Nelivedot ovat turvallisempia liikenteessä totta vai tarua?

Transkriptio

1 1 Matteo Rizzi Anders Ydenius Nelivedot ovat turvallisempia liikenteessä totta vai tarua? Nelivetoisten ajoneuvojen valikoima kasvaa entistä useammalla automallilla on nykyään myös nelivetoinen vaihtoehto. Uusimpien tilastojen mukaan 30 prosenttia Ruotsissa myytävistä uusista autoista on nelivetoisia (ACEA 2017). Valinta nelivetoisen (4WD) ja kaksivetoisen (2WD) ajoneuvon välillä ei ole yksinkertainen. Vaakakupissa painavat yhtäältä hyvä ajettavuus, toisaalta turvallisuus. Saadakseen kunnollisen käsityksen tilanteesta Folksam tutki nelivetoisia ajoneuvoja liikenneturvallisuuden ja kulkevuuden näkökulmasta. Tutkimus 1. Ajonvakautusjärjestelmällä varusteltujen nelivetojen (4WD) turvallisuus liikenteessä Folksam on käynyt läpi yhteensä noin Ruotsin poliisin raportoimaa onnettomuutta aina vuodesta 2003 lähtien ja verrannut kaksi- tai nelivetoisia henkilöautoja toisiinsa. Kaikissa autoissa oli ajonvakautusjärjestelmä joko vakio- tai lisävarusteena. Aineiston perusteella eritoten seuraavat automallit ovat usein olleet onnettomuudessa: Audi A4 01-, A6 98- Skoda Octavia 05- Subaru Legacy/Outback 09- Volvo XC60 08-, XC90 02-, V70/XC70/S VW Passat 97- Nissan Qashqai 07- Yllä mainittuja autoja verrattiin myös oheisiin automerkkeihin, joilla ei ollut lainkaan nelivetoista mallia: Saab Peugeot , Ford Focus II 05-, Focus III 11-, Mondeo 07- Hyundai I / Kia Ceed 07- Toyota Prius 04-, Avensis 03- Suuren moottoritehon omaavat mallit on jätetty vertailun ulkopuolelle tarkemman nelivetoisten analyysin mahdollistamiseksi. Myöskään automalleja, joiden neliveto-ominaisuus voidaan kytkeä erikseen päälle, ei ole otettu vertailuun mukaan, sillä niiden osalta ei ollut tietoa siitä, onko nelivetoominaisuus ollut onnettomuushetkellä päällä. Tutkitun aineiston laajuus käy ilmi oheisesta taulukosta: Kaikki henkilövahinkoihin johtaneet onnettomuudet Onnettomuudet, joissa osallisena kaksi autoa 4WD 2WD Käytetty tilastollinen menetelmä on nimeltään induced exposure (Evans 1998), ja siinä analysoidaan erilaisten onnettomuustyyppien välistä suhdetta, esimerkiksi yhden ajoneuvon onnettomuuksia verrattuna peräänajoihin. Oheisesta taulukosta käy ilmi kaikki henkilövahinkoihin johtaneet onnettomuudet (plusmerkki luvun edessä tarkoittaa onnettomuusmäärän kasvua).

