Ajovalo (valaisin)

Nykyaikainen halogeeni projektorioajovalo

Ajovalot ovat autossa eteenpäin valaisevat valaisimet. Ajovaloihin kuuluvat lähivalaisimet ja kaukovalaisimet, jotka ovat molemmat Suomessa tieliikenteessä pakolliset. Valon tuottamiseen voidaan käyttää erilaisia ajovalotyyppejä, joista yleisimmät ovat olleet halogeeni-, kaasupurkaus- ja LED-ajovalot. Ajovalojen tarkoituksena on ensinnäkin lisätä kuljettajan havaintokykyä heikossa valaistuksessa ja toisaalta parantaa auton havaittavuutta.

Ajovalotyyppien historia

Ajovalojen historia alkaa 1880-luvulta, jolloin autoissa alettiin käyttämään pääasiassa karbidilamppuja tai öljylamppuja ja pimeällä ajamisen mahdollistamiseksi. Ennen tätä autoissa ei ollut ajovaloja, sillä pimeällä ajaminen katsottiin muutenkin vaaralliseksi huonokuntoisten valaisemattomien teiden ja epäluotettavien autojen vuoksi. Öljylamppujen valoteho oli heikko, ja karbidilampuissakin oli kuitenkin useita haittapuolia: niihin piti lisätä usein kaasua ja vettä, sekä niiden valo oli hyvin hajaantunutta, jonka vuoksi valon määrä tiehen oli vähäinen.

Näiden ongelmien korjaamiseksi Electric Vehicle Company keksi sähköajovalon vuonna 1898. Peerless oli ensimmäinen yhtiö, jonka kaikissa autoissa oli vakiona sähköajovalot vuonna 1904. Neljä vuotta myöhemmin Pockley Automobile Electric Lighting Syndicate tarjosi sähkövalosettejä myös taka- ja sivuvaloille, joille antoi virtaa 8-voltin akku. Aikaiset sähkövalaisimet olivat kuitenkin varsin lyhytikäisiä huonojen komponenttien, kuten Dynamoiden (sähkögeneraattorien) vuoksi, eivätkä ne kestäneet erilaisia sääolosuhteita riittävällä tavalla. Asia kuitenkin muuttui vuonna 1912, kun Cadillac esitteli sen Delco:n valmistaman sähköisen käynnistyksen, sytytyksen ja valaisinjärjestelmän. Cadillac Model Thirty oli ensimmäinen auto, jossa oli kokonaisvaltainen sähköinen järjestelmä, jonka avulla myös sähkövalaisinten komponenteista tuli aikaisempaa kestävämpiä. Nyt ajovaloja pystyi käyttämään myös sateella ja lumisissakin olosuhteissa. Tämän jälkeen valotehoa pyrittiin kasvattamaan muokkaamalla ajovalon linssien optiikkaa.

Vuoteen 1939 mennessä autonvalmistajat käyttivät parabolisella heijastimella (PAR-valaisin, joka on kaareva peili) toteutettuja ajovaloja, joissa oli myös hehkulanka ja linssi, jotka kaikki suljettiin yhteen kuoreen tarkemman valosäteen luomiseksi. Nämä valaisimet käyttivät kuitenkin paljon sähköä valotehoonsa verrattuna ja alkuperäinen volframifilamentti saattoi joskus kiehua jättäen lasiin tummia jälkiä.

Halogeenivalot autoihin saapuivat vuonna 1962, kun ensimmäinen ajoneuvoihin tarkoitettu halogeenivalotyyppi H1 julkaistiin. Ne olivat parabolisilla heijastimilla toimiviin valoihin nähden paljon kirkkaampia, hieman kestävämpiä ja rikkoontuessaan vähemmän vauriota aiheuttavia. Monet kuitenkin jäivät edelleen toivomaan kestävämpää valaisinta, jonka vuoksi kehitettiin kaasupurkausvalot (Xenon, HID). Ne kestävät noin viisi kertaa pidempään kuin halogeenivalot vähemmän virrankäytön seurauksena, ja myös niiden valoteho on huomattavasti halogeenejä korkeampi. Kaasupurkausajovalon tuottama värisävy on valkoinen tai haalean sininen, kun aikaisemmat ajovalotyypit ovat olleet väreiltänsä kellertäviä. Kaasupurkausajovalojen huonoihin puoliin kuuluu kuitenkin sen hidas kirkastuminen: päälle laittaessa valoa on heti kohtuullisesti, mutta täyteen kirkkauteen pääsy kestää jopa noin 10 sekuntia. Tämän vuoksi niitä ei voi käyttää kaukovalaisimissa, ellei autossa ole kirkkautta vähentävää fyysistä suljinta lähivalon edessä, joka avautuu kaukovalot päälle laitettaessa. Tällaisia ajovaloja kutsutaan Bi-Xenon -ajovaloiksi. Kaasupurkausajovalot ovat lisäksi kalliita ja monimutkaisia halogeenivaloihin verrattuna, joiden vuoksi niitä ei enää käytetä.

