Автомобильные фары

Автомобильные фары

 

Автомобильные фары относятся к световой технике, используемой для освещения на автомобиле. Автомобильные фары монтируется в передней части автомобиля. Установка может быть как выступающим элементом кузова автомобиля, так и спрятана заподлицо. Вот о том, какие автомобильные фары устанавливаются на транспортных средствах, мы и поговорим в этой статье.

 

Содержание

  1. Функции автомобильных фар
  2. Правила, стандарты и оборудование
  3. Функции основного освещения автомобиля для Европы
  4. Функции основного освещения автомобиля для США
  5. Фотометрические термины и определения для фар
  6. Технические особенности фар
  7. Конструкции автомобильной фары
  8. Виды автомобильных фар
  9. Система Bi-Litronic
  10. Поворачивающиеся фары
  11. Функции AFS в фарах
  12. Светодиодные фары
  13. Противотуманные фары

 

 

Функции автомобильных фар

 

Ближний свет фар

 

Системы фарОсновной свет для движения ночью обе­спечивают лампы ближнего света. Создание характерного разграничения света и тени было одним из технологических прорывов в осветительной технике.

Схема распределения светового потока типа «вверху темнее, внизу светлее», вытекающая из разграничения света и тени, дает приемлемые визуальные диапазоны для всех условий управ­ления автомобилем. При такой схеме ослепле­ние, которому подвергаются водители встреч­ного транспорта, удерживается в разумных пределах, хотя в то же время одновременно обеспечивается относительно высокая световая отдача в зоне ниже светотеневой линии.

Картина распределения света должна со­четать максимальные визуальные диапазоны с минимальным эффектом ослепления. Эти требования дополняются необходимостью обеспечения зоны освещенности непосред­ственно впереди автомобиля. Например, фары должны оказывать помощь во время совершения поворота, то есть схема распре­деления света должна простираться за левые и правые края дорожного покрытия.

Дальний свет фар

 

Лампы дальнего света освещают дорогу на максимальную дальность. Это создает большую силу света, в зависимости от рас­стояния, воздействующую на все предметы в зоне, выделенной для движения транспорта. Поэтому включать дальний свет разрешается только тогда, когда не происходит ослепле­ния встречного транспорта.

Высокая плотность транспортного потока на современных дорогах серьезно ограничи­вает использование дальнего света.

 

 

Правила, стандарты и оборудование

 

Мировые нормы и правила регламентируют обязательное наличие двух фар ближнего света и, по крайней мере, двух (или, как ва­риант, четырех) — дальнего света для всех двухколейных транспортных средств. Свет фар должен быть белым.

Система сдвоенных фар

 

В системе сдвоенных фар (рис. а, «Системы фар» ) исполь­зуются лампы с двумя источниками света (га­логенные лампы с двойной нитью (Н4), в США — неразборные фары) для дальнего и ближнего света с общими отражателями. В фарах с газоразрядными лампами двойная функция достигается путем фокусирования или расфокусирования ксеноновой горелки в общем отражателе. В биксеноновых фарах имеется экран, который убирается из траек­тории луча либо вдвигается в нее.

Система с четырьмя фарами

 

В системе с четырьмя фарами одна пара ламп обеспечивает дальний и ближний свет, а вто­рая — только дальний (рис. Ь, «Системы фар» ). Функции освещения проекционных и отражательных систем можно использовать в любой комби­нации. Фары ближнего света можно дополни­тельно комбинировать с противотуманными фарами (рис. с, «Системы фар» ).

Конструктивные определения фар

 

Сгруппированная конструкция

Различные рассеиватели и лампы, размещенные в одном корпусе. Например, блоки задних фар с отдельными секциями.

Комбинированная конструкция

Ламповый узел в корпусе с более чем одним рассеивателем. Например, комбинированный задний фонарь и лампа освещения номерного знака.

Совмещенная конструкция

Общие корпус и рассеиватель с отдельными лампами. Например, блок-фара с вложенной позиционной лампой.

 

 

Функции основного освещения автомобиля для Европы

 

Наиболее важные правила и директивы при­ведены в ЕСЕ R112, ЕСЕ R113, ЕСЕ R48, 76/756/ЕЕС, ЕСЕ R98 и ЕСЕ R123.

