmel sõitja põrkab kokku sõiduki esipaneeliga või avaneva turvapadjaga (mis võib väga ohtlik olla), ning tagaistuja põrkab kokku sõiduki esiistmega.  

Ø      Ettepoole liikudes liigub sõitja ette sõiduki sõidukiirusega mille vähendamine nullini toimub väga järsku vaid turvavöö abil. Vastavalt Ameerika Ühendriikide liiklusohutuse ameti (NHTSA) uuringutele, tekitab turvavöö sellisel juhul rasketes liiklusõnnetuses tõsiseid kehavigastusi (marrastusi ja sinikaid) mis parenevad väga aeglaselt[58] (tihedalt paigaldatud turvavöö puhul aga väheneb sõitja kiirus sujuvamalt koos sõiduki kere deformatsiooniga mis vähendab turvavöö poolt tekitavate vigastuste saamise tõenäosust).

 

Eesmärgiga vältida turvavöö lõtku ning vähendada turvavöö pinget sõitja rinnale liiklusõnnetuse korral, töötas maailma juhtiv sõidukite turvasüsteemide tootja[59] Autoliv Inc. (kelle koosseisu alates 1999.a. kuulub ka Eesti sõidukite turvasüsteemide tootja Norma AS)[60] välja turvavööde eelpingutid. Eelpingutid pingutavad turvavöö sekundi murdosa kiirusega kohe peale kokkupõrke algust kõrvaldades turvavöö lõtku. Tänu turvavööde pingutamisele väheneb ka tõenäosus, et sõitja libiseb turvavöö alumise rihma alla. Turvavööde pingutamine toimub pürotehnilise seadme abil mis tavaliselt kasutab samu andureid mida kasutab turvapadja süsteem.[61] Esimesed pingutid oli Autoliv Inc poolt välja töötatud 1989[62].  

 

Lisaks turvavööde eelpingutitele oli Autoliv Inc välja töötanud turvavööde pinge piirajad. Pingepiirajate eesmärk on aktiivselt neelata koormust hoides turvavöö pinget eelnevalt seadistatud tasemel. See on võimalik tänu turvavöö tagasitõmbamise rulli sisse sisseehitatud seadeldisele, mis võimaldab turvavööl rullist nõrgalt ja kontrollitavalt välja tulla juhul, kui raske liiklusõnnetuse käigus ületab istuja rinnale langev koormus teatud piiri. Pinge piiraja olemasolu on oluliselt oluline eakate sõitjate puhul kuna uuringud on näidanud, et 60ne aastase inimese  rinnakorv peab vastu vaid poolele sellest koormusest millele peab vastu 20ne aastase isiku rind. Esimesed pingepiirajad olid esitletud 1995.a. Hiljem olid pingepiirajad täiendatud kahaneva pingejõupiirajaga. Sellise piirajaga varustatud süsteemis kokkupõrke algfaasis, kui sõitjat hoiab kinni vaid turvavöö, hoiab süsteem turvavöö pinget suhteliselt kõrgel ühtlasel tasemel. Kui sõitja hakkab lähenema turvapadjale, vähendab süsteem turvavöö pinget mis välistab rinnale liiga suurt koormuse osutamist mis võib  juhtuda juhul kui turvavöö ja turvapadja pidurdusjõud täiendavad üks teist. Esimesed kahaneva pingejõuga turvavööd olid esitletud 2000.a.[63]

 

Vaatamata eelpool kirjeldatud turvavööde eelpingutitele ja pingepiirajatele mis oluliselt vähendavad turvavöö poolt vigastuste tekitamise tõenäosust, töötas Autoliv Inc välja nn aktiivse turvavöö (Active Seatbelt). Aktiivse turvavöö eripära seisneb selles, et selles kasutatakse ühekordse pürotehnilise laenguga eelpinguti asemel mitmekordset kiirekäigulise elektrimootoriga eelpingutit, mis pingutab turvavöö kiiremini kui ¹/₁₀ sekundi jooksul võttes aktiveerimise aluseks ESP või BAS`i andurite andmeid. Tänu sellele on võimalik varem alustada turvavöö lõtku eemaldamist, tehes seda efektiivsemalt ning vähendades survet sõitja rinnale. Kuna pinguti ei ole ühekordne vaid taaskasutatav, on võimalik turvavööde eelpingutamist kasutada ettevaatusabinõuna situatsioonides kus sõiduki süsteemid ei suuda 100%lise täpsusega tuvastada kas juhi tegevustele (nt äkkpidurdus) järgneb kokkupõrge või mitte. Samuti tänu pinguti taaskasutatavusele on turvavööd vibades võimalik seda kasutada juhi hoiatamiseks (nt Pre-Safe ja CMS süsteemides (vt töö punkti 1.1.8)) nt olukorras kus juht siseneb kurvi liiga suure kiirusega[64]. Aktiivse turvavöö eelist tavalise ja pürotehniliste eelpingutitega varustatud vööde ees näitab joonisel 15 kajastatud graafik.

 

Joonis 15

Aktiivse turvavöö eelised tavalise ja pürotehniliste eelpingutitega varustatud vööde ees

 

Allikas: Active seatbelts. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/seatbelts/active+seatbelts

Tänu edasisele turvavööde arendamisele ning nende koostööle turvapatjadega, osutus võimalikuks veel vähendada turvavöö poolt rinnale üle kantavat pidurdusjõu suurust ning kanda osa sellest üle turvapadjale. Sellise koostöö käigus algab turvavööde töö nagu tavalistes süsteemides turvavöö eelpingutamisega pürotehniliste või elektrilise eelpingutitega. See välistab sõitja turvavöö alumise rihma alla libisemist ning võimaldab hilisemas kokkupõrke faasis mõningat turvavöö lõdvestamist kui rinnale mõjuv pidurdusjõud osutub liiga suureks. Tavalistes süsteemides liituvad turvavöö ja turvapadja poolt rinnale üle kantavad pidurdusjõud kui sõitja puudutab turvapatja. Koostöös töötavates süsteemides lülitub süsteem sellel hetkel teisele, nö kergemale tasemele hoides pidurdusjõu suurust suhteliselt ühtlasena (vt joonis 16). Seega väga tugevates kokkupõrgetes hoiab süsteem ennast esimesel nö jäigemal tasemel natuke pikemat aega enne kui lülitub teisele, kergemale tasemele. Sellist süsteemi nimetab selle arendaja Autoliv Inc „Smart Belt“ ehk tark vöö.[65]

 

Joonis 16

Smart Belt süsteemi pidurdusjõud

Smart Belt. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/seatbelts/smart+belt

 

Kui sõiduk on varustatud sõitja kaalu tuvastamise süsteemiga, on võimalik kohandada turvavöö pidurdusjõudu individuaalselt igale sõitjale. See on tähtis eelis kuna väiksemad, kergemad sõitjad, nagu näiteks enamus naisi, on rohkem tundlikud kõrgetele turvavöö pidurdusjõududele kui keskmine inimene, ning sellised sõitjad ei vaja sama pidurdusjõudu nagu suuremad sõitjad.[66]

 

Autoliv Inc turvavööde eelpingutite ja pinge piirajate töö põhimõtet tutvustava videoga on võimalik tutvuda tootja leheküljel:

http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/seatbelts/pretensioners

 

c)    Täispuhutavad turvavööd

 

Kuigi eelmises alapeatükis kirjeldatud tehnoloogiad muutsid turvavöö oluliselt turvalisemaks, on need tehnoloogiad enamasti suunatud vaid eessõitjate kaitseks, kuna töötavad tavaliselt koostöös turvapatjadega (nn Smart Belt (vt töö punkti 1.2.2.b)). Ford`i insenerid on arendanud tagumisi turvavöösid samuti sõitja rinnale mõjuva jõu vähendamise suunas, kuid saavutasid selle turvavöö oluliselt suurema pinna kaudu. 2009.a. esitles Ford esimesena auto maailmas täispuhutavaid turvavöösid (vt joonis 17).[67]

 