2 2 jää/lumi kuiva/märkä auton koko 4WD 2WD 4WD- 95 % 4WD- 95 % onnettomuudet luottamusväli onnettomuudet luottamusväli kaikki kaikki kaikki +23% +1% +52% -4% -11% +4% kaikki FWD +30% +5% +61% -1% -9% +8% Kaikki pysyvä FWD +2 % -9% +70% 0% -13% +14% automaatt. FWD +25% -4% +64% -2% -12% +9% keskisuuret ja kaikki kaikki +22% -4% +54% -3% -12% +7% suuret autot kaikki FWD +31% +2% +69% +2% -8% +13% Liukkaalla ja lumisissa olosuhteissa ajettaessa nelivetoisten henkilövahinkoihin johtaneet onnettomuudet lisääntyivät prosenttia. Pysyvän ja automaattisen neliveto-ominaisuuden välillä ei havaittu eroa. Myös keskisuurten ja suurten autojen välillä tulokset olivat samansuuntaisia. Yhden ajoneuvon onnettomuuksien ja kohtaamisonnettomuuksien tulokset liukkaalla ja lumiolosuhteissa olivat samansuuntaisia: nelivetoisilla ajettaessa onnettomuustiheys lisääntyi prosenttia. Kuivalla ja märällä kelillä nelivetoisilla ajettaessa onnettomuusriski oli samaa luokkaa kuin kaksivetoisilla. Tulos (positiivinen tai negatiivinen) on tilastollisesti merkittävä, kun luottamusväli ei ylitä nollaa. Folksam laati vielä erillisen analyysin onnettomuuksista, joissa oli osallisena kaksi autoa. Näin saatiin selville yhteentörmäyksien aiheuttamat vahingot ja sitä kautta ero ajonopeudessa neli- ja kaksivetoisten välillä kolaritilanteeseen tultaessa. Käytetty analyysimenetelmä on nimeltään yhteensopivat parit, ja Folksam käyttää sitä arvioidessaan ajoneuvojen turvallisuutta. Menetelmän avulla on mahdollista huomioida erilaiset näkökohdat ja laskea loukkaantumisriskin todennäköisyys verrattuna keskivertoautoon liikenteessä. Jokaisen automallin osalta Folksam laskee siis kolareiden lukumäärän sekä autossa olleiden loukkaantuneiden henkilöiden lukumäärän verrattuna vastapuolen kolarimäärään ja loukkaantuneiden lukumäärään. Ajotavan vaikutus onnettomuuden lopputulokseen eliminoituu sitä kautta, että kun kaksi autoa joutuu kolariin niiden ajonopeudesta riippumatta ne jakavat kokonaisliike-energian. Vastapuolen massan vaihtelu ei vaikuta tulokseen, sillä tulos tasoittuu kun yhteentörmäyksien lukumäärä on suurempi. Tulokset osoittivat, että nelivetoiset autot olivat useammin mukana onnettomuuksissa, joissa ajonopeus oli 10 prosenttia tavallista korkeampi. Kuivan ja märän tienpinnan välinen ero oli hyvin pieni. auton koko kaikki tutkitut keskisuuret ja suuret autot onnettomuustyyppi nelivetoisen nopeus jää/lumi kuiva/märkä kaikki + 10 % + 1 % kaikki paitsi peräänajot + 9 % + 1 % kaikki + 9 % + 0 % kaikki paitsi peräänajot + 8 % + 1 % Lopuksi Folksam toteutti vielä aiempaan tutkimukseen (Strandroth et al, 2015) perustuvan kyselyn, jossa talvikausina poliisin raportoimissa peräänajoissa mukana olleille kuljettajille lähetettiin kyselylomake. Koska poliisiraporteissa ei ole tietoa rengastyypistä, kyselylomake sisälsi kysymyksen auton talvirenkaista onnettomuushetkellä. Tulosten perusteella nelivetoisten autojen talvirenkaat olivat samat (lähes identtiset) vastaaviin kaksivetoisiin autoihin verrattuna. Tutkimus 2. Nelivetoisten ajoneuvojen ajettavuus liukkaissa ajo-olosuhteissa Folksam suoritti ainutlaatuisen testin neli- ja kaksivetoisten välisen eron mittaamiseksi. Siinä nelivetoisen Volvo V60:n ajettavuutta liukkaalla jäisellä alustalla verrattiin saman auton kaksivetoiseen malliin. Autoissa oli erilaiset talvirenkaat: korkean hintaluokan ns. premium-renkaat ja edullisemmat renkaat sekä korkean hintaluokan ns. premium-kitkarenkaat. Pohjoismaisen rengas- ja vannevalmistajien järjestön STRO:n mukaan ns. premium-renkaita ovat seuraavien kuuden rengasvalmistajan renkaat: Michelin Bridgestone Goodyear

3 3 Continental Nokian Pirelli Edullisempien renkaiden määritelmä ei ole yhtä selkeä, mutta niihin lasketaan yleensä kuuluvaksi renkaat, joiden valmistajat eivät ole tunnettuja ja jotka ovat hinnaltaan huomattavasti premiummerkkejä edullisempia. Testissä autot kiihdyttivät 60 metrin matkalla nollasta huippunopeuteen, jonka jälkeen ne jarruttivat pysähdyksiin (mittaus käynnistyi nopeudessa 5 km/h). Testit suoritettiin tammikuussa 2016 sisäajoradalla Lapissa alustan analysoimiseksi optimaalisella tavalla (Nokian While Hell Ivalossa). Auton maksimaalinen kallistus taaksepäin liukkaalla jäisellä alustalla laskettiin auton keskimääräisen kiihtyvyyden mukaan (mäkilähdössä kallistuma oli pienempi, sillä auto tarvitsee aluksi paremman otteen tienpinnasta päästäkseen liikkeelle). Laskelmien perusperiaate selitetään alla. Kun ajoneuvo jolla on tietty massa m ajaa vakionopeudella mäkeä ylös (kulmassa α), painovoima mg ja vastakkainen voima vaikuttavat ajoneuvoon vierintävastuksen takia. Jotta ajoneuvo voi ajaa vakionopeudella, tarvitaan voimaa F = ma. Siinä a on ajoradalla suoritetun testin keskikiihtyvyys. Kallistuma mäessä ilmoitetaan prosentteina, mikä tarkoittaa, että 100 prosentin kallistuma vastaa 45 asteen kulmaa. Alla näkyvät kaikki mäessä vaikuttavat voimat. Tältä perustalta voidaan laskea alustan enimmäiskaltevuus eli kallistuskulma. Tuloksen osoittavat, että neliveto on aina kulkevuusnäkökulmasta kaksivetoista parempi jopa kolme kertaa parempi käytössä olevista talvirenkaista riippuen.