  • ЕСЕ R112: фары для асимметричного ближнего и/или дальнего света с лампами накаливания или светодиодными моду­лями (легковые и грузовые автомобили, автобусы).
  • ЕСЕ R113: фары для симметричного ближнего и/или дальнего света с лампами накаливания или светодиодными моду­лями (мопеды, мотоциклы).
  • ЕСЕ R48 и 76/756/ЕЕС: установка и при­менение;
  • ЕСЕ R98: фары с газоразрядными лам­пами по ЕСЕ R
  • ЕСЕ R123: системы адаптивного освеще­ния (AFS) для автомобилей.

 

Описанные ниже правила установки отно­сятся к легковым автомобилям.

Ближний свет фар, установка

 

Правилами предписывается установка двух фар ближнего белого света для многоосных транспортных средств (рис. «Европейская система фар (ближний свет)» ).

 

Вид измерительного экрана с точками измерения освещенности

Точки измерения ближнего и дальнего света фар

 

Ближний свет фар, осветительная техника

 

Европейская система фар (ближний свет)Эффективность автомобильных фар зависит от технической оценки и проверки перед за­пуском в серийное производство. Среди тре­бований — минимальный (для обеспечения адекватной видимости дороги) и максималь­ный (во избежание ослепления) уровни силы света (см. точки измерения и освещенность фар, рис. «Вид измерительного экрана с точками измерения освещенности с требованиями Европы/ЕЭК» и табл. «Точки измерения ближнего и дальнего света фар» ).

Сертификационные испытания прово­дятся в лабораторных условиях с помощью испытательных ламп, изготовленных с более точными допусками, чем устанавливаемые на автомобили. Лампы включаются с заданным испытательным световым потоком для каж­дой категории ламп. Лабораторные условия применяются ко всем фарам, но лишь в огра­ниченной степени учитывают специфику от­дельных автомобилей, например, монтажную высоту фары, электропитание автомобиля и регулировку.

Ближний свет фар, переключение

 

Все фары дальнего света должны гаситься немедленно, когда включаются фары ближ­него света. Допустимым является постепен­ное уменьшение силы света (постепенная деактивация) с максимальным периодом 5 с. Для предотвращения уменьшения силы света при использовании автоматических переключателей фар требуется двухсекунд­ная задержка отклика. Когда включаются фары дальнего света, фары ближнего света могут продолжать работать (одновременное функционирование). Лампы Н4 обычно под­ходят для коротких периодов использова­ния с одновременной работой обеих нитей накала.

Дальний свет фар, установка

 

В режиме дальнего света должны функцио­нировать минимум две и максимум четыре фары. Правилами предписывается наличие индикаторной лампы (голубой или желтой) дальнего света на приборном щитке.

Дальний свет фар, осветительная техника

 

Генерируется посредством источника света, расположенного в фокусе отражателя (рис. «Параболический отражатель» ), направляющего свет наружу вдоль пло­скости, параллельной оси отражателя. Параболический отражательМак­симальная сила дальнего света в значитель­ной степени является функцией площади светящейся поверхности отражателя. В четы­рех- и шестифарных системах, в частности, параболоидные отражатели дальнего света могут быть заменены средствами освещения со сложной геометрической «составной» схемой получения дальнего света. Расчеты, используемые при проектировании этих си­стем, предполагают достижение такого рас­пределения дальнего света, которое бы со­гласовывалось с распределением ближнего света (одновременная активация). Чистый дальний свет «накладывается», как если бы он был на проекции ближнего света. От до­садной области перекрытия рядом с перед­ней частью автомобиля в этом случае мы избавляемся.

Распределение дальнего света фар опреде­ляется общими правилами с теми, что пред­писаны для использования ближнего света фар.

Максимально допустимая величина суммы номинальных значений силы света всех фар дальнего света, устанавливаемых на автомо­биль, составляет 430 000 кд. Это значение силы света обозначается эталонными кодами, расположенными рядом с кодом омологации на каждой фаре. Величина 430 000 кд со­ответствует числу 100. Сила света для фар дальнего света должна также проставляться, например, число 25 наносится вслед за кру­глым символом испытаний ЕЭК. Если это единственные фары на автомобиле, то тогда суммарная сила света должна находиться в кодовом отношении 50/100 от 430 000 кд, а именно 215 000 кд.

Дополнительные лампы

 

Дополнительные лампы используются для дополнения эффективности дальнего света в стандартных фарах дальнего света.

Дополнительные лампы устанавливаются и регулируются так же, как и стандартные лампы, и лежащая в их основе технология такая же. Для дополнительных ламп также регламентирована максимальная сила света в автомобильных системах освещения; сумма эталонных чисел всех установленных в авто­мобиле ламп не должна превышать 100. У бо­лее старых фар без сертификационных номе­ров для общей оценки используется число 10.