Joonis 17

Fordi tagumised täispuhutavad turvavööd

Allikas: Ford's Inflatable Safety Belts. http://www.youtube.com/watch?v=MN5htEaRk4A&feature=related

 

Turvavööd olid välja töötatud tagamaks lisakaitset taga istujaile kelleks tihti on lapsed ja eakad inimesed ning kelle pea, rind ja kael on vähem kaitstud. Turvavööde esitlemisel 2009.a. teatas Ford, et täispuhutavaid turvavöösid hakatakse paigaldama alates 2010.a. Explorer mudelile. Hiljem plaanib Ford täispuhutavaid turvavöösid paigaldada kõikidele mudelitele. Täispuhutavate turvavööde eeliseks on see, et turvavöö poolt rinnale üle kantav pidurdusjõud hajutatakse 5 korda suurema pinna peale võrreldes tavalise turvavööga. See võimaldab vähendada survet tagaistujate rinnale ning  kontrollida pea ja kaela liikumist.[68]

 

Interneti leheküljel www.youtube.com on võimalik leida Fordi täispuhutavate turvavööde tööd ja eeliseid demonstreerivaid video filme. Käesoleva töö autori poolt soovitatav asub aadressil:    http://www.youtube.com/watch?v=MN5htEaRk4A&feature=related

 

d)   Lastetoolide Isofix ja LATCH kinnitused

 

Esimene auto lapsetool oli esitletud 1963.a. Bertil Aldman`i poolt. Tema soovitas paigaldada istet esiistme peale seljaga sõidusuunas. Selle ja teiste ideede arendamiseks kuulus 20.a. enne kui 17.10.1982.a. oli vastuvõetud reegel ECE R 44/01 milles olid sätestatud lastetoolidele ning nende katsetustele esitatavad nõuded. Edasine töö väikeste sõitjate kaitse suunas tõi nähtavale jäiga lastetooli auto külge kinnitamise vajaduse. Ühtlustamaks kõik erinevad tooli jäiga kinnitamise variandid oli 1990.a. rahvusvahelise institutsiooni ISO poolt kinnitatud standart Isofix mis oli 07.08.1995 ametlikult kinnitatud uutes ECE R 44/03 reeglites.[69]

 

Väliselt erinevad Isofix kinnitusega toolid tavalistest toolides kahe kompaktse lukuga mis asuvad tooli alumises tagumises nurgas (vt joonis 18). Terasest lukukeeled kinnituvad istme seljatoe ja padja vahel asuva 6 millimeetriste varraste külge. Istme paigaldamiseks on vajalik vaid istme klõpsamine varraste külge ning lükata iste tugevalt auto istme vastu. Istme maha võtmine on veelgi lihtsam. Selleks on vaid vajalik tooli lukukeeled vabaks lasta. Lukukeelte koormuse vähendamiseks ning tooli nurkliikumise piiramiseks on toolil olemas täiendav vöö nn ankur kinnitusega (top tether) mis hoiab kinni tooli ülemist osa. Tooli paigaldamiseks on vajalik ankurvöö kinnitada selleks ettenähtud kohta (vt joonis 18).[70]

 

Vastavalt ECE R 44/04 reeglitele läbiviidud erinevate tavaliste ja Isofix kinnitustega lastetoolide testi käigus selgus, et Isofix kinnitusega varustatud toolid tagavad lastele oluliselt suurema turvalisuse. Nt väikseim katsemannekeeni „rinnale“ mõjuv pidurdusjõud oli Isofix kinnitusega varustatud toolil 43g mis on 12g võrra väiksem maksimaalsest reeglitega lubatud määrast. Halvim tavalise kinnitusega tooli tulemus oli aga 77g (väga suur traumade ja vigastuste saamise tõenäosus). Samuti olid Isofix kinnitustega varustatud toolide näitajad parimad tooli sõidusuunas nihkumise mõõtmisel. Isofix`i parim tulemus 77mm ja tavakinnituse parim tulemus 122mm ning halvim tulemus 234mm. Selgroo kokku surumise jõu mõõtmisel selgus, et vaid ühe 8st tavakinnitusega turvatooli jõud mahtus lubatud 30g piiridesse. Kõikide Isofix kinnitusega turvatoolide jõud jäid lubatud 30g piiridesse.[71]

Vaatamata eelistele (kiirem ja lihtsam paigaldus ning väiksemad kehale mõjuvad jõud liiklusõnnetuse puhul) on Isofix kinnitusel ka negatiivseid külgi. Raske liiklusõnnetuse puhul rakendub terasest vartele suured jõud kuid varte tugevus on piiratud. Selle tõttu on Isofix kinnitustega toolis veetava lapse maksimaalne kaal piiratud 18 kilogrammiga. Samuti on uuemate ECE R 44/04 reeglitega piiratud tooli enda kaal 15 kilogrammiga.[72]

Joonis 18

Isofix kinnitusega varustatud tool: 1- ülemine top tether kinnitus; 2- alumised

Isofix lukud (lukkude ees on plastmassist suunajad kergemaks paigaldamiseks).

 

Allikas: Крепление ISOFIX. http://www.avtodeti.ru/?t=43&s=140

 Mõned lastetoolide tootjad (nt Maxi-Cosi) on loonud võimaluse kinnitada jäigalt ka turvahälle ehk seljaga sõidusuunas paigaldatavaid toole. Selleks kinnitatakse autosse Isofix kinnituste abil alus millisele kinnitatakse turvahäll (vt joonis 19). Süsteemi on väga mugav kasutada kuna alus vajab kinnitamist vaid üks kord selle sõidukisse paigaldamisel. Alusele turvahälli paigaldamine ja maha võtmine ei nõua täiendavaid tegevusi hälli kinnitamiseks. Sellise aluse kinnitamine erineb näoga sõidusuunas kinnitatavast toolist sellega, et ülemise ankur kinnituse asemel on sellel jalg (vt joonis 19). Süsteemi puuduseks on see, et sellise aluse esiistmele paigaldamine on võimalik vaid juhul kui sõiduki parempoolne turvapadi on väljalülitatav. Samuti ei ole võimalik alust paigaldada istmekohtadele milliste ees on põrandasse sisseehitatud laekad kuna aluse jalg peab toetuma tugevale põrandale mitte laeka kaanele.[73]

 

Joonis 19

Turvahäll ja selle alus Isofix kinnitusega

Allikas: EasyFix. http://www.maxi-cosi.com/gb-en/carseats/baby/easyfix

 

Rõhumaks Isofix lastetoolide kinnituste eeliseid, näeb EuroNCAP`i metoodika ette avariitestide käigus lisapunktide andmist sõiduki esimesel parempoolsel istmel Isofix kinnituste olemasolu ja väljalülitatava turvapadja eest. 

 

Lisaks eelpool kirjeldatud Isofix kinnitustega lastetoolidele võib kohata ka LATCH  kinnitusega lastetoole. LATCH (Lower Anchors and Tethers for Children) puhul on tegemist toolidega mille kinnitamiseks kasutatakse autos samu kinnituskohti mis Isofix`i kinnituste puhul, kuid tooli alumine osa kinnitatakse samasuguse ankur kinnitusega nagu Isofix`i ülemine osa (vt joonist 18.1 ja 20.2). LATCH nime all kasutatakse süsteemi peamiselt Ameerika Ühendriikides. Süsteem on samuti tuntud LUAS (Lower Universal Anchorage System) ja Canfix nimede all Kanadas. Kasutatakse ka UCSSS (Universal Child Safety Seat System) lühendit.[74] Kuid LATCH, LUAS, Canfix ja UCSSS süsteemid ei ole Euroopas levinud.

 

  Joonis 20

LATCH süsteemi kinnitused: 1-LATCH süsteemi kinnituskohad; 2-LATCH alumine ankur kinnitus

Allikas: Система крепления детских автокресел LATCH. http://www.babysale.ru/ncd-1-1-110/news.html

 

1.2.3        Turvapadjad

 

Töö kirjutamise aastal saab sõiduki turvapadi 30 aastaseks. Detsembris 1980.a. oli esmakordselt maailmas Mercedes-Benz S klassi mudelil esitletud turvapadi mis töötas koostöös turvavöödega ning täiendas neid.[75] Kuid turvapadja ajalugu võttis alguse oluliselt varem.