LED-lähivalot nähtiin ensimmäiset kerran vuoden 2006 Lexus LS 600h:ssa. Ensimmäinen kerran LED-takavalot nähtiin jo vuoden 1993 Ford Thunderbirdissä, mutta ne eivät olleet silloin vielä riittävän kirkkaita toimimaan lähivaloina. LED-valot ratkaisivat monet halogeenien ja kaasupurkausajovalojen ongelmista: ne kestävät reilusti kaasupurkausvaloakin pidempään, syttyvät heti täyteen kirkkauteen ja ovat halvempia sekä yksinkertaisempia tekniikaltaan. Tämän lisäksi ne käyttävät vielä vähemmän virtaa kuin kaasupurkausvalot ja ovat niitäkin kirkkaampia. LED-valon värin pystyy päättämään itse, joten ne voivat myös näyttää täysin valkoista valoa.

Vuonna 2014 BMW esitteli Laser -ajovalot BMW i8:n kanssa. Ne ovat LED-valoja parhaimmillaan 4 kertaa kirkkaammat ja käyttävät noin puolet vähemmän sähköä. Tekniikka Laser -ajovalojen takana on kuitenkin kallista ja LED-valoja monimutkaisempaa, joten ne eivät ole yleistyneet autoissa kovin nopeasti.

• 

  Vasemmalla perinteinen heijastinumpio halogenilla, oikealla projektoriumpio kaasupurkausvalolla

1900-luku

• 1930
  • Sumuvalot – Buick 60 Six
• 1991
  • Xenon-lähivalot – BMW 7-sarja

2000-luku

• 2002
  • Xenon-lähi- ja kaukovalot – Volkswagen Phaeton
• 2006
  • LED-ajovalot – Lexus LS
• 2008
  • LED-päiväajovalot – Audi A8
• 2009
  • LED-päivä-, lähi- ja kaukovalot – Audi R8
• 2014
  • Laser lähi- ja kaukovalot – BMW i8

Ajovaloumpiot

Ajovaloumpio tarkoittaa itse valaisinta ympäröivää kehikkoa, jonka sisällä ajovalo on. Heijastinajovaloissa on selkeä heijastava pinta kuvun sisällä, joka kasvattaa ajovalon kirkkautta ja ohjaa valoa oikeaan paikkaan. Projektorioajovalot toimivat samalla tavalla, mutta niissä on erillinen linssi heijastimen edessä, joka tehostaa valon tehokkuutta ja ohjaa valon tarkemmin tiehen. Kaasupurkaus- ja LED-ajovalot käyttävät aina projektorimallista umpiota niiden hyvin suuren valotehon vuoksi. Halogeeniajovalot käyttivät lähes aina ennen 2000-lukua heijastinumpiota, mutta sen jälkeen myös projektoriumpiot ovat kasvattaneet suosiotaan halogeenivalojenkin kanssa.

Valojen säätöjärjestelmät

Häikäisemätön kaukovalo ja pixel light -järjestelmä

Glare-free high beam eli häikäisemätön kaukovalo on kameraohjattu, dynaaminen valaistusjärjestelmä, joka luo valikoidusti hämäriä alueita, joiden avulla vältetään muiden tielläliikkujien häikäistyminen, samalla ylläpitäen oman ajoneuvon kannalta optimaalisia valaistusolosuhteita. Tämä tarkoittaa että alue muiden tielläliikkujien ympärillä on jatkuvasti valaistu, kuitenkin siten, että valaistuksesta ei synny samankaltaista häikäisyä kuin konventionaalisten kaukovalojen käytöstä. Tällaisen jatkuvasti muuttuvan valokuvion luominen vaatii tuekseen kehittynyttä sensori- ja prosessoritekniikkaa, koska kohteet, joita halutaan välttää häikäisemästä, ovat jatkuvassa liikkeessä. Dynaaminen valokuvion varjostus voidaan toteuttaa ajovaloyksikön sisällä liikutettavilla varjostimilla tai LED-valaisimia käytettäessä voidaan halutut valodiodit sammuttaa. Tätä teknologiaa kutsutaan nimellä Pixel light.