 

 

Функции основного освещения автомобиля для США

 

Национальным стандартом в США является Федеральный стандарт автомобильной без­опасности (FMVSS) No.108 и Справочник по стандартам автомобильного освещения SAE (Стандарты и рекомендуемые практики), на который он ссылается.

Американские герметизированные лампы-фарыНормы, с помощью которых регулируются установка и цепи управления для фар, срав­нимы с европейскими. С 1.05.1997 фары с разграничениями света и тени разрешены и в США, но требуют ручной регулировки. Сейчас стало возможным создание фар, которые бы удовлетворяли как американским, так и евро­пейским требованиям.

Как и в Европе, в США используются си­стемы с двумя и четырьмя фарами. Уста­новка и использование противотуманных фар и дополнительных фар дальнего света регламентируется целым рядом локальных законов в 50 штатах, иногда сильно разли­чающихся между собой.

До 1983 года допустимые размеры герме­тизированных ламп-фар (рис. «Американские герметизированные лампы-фары» ) в США были следующими.

Системы сдвоенных фар:

  • Диаметром 178 мм (круглые);
  • Размером 200 х 142 мм (прямоугольные). Системы с четырьмя фарами:
  • Диаметром 146 мм (круглые);
  • Размером 165 х 100 мм (прямоугольные).

 

Ближний свет фар, осветительная техника

 

Требования к световому пятну в США в боль­шей или меньшей степени отлича­ются от европейских в зависимости от типа конструкции. В частности, минимальный уро­вень ослепления в США выше, а максималь­ная ширина пучка ближнего света находится ближе к автомобилю. Базовая настройка обычно выше (см. точки измерения на рис. «Вид измерительного экрана с точками измерения освещенности с требованиями США» и в табл. «Точки измерения ближнего света фар» ).

 

Вид измерительного экрана с точками измерения освещенности с требованиями США

Точки измерения ближнего света фар

 

Дальний свет фар

 

Конструкция фар дальнего света такая же, как и в Европе. Имеются различия в ширине рассеяния светового пучка и, кроме того, меньше максимальное значение на оси фары дальнего света.

Конструкции фар в США

 

Конструкция лампы-фары

 

В этой конструкции, которая больше не ис­пользуется (см. рис. «Американские герметизированные лампы-фары» ), нити накала рас­полагаются внутри лампы-фары, стеклянный отражатель должен быть герметично соеди­нен с рассеивателем. После герметизации блок-фара наполняется инертным газом. При перегорании нити лампа-фара полностью за­меняется. Лампы-фары также бывают с гало­генными лампами.

Диапазон применения ламп-фар значи­тельно ограничен, поскольку требования разработчиков относительно вариаций стиля передней части моделей автомобилей весьма разнообразны.

Устройство для регулировки автомобильных фар (VHAD)

 

Это устройство предназначено для регули­ровки фар со сменными лампами по вер­тикали с помощью водяных уровнемеров, встроенных в каждую фару, и по горизонтали с помощью системы, состоящей из иглы и круговой шкалы. На самом деле это равно­ценно «бортовой регулировке».

Фары для визуальной регулировки (VOL/VOR)

 

Эти системы используются с 1997 года. Это фары со сменными лампами, у которых ближний свет имеет границу света и тени, по­зволяющую регулировать их визуально (это стандарт в Европе).

Используется либо левая горизонтальная граница света и тени (на фаре должна быть надпись V0L), либо что чаще встречается в США, правая горизонтальная граница света и тени (на фаре должна быть надпись V0R). Примечательным в американских системах является положение границы света и тени, находящееся гораздо ближе к горизонту (в зависимости от типа наклон составляет 0,4-0 %). Это увеличивает потенциальный риск ослепления.

Этот тип фар не предусматривает горизон­тальной регулировки.

 

 

Фотометрические термины и определения для фар

 

Дальность света фары

 

Это расстояние, на котором световой луч продолжает обеспечивать заданную осве­щенность, в большинстве случаев — 1 люкс, с правой стороны дороги (при правостороннем движении).

Геометрическая дальность фары

 

Это расстояние до горизонтальной части гра­ницы света и тени на дорожном покрытии. Угол наклона фар ближнего света по­рядка 1% или 10 см на 10 м является резуль­татом геометрического диапазона, равного 100-кратной высоте установки фар (замеря­ется между центром отражателя и дорожным покрытием).