4 4 Testi osoitti, että nastarenkailla varustetun nelivedon ajettavuus oli jonkin verran laadukkailla ns. premium-nastarenkailla varustettua kaksivetoista parempi, mutta toisaalta sen jarrutusmatka oli 20 prosenttia pidempi. Normaaleissa ajo-olosuhteissa neliveto ei vaikuta jarrutusmatkan pituuteen. Alla oleva kuva osoittaa erilaisilla talvirenkailla varustettujen autojen jarrutusmatkan jäisellä alustalla auton vauhdin ollessa 30 km/h. +20% +11% Loppupäätelmät onko puhe turvallisuudesta totta vai tarua? Vastaus kysymykseen ei ole aivan yksiselitteinen. Folksamin testin perusteella nelivetoisilla ajoneuvoilla on kaksivetoisiin verrattuna selkeä etu liukkaalla alustalla. Ero oli jopa kolminkertainen talvirenkaista riippuen. Tämä näkökohta on tärkeä huomioida tietyissä tilanteissa tai paikoissa, esimerkiksi kun ajoalustan kaltevuus ja liukas keli yhdessä vaikeuttavat kaksivetoisella autolla ajamista talvirenkaiden tyypistä ja laadusta riippumatta. Joskus auto voi myös juuttua esimerkiksi lumikasaan tai hankeen, mikä voi johtaa liikennevaaraan sekä autoilijalle itselleen että muille tienkäyttäjille. Nelivetoisten parempi selviytyminen näistä tilanteista tapahtuu kuitenkin muiden, tavallisempien ajotilanteiden turvallisuuden kustannuksella. Poliisin raportoimien onnettomuuksien pohjalta tehty analyysi puhui selvää kieltään: yleisesti ottaen nelivetoisilla ajettaessa onnettomuudet lisääntyvät liukkaalla alustalla ja lumisissa olosuhteissa noin prosenttia. Lisäksi analyysi osoitti, että nelivetoisilla autoilla oli jopa 10 prosenttia suurempi törmäysnopeus kuin vastaavilla kaksivetoisilla autoilla. Tuloksia selittää osittain ehkä se, että nelivetoiset onnistuvat naamioimaan liukkaat ajo-olosuhteet. Nelivetoisten ensisijainen ominaisuus on parempi ote tienpinnasta, mikä on selkeä etu esimerkiksi liukkailla ja mäkisillä alustoilla. Samalla se aiheuttaa sen, että kuljettaja ei saa selkeitä signaaleja mahdollisesti liukkaista ajo-olosuhteista. Siksi hän ei myöskään sopeuta vauhtiaan tienpinnan mukaan ainakaan samassa määrin kuin vastaava auto, joka ei ole neliveto. Jarrutustilanteeseen tultaessa ajovauhti on usein suurempi, vaikka nelivetoisen jarrutusmatka ei ole kaksivetoista lyhyempi. Jarrutusmatkan pituudessa ratkaisevaa onkin renkaiden laatu. Yhteenvetona voidaan todeta, että nelivedot parantavat huomattavasti kulkevuutta tietyissä tilanteissa, mutta samalla turvallisuus etenkin lumisissa ja liukkaissa ajo-olosuhteissa heikkenee. Lähteet: ACEA, European Automobile Manufacturers Association (2017) Statistics on 4x4 penetration Mars Evans L (1998) Antilock Brake Systems and Risk of Different Types of Crashes in Traffic. In proceedings of the 16 th ESV Conference; Ontario, Canada; paper number 98-S2-O-12.

5 5 Hjort M, Eriksson O (2015) Test av is- och snögrepp för slitna vinterdäck. Jämförelse av olika kategorier av vinterdäck. VTI rapport 875, Linköping, Sverige. Strandroth J, Rizzi M, Ohlin M, Eriksson J, Lie A (2015) Analysis of different types of winter tires in rear-end injury crashes and fatal loss-of-control crashes with ESC. In proceedings of the 24 th ESV Conference; Göteborg, Sverige.