 

Esimesed sõidukite turvapatjade patendid olid väljastatud veel 1953.a. sakslasele Valter Linderer`ile ja ameeriklasele John Hetrick`ile. Kuid toona ei teadnud veel leiutajad kuidas „avarii puhul automaatselt täispuhutava kokkupakitud kotti„ ideed tehniliselt realiseerida.[76]  

 

1968.a. leiutas ameeriklane Allen Breed elektromehaanilise turvapadja juhtimise süsteemi. Kohe peale seda alustati turvapatjade katsetusi mõlemal pool ookeani – Daimler-Benz poolt Euroopas ja GM`i ja Ford`i poolt Ameerikas. Katsetuste erinevus seisnes selles, et ameerika tootjad pidasid turvapatja peamiseks turvavööga mitte kinnitatud sõitjat kinni hoidvaks süsteemiks, kuid saksa tootja pidas turvapatja vaid turvavöösid täiendavaks süsteemiks.[77]

 

1970ndatel aastatel tekkisid Ameerika Ühendriikides esimesed turvapatjadega varustatud sõidukid mis olid ettenähtud munitsipaalasutuste poolt katsetamiseks. Näiteks 1973.a. varustati turvapadjaga 1000 Chevrolet Impala katsesõidukit ning Oldsmobile Toronado`le oli paigaldatud kohe kaks turvapatja (juhi ja kõrvaistuja oma). Kuid samal aastal suri kõrvalistuja turvapadjalt saadud vigastuste tõttu turvavööga kinnitamata laps mis järsult pidurdas turvapatjade arengut Ameerika Ühendriikides. Rootsi tootja Volvo oli isegi läbi viinud katsetusi mille käigus turvavööga kinnitamata sigade (kelle kaal sarnanes väikeste laste omaga) turvapadjaga kaitsmisel sai 24st seast raskelt vigastada 13 siga ning 8 sai surma.[78]

 

Kuid erinevalt ameeriklastest mõistsid nii rootslased kui ka sakslased, et turvapadjad ja turvavööd peavad töötama koostöös. Esimesena sellises koostöös töötavat süsteemi hakkas massiliselt pakkuma Daimler-Benz. Perioodil 1967…1980.a. oli Daimler-Benz läbi viinud 250 reaalset avarii testi ning mitu tuhat muud eksperimenti (nt kõrvade helikoormuse testid turvapatjade avamise hetkel).[79] 

 

Tänaseks on turvapatjadest saanud loomulik ja tavaline sõiduki passiivse turvalisuse element ning turvapatjade kogus ühes sõidukis võib ületada 10t. Samuti suudavad tänapäeva turvapatjade süsteemid tuvastada sõitja olemasolu ja muuta oma efektiivsust vastavalt olukorrale. Turvapadjad on ka aset leidnud mootorratastel (vt töö punkti 1.2.3.c), mootorratturite riietes (vt töö punkti 1.2.3.c) ja sõidukite turvavöödes (vt töö punkti 1.2.2.c).

 

Turvavöö kasutamise puhul vähendab juhi turvapadi surmajuhtumite arvu 25% võrra  ning tõsiseid pea vigastusi üle 60% võrra. Tänu sellele, et juhi kõrvalistuja asub sõiduki esipaneelist oluliselt kaugemal kui juht roolist, on kõrvalistuja turvapadja kasukoefitsient madalam, kuid ka seal suudab turvapadi vähendada surmajuhtumite arvu 20% võrra.[80]

 

a)    Eesmised turvapadjad

 

Eesmised turvapadjad on sõiduki eessõitjate kaitsesüsteemi lahutamatu osa. Asudes juhtimisroolis ja/või sõiduki esipaneelis, avanevad need frontaalkokkupõrke juhul eesmärgiga kaitsta juhti ja kõrvalistujat. Turvapadja avanemiseks kulub mõni kümnendik sekundist. Turvapadjad on vaid täiendavad inimest kinni hoidvad elemendid ning on projekteeritud andma parema tulemuse koostöös turvavöödega. Selle tõttu ei vabasta turvapatjade olemasolu turvavöö kasutamisest.[81]

 

Turvapatjade tööpõhimõte on järgmine. Kokkupõrke alguses saadavad andurid elektroonilise juhtseadme (inglise keeles kannab nime Electronic Control Unit ehk ECU) mikroprotsessorile signaale. Saadud signaalide alusel tuvastab juhtseade kokkupõrke tugevust ning juhul kui see ületab teatud piiri, saadab süsteem turvapadja sütikule elektrilise impulsi. Sütik käivitab keemilise reaktsiooni mille käigus tekkiv gaas täidab turvapadja täielikult kuni ⁵⁰/₁₀₀₀ sekundi jooksul. Edasijõudnud süsteemid suudavad kohandada turvapadja avanemist arvestades kokkupõrke tugevust, sõitjate mõõtusid ja isegi isteasendit.[82]

 

Viimases lauses nimetatud süsteemi paigaldatakse nt Jaguar XK`le alates 2001 aastast. Süsteem, mille nimi on ARTS (Adaptive Restraint Technology System ehk adaptiivse surve tehnoloogia süsteem), kujutab endast ette andurite kogumit mis on ühendatud ühte võrku juhtseadmega, turvapatjade ja turvavöödega. Neli andurit jälgivad pidevalt autojuhi ja kõrvalistuja asendit (vt joonist 21) ning seda, kas nende turvavöö on kinnitatud või mitte. Lisaks sellele tuvastavad andurid juhi ja rooli ning kõrvaistuja ja esipaneeli vahemaa suurust. Kokkupõrke juhul „otsustab“ süsteem ¹/₁₀₀ sekundi jooksul millised turvapadjad tuleb avada, kas avada neid täies ulatuses või osaliselt ning seda, kas tuleb aktiveerida eelpingutid või mitte. Kui kõrvalistuja istub liiga lähedal esipaneelile süttib ohu tuli ning turvapadi lülitub välja (kokkupõrke juhul see ei avane kuna võib tõsiselt vigastada sõitjat). Nii pea kui kõrvalistuja nihutab ennast piisavalt tahapoole, lülitub turvapadi automaatselt sisse.[83] 

Joonis 21

ARTS süsteemi jälgimisandurid

Allikas: К. Максимов. «Мыслящие» подушки безопасности. 2000. Авторевю, nr 18 (227), juuli

 

Tavaliselt on turvapadjad ristlõikes ringikujulised ning parimal juhul on varustatud mitme avamise tasemega (nt ARTS süsteemis). Sõltuvalt turvapadja avanemise tasemest võib turvapadja pindala muutuda (nt suureneda tugevates kokkupõrgetes ning väheneda kergemates) tänu millele on rasketes liiklusõnnetustes võimalik üle kanda pidurdusjõudu suuremale kehapinnale vähendades koormust rinnale ja teistele kehaosadele. Kuid sõltumata turvapadja pindalast, on osa pidurdusjõust alati suunatud sõitja pea piirkonda. Vältimaks näo piirkonna (silmad, nina, huuled, lõug) vigastusi, on autotootjad töötanud erinevate turvapatjade kujude suunas. Üks viimaseid leiutisi selles suunas on Toyota poolt leiutatud Twin-chamber Airbag ehk kahe kambriline turvapadi.

Kahekambriline turvapadi koosneb kahest poolest milliste vahelisse sügavikku (vt joonis 22) toetub sõitja kokkupõrke juhul peaga. Süsteemi mõte seisneb selles, et tänu sellele suureneb pindala millega sõitja toetub padjale, ning seeläbi vähenevad ka sõitja kehale mõjuvad pidurdusjõud. Lisaks sellele kandub osa jõus sellise turvapadja puhul sõitja õlgadele mis on võimelised vastu võtma suurema osa pidurdusenergiast kui nägu ning tänu sellele väheneb näo piirkonna vigastuste tõenäosus.[84] Kahjuks pole sellise padja massiline kasutamine mõeldav, kuna oma asümmeetrilisuse tõttu peab see avanema täpselt ette programmeeritud suunas ning selle tõttu saab seda kasutada vaid sellistes autoroolides, mille keskmine osa jääb rooli keeramisel paigale (joonisel 22 on turvapadi kajastatud vasakul kuna tegemist on paremal pool asuva rooliga autoga).