Визуальная дальность

 

Визуальная дальность — это расстояние, на котором все еще видны объекты (автомо­били, предметы и т.п.) в пределах яркостного распределения зрительного поля человека.

Ввиду того, что визуальный диапазон под­вержен влиянию таких факторов, как форма, размер и отражательная способность пред­мета, тип дорожного покрытия, конструкция фар и их чистота, а также физиологические условия состояния глаз водителя, не имеется возможности установить визуальный диа­пазон путем использования точных число­вых средств. При крайне неблагоприятных условиях (при левостороннем движении, с левой стороны мокрой дороги) визуальная дальность может снизиться до 20 м и ниже. При оптимальных условиях она может уве­личиться до более чем 100 м (при правосто­роннем движении, с правой стороны дороги).

Дискомфортный свет

 

Представляет собой количественное сокраще­ние степени визуальной оценки, которое про­исходит в ответ на источники света, создаю­щие ослепляющий эффект. Примером может быть уменьшение дальности видимости при взаимном приближении двух автомобилей.

Дискомфортный свет возникает, когда источник ослепления вызывает диском­форт, однако без фактического уменьшения характеристики визуальной оценки. Дис­комфортный свет оценивается по шкале, определяющей разные уровни комфорта и дискомфорта.

Технические особенности фар

 

Фокусное расстояние отражателя

 

Стандартные отражатели для фар и других ав­томобильных ламп обычно являются парабо­лическими по форме (рис. «Параболический отражатель» ). Фокусное рас­стояние (расстояние от вершины параболы до точки фокусировки) составляет 15-40 мм.

Отражатели произвольной формы

 

Геометрические конфигурации отражателей произвольной формы создаются посред­ством сложных математических расчетов (HNS, однородная вычисленная поверхность). Здесь небольшое среднее фокусное расстоя­ние /определяется относительно расстоя­ния между вершиной отражателя и центром нити накаливания. Обычно оно составляет 15-25 мм.

У отражателей, разделенных ступенями или гранями, каждая перегородка может иметь собственное среднее фокусное рас­стояние.

Зона освещения отражателя

 

Это параллельная проекция всего отверстия отражателя на поперечную плоскость. Стан­дартная эталонная плоскость перпендику­лярна направлению движения автомобиля.

Эффективный световой поток, эффективность фары

 

Эффективный световой поток представляет собой ту часть светового потока источника света, которая в состоянии предоставить эффективное освещение посредством от­ражающих или преломляющих компонентов (например, подобно тому, как свет проекти­руется на дорожное покрытие посредством отражателя фары). Отражатель с коротким фокусным расстоянием делает эффектив­ным использование ламп накаливания и имеет высокую эффективность, потому что отражатель выходит наружу, окружая лампу и позволяя ей преобразовать большую часть светового потока в полезный световой луч.

Углы геометрической видимости

 

Определяются относительно оси осветитель­ного устройства, создающего полную види­мую освещаемую поверхность.

 



 

Конструкции автомобильной фары

 

Отражатель фары

 

Отражатели направляют свет от источника либо прямо на дорогу (система отражения), либо на промежуточную плоскость, которая затем проецируется линзой (система проеци­рования). Отражатели изготавливаются из пластмассы, листовой стали либо отливаются из металла.

Пластмассовые отражатели изготовляются путем литья под давлением (термоусадочная пластмасса), обеспечивающего значительно более точное воссоздание геометрии, чем процесс глубокой вытяжки. Достигаемые гео­метрические допуски находятся в пределах 0,01 мм. Кроме того, можно создавать отра­жатели со ступенями и любыми распределе­ниями граней. Материал основания не требует защиты от коррозии.

Литье под давлением обычно выполняется из алюминия, иногда из магния. Преимуще­ствами являются высокая термостойкость и способность создавать формы с высокой степенью сложности (фигурные патроны, резьбовые отверстия и контакты).

Поверхности термоусадочного пластмассового и литого металлического отража­телей сначала окрашиваются из распылителя или порошковой краской, и затем на них на­носится слой алюминия толщиной 50 -150 Нм. Защиту алюминия от окисления обеспе­чивает еще более тонкий прозрачный слой.

Отражатели из листовой стали из­готавливаются методом глубокой вы­тяжки и с помощью вырубного штампа. Затем наносится порошковая краска. Она герметично закрывает металл и придает поверхности отличную гладкость. На созда­ваемый таким образом базовый слой, как и в случае с другими отражателями, наносится слой алюминия.