Ensimmäinen mekaanisesti ohjattu (non-LED) häikäisemätön kaukovalojärjestelmä oli Volkswagenin Dynamic Light Assist, joka esiteltiin vuonna 2010 Touareg-, Phaeton- ja Passat -mallien yhteydessä. Vuonna 2012 esiteltiin Lexus LS (USF 40) -facelift-mallissa vastaavalla tekniikalla toteutettu Bi-Xenon -valaistusjärjestelmä, nimeltään: Adaptive High-beam System.

Ensimmäinen mekaanisesti ohjattu LED häikäisemätön kaukovalojärjestelmä esiteltiin BMW:n 7-sarjassa, vuoden 2012 mallipäivitysten yhteydessä nimellä Selective Beam. Vuonna 2013 Mercedes-Benz toi markkinoille vastaavanlaista teknologiaa käyttävän järjestelmän nimellä Adaptive Highbeam Assist Plus.

Ensimmäinen digitaalisesti ohjattu LED häikäisemätön kaukovalojärjestelmä esiteltiin vuonna 2013 Audin A8-mallissa. Audin käyttämän järjestelmän nimi on Matrix.

Lainsäädäntö

Suomen lainsäädännössä ajovalojen käytöstä säädetään tieliikennelain 49 §:ssä.

"Moottorikäyttöisessä ajoneuvossa on ajon aikana käytettävä ajovaloja tai huomiovaloja. Moottorikäyttöisessä ajoneuvossa on ajon aikana käytettävä ajovaloja ja takavaloja, kun ajoneuvoa kuljetetaan tiellä pimeän tai hämärän aikaan taikka näkyvyyden ollessa sään vuoksi tai muusta syystä huonontunut.

Muuta kuin 1 momentissa tarkoitettua ajoneuvoa ajettaessa on käytettävä eteenpäin valkoista tai vaaleankeltaista valoa näyttävää valaisinta ja taaksepäin punaista valoa näyttävää valaisinta, kun ajoneuvoa ajetaan tiellä pimeän tai hämärän aikaan taikka näkyvyyden ollessa sään vuoksi tai muusta syystä huonontunut. Hinattavassa ajoneuvossa ei kuitenkaan tarvitse käyttää etuvalaisimia, jos niitä ei ole edellytetty ajoneuvon liikenteeseen hyväksymisen yhteydessä.

Kaukovaloja ei saa käyttää:

1) valaistulla tiellä;

2) niin lähellä kohtaavaa ajoneuvoa tai raitiovaunua, että tämän kuljettaja voi häikäistyä; eikä

3) ajettaessa lähellä toisen ajoneuvon takana.

Etusumuvaloja ja takasumuvaloja saa käyttää sumun tai voimakkaan sateen aikana. Etusumuvaloja saa tällöin käyttää lähivalojen asemesta, jos etuvalot ovat samanaikaisesti kytketyt. Takasumuvaloa saa käyttää myös milloin ajoviiman tiestä nostama lumi, pöly tai loka oleellisesti rajoittaa ajoneuvon näkymistä taaksepäin.

Ajoneuvossa ei saa käyttää laitteita, jotka näyttävät tai heijastavat eteenpäin punaista valoa eikä, ellei siitä erikseen toisin säädetä tai määrätä, laitteita, jotka näyttävät tai heijastavat taaksepäin valkoista tai vaaleankeltaista valoa. Poliisiajoneuvossa ja poliisin virkatehtävässä olevassa ajoneuvossa, jota käytetään hälytysajoneuvona, samoin kuin Tullin ja Rajavartiolaitoksen ajoneuvossa saa kuitenkin käyttää edellä ajavan ajoneuvon pysäyttämiseen eteenpäin punaista vilkkuvaa valoa näyttävää laitetta samanaikaisesti vilkkuvan sinisen hälytysvalon kanssa. (17.12.2020/1040)" (Finlex TLL 729/2018)

Ajoneuvon valaisimien tulee tuottaa valkeaa valoa. Ennen 1.10.1994 rekisteröidyissä ajoneuvoissa hyväksytään myös kellertävät valot. Ajovalojen tulee olla E-hyväksytyt. Parin muodostavien ajovalojen tulee olla symmetrisiä ja täytettävä samat valotekniset ominaisuudet sekä tuottaa likimain samanlaista valoa.