Joonis 22

Kahe kambriline turvapadi

Allikas: Безопасная инициатива. 2005. Авторевю, nr 21 (345), oktoober

Töös kirjeldatud turvavööde ja turvapatjade ja nende koostöö süsteemid on eeskätt suunatud sõitja elu päästmiseks ja keha ülemise osta vigastuste vähendamiseks. Mingil määral tänu nendele süsteemidele on kaitstud ka sõitja jalad (eelpingutid mis vähendavad nn sukeldumise efekti (alumise rihma alla libisemine)), kuid teatud autode füüsiliste eripärade tõttu ei suuda eelpingutid tagada sukeldumise efekti vähenemist. Sellisteks sõidukiteks on näiteks kolmeukselised luukpära kere tüübiga sõidukid kus kere iseloomu tõttu (pikad uste avad) asuvad turvavööde kinnituskohad selliselt, et sukeldumise efekti vähenemist vaatamata eelpingutite olemasolule ei toimu. Samuti on suur „sukeldumise“ oht pool pikali sõitvatel sõitjatel. Sellistes sõidukites või pool pikali asendis olles liiklusõnnetusse sattumisel on sõitjal oht saada tõsiseid keha alumise osa vigastusi mille tagajärjel ei pruugi inimese kõndimisvõime peale rasket liiklusõnnetust taastuda. 

 

Et sõiduki kaitsesüsteemide eesmärk ei piirduks sõitjate elu päästmisega, vaid oleks tagatud ka sõitjate täielik liikumisvõime ka peale rasket liiklusõnnetust, tõi Autoliv Inc esimesena maailmas 1996.a turule põlve turvapadja (Knee Airbag. (vt joonis 23)). Selles valdkonnas töö arendamise tingis asjaolu, et Autoliv Inc andmete kohaselt on turvavöödega ja turvapatjadega varustatud sõidukite sõitjate jalgade vigastused frontaalsete kokkupõrgete kõige sagedamini esinev probleem. Need moodustavad sõitjatele 40% keskmistest ja raskematest vigastustest ning üle 60% vigastustest saadakse allapoole põlve. [85]

 

Joonis 23

Põlve turvapadi

Allikas: Lower Body Protection.

 http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/airbags/frontal+airbags/lower+body+protection

 

Sõidukite jaoks, millistel eelpingutid ei vähenda “sukeldumist”, on välja töötatud täiendavad turvapadjad, mille eesmärk on  vähendada nn sukeldumise efekti ning see läbi hoida sõitja jalgu võimalikult kaugel sõiduki esipaneelist. Selliseid turvapatju nimetatakse libisemise vastasteks turvapatjadeks (Anti-Sliding airbag)[86] ning need asuvad istme padja sees põlvede taga (vt joonis 24). Kokkupõrke toimumisel avaneb selline padi istme padjas, tekitades padjas küüri mis takistab keha libisemist alumise turvavöö rihma alla (vt joonis 25). Selliseid turvapatju paigaldatakse nt kolmeukseliste Renault Clio mudelitele[87].

 

Joonis 24

Libisemise vastase turvapadja asukoht ning tööpõhimõte

Allikas: Михаил Подорожанский. Аксидентология. 2002. Авторевю, nr 12 (268), juuni

 

Joonis 25

Libisemise vastase turvapadja eesmärk

Allikas: Lower Body Protection.

 http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/airbags/frontal+airbags/lower+body+protection

 

b)   Külgmised turvapadjad ja turvakardinad

 

Külgkokkupõrgetes saadavate vigastuste osakaal moodustab umbes neljandiku kõikidest sõidukite liiklusõnnetustes saadud vigastustest, kuid need moodustavad rohkem kui kolmandiku kõikidest tõsistest või surma põhjustavatest vigastustest. Selle peamine põhjus seisneb selles, et sõiduki külg on väga peenike ning sellel puudub materjal mis kokkupõrke käigus lömastudes võiks neelata kokkupõrke energiat.[88]

 

Kõik eelpool kirjeldatud turvapadjad on suunatud sõitjate kaitseks frontaalse kokkupõrge tagajärjel. Külgkokkupõrgete käigus tekkida võivate vigastuste vältimiseks on tänapäeva sõidukid varustatud külgmiste turvapatjadega ja turvakardinatega. Külgmised turvakardinad on suunatud vähendama kokkupõrge poolsete sõitjate eluohtlike pea vigastusi. Külgmised turvapadjad on suuantud vähendama tõsiseid rinnapiirkonna vigastusi ning täidavad oma eesmärki umbes 25% külgkokkupõrgete puhul. Esimene külgturvapadi oli esitletud 1994.a.[89]

 

Külgmiste (nimetatakse ka rinna või rindkere ehk chest või thorax Airbag. (vt joonis 26)) turvapatjade kaitse efekt seisneb selles, et see hoiab sõitjat eemale kokkupõrge piirkonnast samal ajal, kui toimub kokkupõrke energia summutamine sõiduki külje lömastamise käigus. Kuna sõitjat hoitakse eemale sõiduki kortsumise kohast, on mingil määral tagatud ka sõitja peakaitse, kuid pea paremaks kaitseks on siiski vajalikud täiendavad pead kaitsvad turvapadjad.[90]

 

Külgturvapadi avaneb ¹²/₁₀₀₀ sekundi jooksul mis on 4 korda kiirem kui eesmiste turvapatjade avanemise kiirus. Padi avaneb alati kindlal kokkupõrke ajahetkel ning tavaliselt avaneb siis kui külgmine kokkupõrke kiirus on suurem kui 15…20 km/t. Kokkpõrke andur, mis on ühendatud elektroonilise juhtseadmega, asub tavaliselt esiistme seljatoes. Sõidukitel, millel külgmine turvapadi asub ukse sees, asub ka kokkupõrke andur ukse sees või juhi ukse järgses postis. Padja maht on tavaliselt piiratud 12 liitriga eesmärgiga teha see võimalikult pehmeks kuid samas piisavalt efektiivseks, et oleks tagatud vajalik kaitse.[91]  

Nagu eelpool mainitud sai, on pea paremaks kaitsmiseks lisaks külg turvapadjale vajalik täiendav pead kaitsev turvapadi. Sellist turvapatja nimetataks turvakardinaks (Inflatable Curtain)[92] kuna see katab tavaliselt kogu sõiduki külgmist ülemist osa (vt joonis 27). Kardinad võivad olla ehitatud selliselt, et kaitsevad vaid eesistujat, nii eesistujaid kui ka tagaistujaid või katavad tervet auto külge (vajalik nt kui sõidukis on 3 istmerida).

Külgkardinaid on olemas kahte tüüpi. Esimene on projekteeritud neelama otsese külgkokkupõrke energiat (nn esimene kokkupõrge) ning teine on projekteeritud summutama lööke kuni 6 sekundi jooksul alates avanemisest, mis on vajalik nt sõiduki üle katuse rullumisel või kui esimesele kokkupõrkele järgneb teine.[93]

 

Joonis 26

Külgmine turvapadi

Allikas: What is in a seat?

http://www.i-car.com/html_pages/technical_information/advantage/advantage_online_archives/2004/092704.shtml

 

Joonis 27

Turvakardin

Allikas: Олег Растегаев. Детское место. 2007. Авторевю, nr 11 (382), juuni

 

Turvakardin on pakitud katuse nurka mööda uste äärt ning avaneb ²⁵/₁₀₀₀ sekundi jooksul mis on neli korda kiirem kui inimese silmapilk. Kardin eraldab sõitja pead sõiduki tugevatest elementidest (nagu näiteks ukse järgne post) võimaldades oluliselt vähendada nn pea vigastuse kriteeriumit (HIC – Head Injury Criterion). Tänu turvakardinatele on võimalik vähendada HIC määra 90% võrra (vt joonis 28) mis toob kaasa eluohtlike pea vigastuste saamise tõenäosuse vähendamise 50% võrra.[94]

 

Joonis 28

Turvakardina mõju HIC näitaja vähendamisele

Allikas: Inflatable Curtain

http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/airbags/side-impact+airbags/inflatable+curtain

 

Kuna osadel sõidukitel ei ole võimalik turvakardinat kasutada (nt kabriolett kerega sõidukid), siis kasutatakse sellistes sõidukites sõitjate kaitseks teist liiki turvapatju. Üks sellistest on nn pea-rinna turvapadi (Head-Thorax bag)[95] mille puhul on tegemist tavalise külgmise turvapadjaga millel on lisatud täiendav kamber mis kaitseb sõitja pead. Kuid kuna pead kaitsva kambri pindala on väike, ei suuda selline padi tagada piisavat kaitset. Parema kaitse tagamiseks on hakatud sellistes sõidukites paigaldama uksesisest turvakardinat (Door Mounted Inflatable Curtain. (vt joonis 29)). Tänu turvakardina kambrite erilisele ehitusele on selliste turvakardinate jäikus võrreldav tavaliste turvakardinate jäikusega ning need tagavad võrdse kaitse ka sõiduki ümber katuse rullumisel.[96]

 

Turvakardinate efektiivsus on tunnistatud nii suureks, et alates 2013.a. keelatakse Ameerika Ühendriikides sellise turvapadjaga varustamata uute sõidukite müüki. Töö kirjutamise hetkel on nii Euroopas kui ka Ameerikas turvakardinatega varustatud sõidukite osakaal 60%.[97]

 

Joonis 29

Uksesisene turvakardin kabriolett kere tüübiga sõidukis

Allikas: Павел Карин. Эпицентр безопасности. 2005. Авторевю , nr 19 (343), august

 

c)    Mootorrataste turvapadjad

 

Uuringute kohaselt kõikidest mootorratastega juhtunud liiklusõnnetustes milles sai vigastada või surma mootorrattur moodustavad 68% frontaalsed kokkupõrked[98]. Selle informatsiooni taustal on loogiline, et esimesena maailmas seeriatootmisesse jõudnud mootorratta turvapadi osutus eesmiseks turvapadjaks. Esimesena maailmas pakus lisavarustusena turvapatja mootorrattale Honda oma mudelile Gold Wing. Süsteemi kokkupõrge andurid on paigaldatud esihargi torudele. Turvapadi, mille maht on 150l, avaneb juhi ees (vt joonis 30) ning omab natuke nõgusat kuju mille eesmärk on juhti paremini kinni hoida. Padi avaneb 0,06 sekundi jooksul.[99]

 

Interneti leheküljel http://www.world.honda.com/motorcycle-picturebook/Airbag on võimalik põhjalikult tutvuda Honda mootorratta turvapadja töö põhimõttega ning selle eripäradega.

 

Lisaks mootorratastele on tänapäeval turvapadjad jõudnud ka mootorratturite riietesse. Turvapatju kasutatakse mootorratturite jopedes (vt joonis 31) eesmärgiga vähendada mootorratturi mootorrattalt kukkumise tagajärjel tekkivaid vigastusi. Jopes on selja, kaela ja rinna piirkonnas sisseõmmeldud täispuhutavad kihid mis on ühendatud gaasiballooniga. Krae piirkonnas oleva padja eesmärk on suruda padja avanemisel juhi pea rinna vastu vähendamaks kaelalülide vigastamise tõenäosust. Gaasiballooni kaitseseade üks ots ühendatakse mootorrattale istudes ratta külge. Mootorratturi rattalt kukkumisel tõmbub kaitseseade gaasiballoonist välja ning padjad täituvad gaasiga. 

 

Joonis 30

Honda Gold Wing turvapadi

Allikas: Александр Воронцов. Правим бритвы, взбиваем подушки! 2005. Motor, nr 11, november

 

Joonis 31

Mootorratturi jopesse integreeritud turvapadi: 1-täispuhutavad kihid; 2-gaasiballon ja selle kaitseseade

Allikas: Наталья Умнова. С персональной подушкой. 2005. Мото, nr 3, märts

 

1.2.4        Peatoed

 

Nn piitsaplaksu vigastusi, ehk pea järsu liikumise tagajärjel tekkivaid selgroo vigastusi (edaspidi kaela vigastus), peetakse juristide poolt mitte märkimisväärseks tervise vigastuseks kuna neid on tihti raske, ja vahel isegi võimatu, diagnoosida. Kuid kaelavigastuste ravimisele, mis tihti osutub väga pikaks ja kalliks, kulutatakse vaid Rootsis mitu sada miljonit eurot aastas. Selle tõttu oli Rootsi transpordi ministeeriumi poolt EuroNCAP`ile tehtud ettepanek, mille tagajärjel käesoleva töö punktis 1.2.1 kirjeldatud EuroNCAP`i testidele lisandus alates 2008.a[100] (vt lisa 1) tagant otsa sõidu kaitse ehk kaelavigastuste test. Testi käigus hinnatakse sõidukite esiistmete suutlikust kaitsta sõitjaid kaelavigastuste saamise eest tagant otsasõidu puhul.[101] 

 

Iga istmega viiakse läbi kolm testi. Testide reeglite väljatöötamisel oli arvestatud kindlustusseltside statistikaga mille kohaselt suurim osa kaelavigastusi saadakse liiklusõnnetuses kus kokkupõrke hetkel oli sõidukite  kiiruse vahe kuni 16 km/t. Selle tõttu on esimese testi (mis imiteerib kerget tagant otsasõitu) kiirus 16 km/t ja aeglustus toimub kiirusega 5g.  Teine test (keskmise raskusega otsasõit) toimub samuti kiirusel 16 km/t kuid aeglustus toimub kiirusega 10g. Raske tagant otsasõidu imiteerimisel on kiirus 24 km/t ja aeglustus 7,5g. Iga test viiakse läbi uue istmega ning testide käigus mõõdetakse peale ja kaelalülidele mõjuvate jõudude suurust.[102]  

 

Testide käigus on selgunud, et aktiivsetel peatugedel (mis tagant otsasõidu puhul automaatselt lähenevad peale) puuduvad selged eelised tavaliste peatugede ees mille tõttu nt Volvo loobus alates mudeli XC60 tootmisest aktiivsetest peatugedest.[103]

 

Peamiseks kaelavigastusi vähendavaks elemendiks auto esiistmes on peatugi, kuid ka parim peatugi suudab kaitset pakkuda vaid juhul kui see on õigesti reguleeritud. Rõhumaks peatugede õige reguleerimise tähtsust kaelavigastuste vähendamiseks, antakse EuroNCAP`i kaelavigastuste testide käigus istmetele lisapunkte. Ühe punkti saab peatoe reguleerimissüsteemi lihtsuse eest (kusjuures täispunkti on võimalik saada vaid juhul, kui peatoe alumises asendis on peatoe kõrgus piisav, et tagada teatud kaitse taset, või juhul kui peatugi on varustatud kõrguse automaatse reguleerimise süsteemiga). Teise punkti saab peatoe geomeetriliste näitajate eest – mida kõrgem on maksimaalne võimalik peatoe kõrgus ning mida lähemal on see sõitja kuklale, seda suurem tõenäosus on saada täispunkti.[104] Just tulenevalt asjaolust, et vaid õigesti reguleeritud peatugi suudab pakkuda piisavat kaitset, on Volvo C70 peatoed paika pandud tehases ning on mitte reguleeritavad[105].