AKE:n ohje lähivaloista

Lähivalaisinta käytetään ajoneuvon edessä olevan ajoradan valaisemiseen aiheuttamatta häiritsevää häikäisyä tai häiriötä muille tienkäyttäjille. Lähivalaisimia tulee olla kaksi. Ennen 1.1.1980 käyttöönotetuissa autoissa lähivalot saa kuitenkin kahdentaa, jolloin kahdennetun valaisimen valaisevien pintojen projektioiden poikittaisella tasolla tulee peittää vähintään puolet (ei 60%) niiden ympäri piirretyn pienimmän suorakulmion pinta-alasta. Lähivalaisimen etäisyys auton uloimmasta ulkoreunasta saa olla enintään 400 mm. Valaisevien pintojen sisäreunojen välisen etäisyyden on oltava vähintään 600 mm. Mikäli ajoneuvon kokonaisleveys on enintään 1300 mm, tulee vähimmäisetäisyyden olla kuitenkin vähintään 400 mm. Valaisevan pinnan vä-himmäiskorkeuden (=heijastimen alareunaan mitattuna) tulee olla 500 mm ja enimmäiskorkeuden (=valaisevan pinnan yläreunaan mitattuna) 1200 mm . Ajovalojen suun-tauksessa on noudatettava auton valmistajan ohjeita Lisäksi 14.6.1995 jälkeen käyttöönotetuissa autoissa vaaditaan laite, jolla voidaan kuorman mukaan säätää valaisimen ja ajoneuvon suhteellista asentoa (ei kuitenkaan silloin, jos auton alusta on testeissä todettu riittävän jäykäksi). Alkusäätö kuljettajan ollessa kuormana on yleensä 1-1,5% alaspäin. Lähivalaisimen näkyvän pinnan on näyttävä vaakatasosta 15° ylös- ja 10° alaspäin sekä vaakatasossa 45° ulos- ja 10° sisäänpäin valaisimen valmistajan ilmoittamaan referenssiakseliin verrattuna. Lähivalaisimen merkkivalo on vapaaehtoinen. (Lähde: AKE:n valo-ohje)

Mikäli ajoneuvossa on ajovalojen korkeudensäätölaite, on sen oltava toimintakykyinen molemmissa ajovaloissa. Korkeudensäätölaitteen toimita tulee testata valojen suuntauksen yhteydessä.

AKE:n ohje kaukovaloista

Kaukovalaisinta käytetään ajoneuvon edessä olevan ajoradan valaisemiseen pitkälle eteenpäin.

Kaukovalaisimet voidaan kytkeä päälle yhtäaikaisesti tai pareittain, mutta vaihdettaessa takaisin lähivaloille on kaikkien kaukovalaisinten sammuttava yhtäaikaisesti. Lähivalot saavat jäädä päälle kytkettäessä kaukovalot palamaan. Kaukovalojen päällä olemista osoittava merkkivalo on pakollinen. Kaukovalaisinten lähettämä valo on suunnattava eteenpäin eikä se saa häiritä kuljettajaa suoraan tai epäsuorasti heijastumalla.

Kaukovalaisimia saa olla kaksi tai neljä (lisäkaukovalot). Samanaikaisesti päälle kytkettävien kaukovalojen yhteinen valonvoimakkuus saa olla korkeintaan 300 000 cd, jota vastaa referenssiluku 100. Lisäkaukovalaisimet saa asentaa ottaen huomioon symmetriasta ja enimmäisvalovoimakkuudesta annetut määräykset. Lisäkaukovalot saa asentaa katolle jos ne eivät häikäise kuljettajaa. Tämä laki on tullut voimaan EU:n myötä toukokuussa 2013. Kaukovalaisinten sijoittelu on siis sangen vapaata. Jos autossa on neljä kätkettävää kaukovalaisinta, kahden lisäkaukovalon asennus on sallittua ainoastaan merkkivalon lähettämiseksi päivänvalossa. Ennen 1.1.1980 käyttöönotetussa autossa saa sekä kaukovalot että lisäkaukovalot kahdentaa. Kaukovaloja ei tällaisessa autossa saa asentaa katolle. Kaukovalaisimen valaisevan pinnan tulee näkyä 5° kaikkiin suuntiin vertailuakseliin nähden.

Katso myös

• Sumuvalo
• Projektorivalo

Aiheesta muualla

• AKE:n valo-ohje
• Finlex: Tieliikennelaki (729/2018)

Lähteet

• eenewsautomotive.com - Osram supplies OLED tail lights to BMW sports car