 

EuroNCAP`i spetsialistide sõnade kohaselt parima kaitse tagamiseks peab peatoe ülemine äär olema peast kõrgemal või vähemalt sellega ühel tasemel ning olema mitte kaugemal kui 4 cm kaugusel  kuklast. Joonisel 32 on illustreeritud peatoe õige, halb ja vale asendid. Parima kaitse tagab rohelises piirkonnas asuv peatugi ning halvima, punases piirkonnas asuv peatugi (peatugi on peast vähemalt 80mm madalamal ja vähemalt 100mm kaugusel kuklast). [106]

 

Joonis 32

EuroNCAP spetsialistide poolt soovituslik peatoe asend (roheline piirkond)

Allikas: Юрий Ветров. Берегите шею! 2009. Авторевю, nr 4 (421), märts

 

Järgmine joonis (vt joonis 33) illustreerib istme eripära ja peatoe õige asendi tähtsust kaelavigastuste vältimiseks. Joonise paremal poolel on EuroNCAP`i testi käigus 3,5 punkti kogunud iste (töö kirjutamise hetkel on testide käigus suurim saadud punktide arv 3,7)[107] ning vasakul poolel on viimase koha saanud iste. Piltide võrdlemisel on hästi näha, et „tagant otsasõidu“ tagajärjel on viimase koha saanud istmel olev mannekeen eraldunud istmepadjast oluliselt kõrgemale ning madala peatoe tõttu  nihkus tema „pea“ peatoe taha, mille tagajärjel oluliselt suureneb kaelavigastuste saamise tõenäosus. 

 

Joonis 33

Õigesti ja valesti reguleeritud peatugede võrdlus: 1-valesti reguleeritud peatugi (pea on nihkunud peatoe taha ning kael on oluliselt paindunud tahapoole); 2- paremat kaitset pakkuv iste ning õigesti reguleeritud peatugi (kael on sirge).

Allikas: Юрий Ветров. Берегите шею! 2009. Авторевю, nr 4 (421), märts

 

Eessõitjate kaelavigastuste tõsiduse vähendamiseks on Autoliv Inc välja töötanud süsteemi mis sõidukile tagant otsassõidu puhul võimaldab istme seljatoel nihkuda teatud ulatuses allapoole (vt joonis 34) summutades kokkupõrge energiat ning vähendades sõitja kaelale ja peale mõjuvaid jõudusid.  Kiirusel 24 km/t läbi viidud testide käigus oli tuvastatud, et sellise süsteemi kasutamine toob kaasa kaela vigastuste saamise tõenäosuse vähendamise 50% võrra.[108]

 

Joonis 34

Tagant otsasõidu kokkupõrke energiat neelava süsteemi tööpõhimõte

Allikas: Anti-Whiplash Seat.

http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/Home/What+We+Do/Anti-Whiplash%20Seat

 

EuroNCAP`i poolt läbi viidud kaelavigastuste testide tulemustega on võimalik tutvuda interneti leheküljel: http://www.euroncap.com/whiplash.aspx

 

1.2.5        Energiat „neelav“ kere konstruktsioon

 

Nagu eelpool mainitud sai, jagunevad sõiduki turvasüsteemid kaheks – aktiivseteks ja passiivseteks. Esimesed aitavad kokkupõrget vältida, kuid kui seda vältida ei õnnestunud, hakkavad tööle sõiduki passiivsed turvasüsteemid milledest esimesena hakkab tööle kokkupõrke energiat neelav kere. Kere hakkab purunema, kuid mitte sihitult, vaid vastavalt eelnevalt täpselt paika pandud plaanile. Kere metall kortsub „programmeeritult“, eesmärgiga kustutada kokkupõrke energiat ning vältida salongi kuju muutumist.

 

Viimases lauses kirjeldatud protsess (tugev salongi puur ning deformeeruv kere. (vt joonis 35)) on peamine passiivse turvalisuse printsiip mis on välja töötatud ja patenteeritud Austria inseneri Bela Barenyi poolt 1952.a. [109]

 

Nimetatud printsiip on tänapäeval aluseks kõikide sõiduautode kerede projekteerimisel, ning selle peamine eesmärk on kere deformatsiooni kaudu kokkupõrke energia vähendamine vähendades sõitjatele edastatavat energiat ja koormust. Kuid kere projekteeritakse selliselt, et kokkupõrke puhul ei deformeeruks see kaootiliselt vaid täpselt välja arvestatud suunas ja jõuga, neelates energiat maksimaalse efektiivsusega. Joonis 36 hästi illustreerib kirjeldatud protsessi kus nooltega on kajastatud kuidas kokkupõrke energia sõiduki kere kaudu jaotub ning edasi kandub. 

 

Joonis 35

1952.a. Bela Barenyi poolt välja töötatud peamine passiivse turvalisuse printsiip

Allikas: Несбывшаяся мечта Белы Барени. 2002. Авторевю, nr 16 (271), august

 

Kuigi tänapäeval kulutatakse kerede projekteerimisele suurt majandusliku ja teadusliku ressurssi, suudab ka kõige paremini projekteeritud kere deformeerumiseks ja energia neelamiseks mõeldud osa summutada vaid piiratud kogus kokkupõrke energiat. Selle tõttu üle teatud kiiruse toimuva kokkupõrke puhul ei suuda kere „programmeeritud“ deformeerumine kogu energiat neelata ning see kandub edasi sõiduki salongi. Kuna salongi kuju muutumine on salongis viibijate jaoks liiga ohtlik, siis

 

Joonis 36

Kokkupõrke energia jaotumine ja edasikandumine sõiduki keres Ford Focus`e näitel

Allikas: Павел Карин. Focus без опасности. 2005. Авторевю, nr 3 (328), veebruar

 

sõiduki salongi osa projekteeritakse vastupidi äärmiselt tugevaks, et see ei neelaks energiat deformeerumise kaudu vaid kannaks seda edasi sõiduki salongis olijate peale, kus edasi tegelevad selle kustutamisega turvavööd, turvapadjad, peatoed ja muud passiivsed turvaelemendid. Lisaks sellele, et deformeeruv kere osa suudab neelata vaid teatud kogus energiat, on kerel ka selliseid piirkondi kus sisuliselt puudub deformeeruv osa (nt sõiduki külg). Sellistes kohtades peab kere olema eriti tugev kandmaks pea kogu energiat edasi seda vähendamata. Selliseid kere omadusi (mõnes kohas eriti tugev, mõnes kohas oluliselt pehmem) saavutatakse kere ehituses erinevate materjalide kasutamise kaudu. Joonisel 37 on toodud Volvo XC60 kere mille peal on välja toodud erineva tugevusega materjalide kasutamine erinevates kere osades.

 

Joonis 27

Volvo XC60 kokkupõrke energiat neelav ja edasi kandev kere

Юрий Ветров. Спокойствие, только спокойствие! 2008. Авторевю, nr, 20 (413), oktoober

KOKKUVÕTE

 

Käesoleva töö läbi lugedes võib selle lugejale jääda mulje, et tänapäeva sõidukid on tehtud nii turvaliseks, et uue sõiduki soetamisel tagab see sõitjale ja tema kaaslastele absoluutset kaitset sõltumata juhist. Paraku ei ole see nii. Nagu ka töö sissejuhatuses mainitud oli, on Eestis alates taasiseseisvumisest liiklusõnnetuste arv kasvanud kiiremini kui riigi autopark ning seda vaatamata sellele, et iga aastaga muutusid sõidukid aina uuemateks ning olid varustatud uute, liiklusõnnetust vältida aitavate süsteemidaga. Tõsi küll, alates 2006.a. on Eestis vähenenud nii liiklusõnnetuste, nendes viga saanute kui ka hukkune arv (vt tabel 1), kuid ka need numbrid annavad piisavalt alust väita, et sõidukite turvasüsteemid ei ole piisavad, et tagada nendes sõitjatele piisavalt ohutust. Seega peaksid liiklejad tagama selle endale ise.

 

Tabel 1

Eestis aastatel 2006...2009 toimunud liiklusõnnetuste ning nendes viga saanute ja hukkunute arv.

 

Autojuht peab mõistma, et sellised elektroonilised süsteemid nagu ABS, BAS, ESP jt ei välista sõiduki liiklusõnnetusse sattumist. Kõik need süsteemid alluvad füüsika seadustele ning saavad parandada autojuhi vigu vaid teatud piirini. Erinevalt levinud arvamusest, ABS ei lühenda pidurdusteekonda. Selle eesmärk on sõiduki juhitavuse säilitamine ekstreemsel pidurdamisel andes juhile teoreetilise võimaluse takistuses mööda sõita. ESP süsteemi abivõime on piiratud sõiduki rataste haardevõimega, mille tõttu on selle abi jäisel teel pea olematu. BAS süsteem küll võib teatud olukorras oluliselt lühendada pidurdusteekonda, kuid samas peab juht arvestama, et sõiduki pidurdusteekond on ruutsõltuvuses sõiduki kiirusest, mis tähendab, et kiiruse suurendamisel kahekordselt, suureneb pidurdusteekond neljakordselt. Seega tuleb autojuhil kiiruse valikul lähtuda mitte nende süsteemide olemasolust sõidukil, vaid tee olukorrast, ilmastikust, enda füüsilisest seisundist, kehtestatud kiirusepiirangust ning enda oskustest.

 

Enne sõidu alustamist peaks iga juht sõitu ette planeerima ning valima parima aja selle tegemiseks.  Pimedal ajal toimub kuni 50% surmaga lõppevatest liiklusõnnetustest kuigi 75% sõitudest toimub valgel ajal[111]. Selline statistika peaks juhti mõtlema panema sellele, kas pimedaks ajaks planeeritud sõitu on võimalik teha ka valgel ajal. Öössõidu abisüsteemid küll osaliselt lahendavad piiratud nähtavuse probleemi, kuid ükski süsteem ei suuda parandada asjaolu, et päeva lõpupoole ning öösel on inimese füüsiline võime oluliselt langenud võrreldes päevase ajaga. Sellest tulenevalt on juhi reaktsiooni võime õhtusel ja öisel ajal oluliselt madalam ning liiklusõnnetuse vältimiseks ei pruugi öösõidu abisüsteemist abi olla.

 

Abi ei pruugi olla ka töö peatükis 1.1.8 kirjeldatud Pre-Safe ja CMS liiklusõnnetuse süsteemidest kuna nende eesmärk on eeskätt heliga ja turvavöö vibamisega suunata juhi tähelepanu tekkivale või tekkida võivale ohtlikule olukorrale. St on ka nende süsteemide eesmärk paranda juhi vigu ehk kompenseerida juhi tähelepanematust. Sõiduki juhtimisel peaks autojuht hoiduma igasugustest tegevustest mis segavad füüsiliselt auto juhtimist või olukorra õiget hindamist ja otsuste vastuvõtmist. Sellisteks tegevusteks on nt mobiiltelefoniga rääkimine (kuigi „käed vaba“ süsteemi kasutamisel ei ole mobiiltelefoniga rääkimine sõidu ajal Eestis keelatud, ei soovita töö autor seda siiski teha), heliplaatide otsimine (kui sõidukis on teisi reisijaid, on alati mõistlik paluda kellelgi teisel leida vajalik plaat), kaardi ja raamatute lugemine, tee ääres olevate vaatamisväärsuste vaatamine jne. Isegi rääkimine kaasreisijatega oluliselt vähendab juhi reageerimisvõimet ning juht peab sellega arvestama.

 

Töö erinevates peatükkides on töö autor tahtlikult korduvalt kirjutatud sellest, et sõiduki turvavööd ja turvapadjad töötavad vaid koostöös ning moodustavad ühtset süsteemi. Sellise kordamise eesmärk on suunata lugeja tähelepanu sellele asjaolule ning rõhutada, et turvavööd on esmane salongisisene kaitsesüsteem ning kõik teised süsteemid vaid täiendavad seda. Turvapatjade olemasolu sõidukis ei vabasta mitte mingil määral turvavööde kasutamisest. Seda kinnitavad ka töö lisas 2 toodud graafikud. Kuid turvavöö peale panek ei taga sõitjale automaatselt maksimaalset kaitset. Turvavöös oleva potentsiaali täielikuks ära kasutamiseks peab turvavöö olema õigesti ja turvaliselt peale pandud. Kuigi töö peatükis 1.2.2.b on põhjalikult kirjeldatud turvavööde eelpingutid ja nende eesmärgid, on ka nende abi väga piiratud. Külmal aastaajal, kui inimesed kannavad pakse riideid ning eriti veel pikki mantleid, mida istudes tõstetakse ülespoole ning volditakse vöö kohas mitmekordselt kokku, peab turvavöö kasutaja kinnitama selle nimetatud riiete alla mitte nende peale. Selline vajadus on tingitud asjaolust, et turvavööde eelpingutid suudavad pingutada turvavööd vaid 15 cm või 6 tolli võrra[112]. Seega on eelpingutitest vähe kasu kui talviseid riideid kasutades kinnitatakse turvavööd riiete peale, kuna sellised riided on piisavalt paksud, et kogu keha pikkuse ulatuses oleks turvavöö lõtk oluliselt suurem kui nimetatud 15cm.

 

Samal põhjusel on suures ohus pool pikali sõita armastavad autojuhid ja nende kõrvalistujad. Ühelt poolt on oht seotud sellega, et tavaliselt on aknapoolsed turvavöö otsad kinnitatud esiukse järgse posti külge, ning pool pikali asendis olles on tavaliselt inimese rind sellest postist tagapool mille tõttu ka õigesti paigaldatud turvavöö ja inimese vahele jääb vaba ruum mis on ohtlik. Teiselt poolt on oht seotud sellega, et pool pikali asendis olevat inimest ei suuda turvavöö kokkupõrke puhul kinni hoida ning inimene nihkub turvavöö alumise rihma alla saades tõsiseid jala ja selgroo vigastusi. Kolmandalt poolt, ei suuda sellises iste asendis iste tagada selles istujale kaitset tagant otsasõidu puhul (vt töö punkti 1.2.4). Sama oht varitseb ka koolilapsi ja teisi inimesi, kes istuvad autosse seljakotti seljast maha võtmata.

 

Kõik töö peatükis 1.1 kirjeldatud aktiivsed turvaseadmed on suunatud juhtide vigade parandamisele ning peatükis 1.2 kirjeldatud passiivsed turvaseadmed on suunatud nende vigade tagajärgede leevendamisele. Seega tegemist on vaid abistavate seadmetega süsteemis, kus peamiseks riskifaktoriks on inimene kas siis autojuhi või kaasliikleja näol. Selle tõttu peab inimene iga kord sõidukisse istudes endale aru andma, et tema ja teiste kaasliiklejate turvalisuse tagamine on eelkõige tema enda, mitte sõiduki elektrooniliste ja mehaaniliste süsteemide teha.

KASUTATUD ALLIKATE LOETELU

 

1.      Smart Belt. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/seatbelts/smart+belt  (12.03.2010)

2.      A history of the future of safety.  http://www.euroncap.com/files/euroncap_history---d7e9ac87-c4bd-4a7f-90fd-88b2bcf4da8d.pdf  (12.03.2010)

3.      About FIA. http://www.fia.com/en-GB/the-fia/about-fia/Pages/AboutFIA.aspx  (13.03.2010)

4.      About TRL. http://www.trl.co.uk/about_trl/  (12.03.2010)

5.      About us. http://www.euroncap.com/history.aspx  (12.03.2010)

6.      Active seatbelts. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/seatbelts/active+seatbelts   (12.03.2010)

7.      Airbags. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/Home/What+We+Do/Airbags  (14.03.2010)

8.      Anti Lock Brake Operation and Description. http://www.2carpros.com/how_does_it_work/abs.htm (06.03.2010)

9.      Anti-Whiplash Seat. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/Home/What+We+Do/Anti-Whiplash%20Seat  (17.03.2010)

10.  Door Mounted Inflatable Curtain. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/airbags/side-impact+airbags/dmic  (15.03.2010)

11.  EasyFix. http://www.maxi-cosi.com/gb-en/carseats/baby/easyfix   (14.03.2010)

12.  Eesti Maanteeamet. 2009. Liiklusõnnetused kuude lõikes 1999- 2009. http://www.mnt.ee/atp/?id=41915    (19.03.2010)

13.  Eesti Maanteeamet. Aastaraamat 2008. 62 lk.

14.  FAQ. About Euro NCAP. http://www.euroncap.com/Content-Web-Faq/b012b7f3-44f9-4755-94f9-a8642fd1402a/about-euro-ncap.aspx  (13.03.2010)

15.  Ford introduces industry`s first inflatable seat belts to enhance rear seat safety. www.ford.com  (12.03.2010)

16.  Ford's Inflatable Safety Belts. http://www.youtube.com/watch?v=MN5htEaRk4A&feature=related  (12.03.2010)

17.  Frontal Airbags. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/Home/What+We+Do/Airbags/Frontal%20Airbags  (14.03.2010)

18.  Gen-activiteit in mensen met overgewicht anders dan in mensen met een normaal gewicht. http://www.tno.nl/content.cfm?context=overtno&content=persbericht&laag1=37&item_id=200812160064&Taal=1  (12.03.2010)

19.  Head Thorax Bag. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/airbags/side-impact+airbags/head+thorax+bag  (15.03.2010)

20.  Honda LKAS. Le Moniteur Automobile. http://www.letelegramme-auto.com/honda-lkas-article-661.htm  (06.03.2010)

21.  Inflatable Curtain. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/airbags/side-impact+airbags/inflatable+curtain  (15.03.2010)

22.  Introduction to Autoliv. www.autoliv.com  (12.03.2010)

23.  Isofix. http://en.wikipedia.org/wiki/LATCH  (15.03.2010)

24.  Kontakt. http://www.bast.de   (12.03.2010)

25.  L’UTAC, une entreprise de services. http://www.utac.com/fr/utac/entreprise/Pages/default.aspx   (12.03.2010)

26.  Lower Body Protection. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/airbags/frontal+airbags/lower+body+protection  (12.03.2010)

27.  Lower Body Protection. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/airbags/frontal+airbags/lower+body+protection  (14.03.2010)

28.  Mercedes E 4MATIC: дважды два четыре. 1997. Авторевю, nr 6 (145), märts

29.  Nachtsicht Assistent. www.mercedes-benz.com

30.  Norma. www.norma.ee (12.03.2010)

31.  Pre-Safe System. www.mercedes-benz.com (08.03.2010)

32.  Pretensioners. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/seatbelts/pretensioners   (12.03.2010)

33.  Product Presentation. Night Vision System. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/Home/What+We+Do/  (19.03.2010)

34.  Product Presentation. Pretensioners. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/Home/What+We+Do/  (12.03.2010)

35.  Seat belt http://en.wikipedia.org/wiki/Seat_belt#History  (06.03.2010)

36.  Side-Impact Airbags. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/Home/What+We+Do/Airbags/Side-Impact%20Airbags  (15.03.2010)

37.  SplitVeiw. www.mercedes-benz.com (08.03.2010)

38.  Tallinna Tehnikakõrgkool. 2009. Veapunktisüsteemi rakendamise vajalikkus ja oodatav mõju Eesti liiklusohutusele. Tallinn. 72 lk.

39.  Thorax Bag. http://www.autoliv.com/wps/wcm/connect/autoliv/home/what+we+do/airbags/side-impact+airbags/thorax+bag  (15.03.2010)

40.  What is in a seat?

http://www.i-car.com/html_pages/technical_information/advantage/advantage_online_archives/2004/092704.shtml  (17.03.2010)

41.  What is the motorcycle Airbag System? http://www.world.honda.com/motorcycle-picturebook/Airbag/  (06.03.2010)

42.  Александр Воронцов. АБС: тормози - не упадешь! 2000. Мото, nr 12, detsember

43.  Александр Воронцов. Правим бритвы, взбиваем подушки! 2005. Motor, nr 11, november

44.  Антиблокировочная система (АБС, ABS). http://www.avariya-ili-ugon.ru/antiblokirovochnaya-sistema-abs-abs.htm (06.03.2010)

45.  Антипробуксовочная система. http://systemsauto.ru/active/asr.html  (06.03.2010)

46.  Безопасная инициатива. 2005. Авторевю, nr 21 (345), oktoober

47.  Дмитрий Юдин. На чужом поле. 2009. Мото, nr 07, juuli

48.  Дмитрий Юдин. Фаворит супербайка. 2009. Мото, nr 01, jaanuar

49.  "Дублер" под капотом. 1999. Авторевю, nr 5 (192), märts

50.  Игорь Владимирский. Рейтинг безопасности EuroNCAP. 2008. Авторевю, nr 1 (395), jaanuar

51.  Илья Хлебушкин. Приключения «итальянца» из России. 2009. Авторевю, nr 21 (437), november

52.  К. Максимов. «Мыслящие» подушки безопасности. 2000. Авторевю, nr 18 (227), juuli

53.  Крепление ISOFIX. http://www.avtodeti.ru/?t=43&s=140 (14.03.2010)

54.  Леонид Голованов. Анатомический театр. 2002. Авторевю, nr 13-14 (269), juuli

55.  Леонид Голованов. Власть машин. 2003. Авторевю, nr 21 (299), november

56.  Леонид Голованов. Триумфальная площадь. 2002. Авторевю, nr 23 (278), detsember

57.  Максим Кадаков. Renault делает умную подушку. 1997. Авторевю, nr  12 (151), juuni

58.  Михаил Подорожанский. Аксидентология. 2002. Авторевю, nr 12 (268), juuni

59.  Наталья умнова. С персональной подушкой. 2005. Мото, nr 3, märts

60.  Несбывшаяся мечта Белы Барени. 2002. Авторевю, nr 16 (271), august

61.  Олег Растегаев. Детское место. 2007. Авторевю, nr 11 (382), juuni

62.  Особенности установки детских автокресел с помощью штатных ремней безопасности автомобиля. http://www.detiavto.info/ustanovka-detskih-avtokresel-shtatnymi-remnjami-bezopasnosti (06.03.2010)

63.  Павел Карин. Фабрика звезд. 2005. Авторевю , nr 23 (247), detsember

64.  Павел Карин. Эпицентр безопасности. 2005. Авторевю, nr 19 (343), august

65.  Павел Карин. Focus без опасности. 2005. Авторевю, nr 3 (328), veebruar

66.  Принцип работы ESP. http://avtospletni.ru/technology/126-princip-raboty-esp.html  (06.03.2010)

67.  Система крепления детских автокресел LATCH. http://www.babysale.ru/ncd-1-1-110/news.html  (14.03.2010)

68.  Система распределения тормозных усилий. http://systemsauto.ru/active/ebd.html (07.03.2010)

69.  Системы активной безопасности. http://systemsauto.ru/active/active.html (06.03.2010)

70.  Электронная система распределения тормозного усилия (EBD). http://www.avariya-ili-ugon.ru/elektronnaya-sistema-raspredeleniya-tormoznogo-usiliya-ebd.htm (07.03.2010)

71.  Юбилей подушки. 2005. Авторевю, nr 22 (346), november

72.  Юрий Ветров. Безопасность будущего. 2006. Авторевю, nr 11 (359), juuni

73.  Юрий Ветров. Берегите шею! 2009. Авторевю, nr 4 (421), märts

74.  Юрий Ветров. Звезда безопасности. 2009. Авторевю, nr 06 (423), märts 

75.  Юрий Ветров. Отворот. 2007. Авторевю, nr 22 (392), oktoober

76.  Юрий Ветров. Отвязанные. 2007. Авторевю, nr 2 (373), jaanuar

77.  Юрий Ветров. Самоуправство. 2007. Авторевю, nr 16 (386), august

78.  Юрий Ветров. Спокойствие, только спокойствие!2008. Авторевю, nr 20 (413), oktoober

Lisa 1. EuroNCAP`i AJALUGU

Allikas: A history of the future of safety. www.euroncap.com

Lisa 2. KINNITATUD JA KINNITAMATA TURVAVÖÖDEGA

MANNEKEENIDE „PEADE“ AEGLUSTUSE VÕRDLUS

 

Allikas: Юрий Ветров. Отвязанные. 2007. Авторевю, nr 2 (373), jaanuar