Рассеиватель фары

 

Изготавливается из высокочистого стекла (свободного от пузырьков и полос). В про­цессе изготовления приоритет должен отда­ваться качеству поверхности в целях пред­упреждения нежелательной, направленной вверх, рефракции луча, поскольку это будет вызывать ослепление водителей встречного транспортного потока. Тип и форма линз и призм зависят от необходимой схемы свето- распределения.

Прозрачные рассеиватели, используемые в современных фарах, обычно изготавлива­ются из пластмассы. Кроме уменьшения массы изделия, пластиковые рассеиватели обеспечивают большую широту охвата в раз­личных конструкциях автомобильных фар. Примерно с 2007 года также используются многоцветные пластмассовые рассеиватели (2-компонентные рассеиватели), края кото­рых окрашиваются другим цветом, обычно черным или серым. Преимуществом является то, что конструкция распыляющих инстру­ментов не требует внутренних направляющих и, следовательно, на видимой глазу поверх­ности не появляется разделительных линий. Также удается избежать рассеивания света от краев.

Есть несколько причин, по которым не сле­дует вытирать пластмассовые рассеиватели сухой тряпкой:

  • Несмотря на стойкость покрытия к цара­пинам, протирание сухой тряпкой может повредить поверхность рассеивателя:
  • Протирание сухой тряпкой может создать электростатический заряд рассеивателя, из-за которого на его внутренней поверх­ности может скапливаться пыль.

 

Виды автомобильных фар

 

Отражательные фары

 

У традиционных систем фар с практически параболическими отражателями (рис. «Параболический отражатель» и рис. «Ближний свет фар, направление луча лампы H4» ), качество ближнего света повышается прямо пропорционально размеру отража­теля. Ближний свет фар, направление луча лампы H4В то самое время геометрический диа­пазон действия фары увеличивается с ростом высоты ее установки.

Эти факторы должны использоваться с учетом предписаний аэродинамики, в соот­ветствии с которой передняя часть профиля автомобиля должна быть насколько воз­можно низкой. В этих обстоятельствах с уве­личением размера отражателя увеличивается ширина фары.

Отражатели заданного размера, но с раз­личными фокусными расстояниями имеют разные исполнения. Короткие фокусные рас­стояния более эффективны и выдают более широкие световые лучи с лучшим близким диапазоном и боковым освещением. Это мо­жет быть особо полезным на поворотах.

Специально разработанные программы осве­щения (CAL, компьютерное управление осве­щением) позволяют реализовать бесконечное количество форм отражателей с непараболиче­скими секциями и отражателей с гранями.

Фары с отражателями типа HNS

 

В случае с гранями поверхность отражателя де­лится на сегменты, и каждый сегмент оптимизируется индивидуально. Важной особенностью поверхности отражателя типа HNS является допущение неразрывности и ступенчатости на всех пограничных поверхностях. Это обеспечи­вает возможность создания поверхностей от­ражателей различной формы с максимальной однородностью освещения (рис. «Отражатель произвольной формы или типа HNS» и «Отражатель типа HNS» ).

 

Отражатель произвольной формы или типа HNS Отражатель типа HNS

Фары PES

 

В системе фар PES (полиэлипсоидная си­стема) используется фотодетекторная оптика (рис. «PES- отражатель» ), и по сравнению с традиционными фарами она обеспечивает больше возможно­стей в плане дизайна. PES- отражательОбласть открывания рассеивателя диаметром всего 40-70 мм по­зволяет создавать световые рисунки, которые раньше можно было реализовать только с по­мощью фар с большой площадью. Такой ре­зультат получается посредством использова­ния эллиптического отражателя (проектируемого по программе CAL) в сочета­нии с методами технологии оптической про­екции. С помощью экрана можно создать нужную светотеневую границу. В зависимости от отдельных специфических требований эта граница может быть резкая или размытая, что определяется геометрией экрана.

Фары PES можно комбинировать с тради­ционными фарами дальнего света, габарит­ным светом и противотуманными фарами PES, образуя блоки, в которых вся фара оказывается не выше приблизительно 80 мм.

В фарах PES исходящие лучи света могут быть направлены таким образом, чтобы зона, окружающая линзу, также использовалась для получения светового сигнала. Такой расширенный пучок света применяется, главным образом, совместно с линзами небольших диаметров для снижения осле­пления водителей встречных автомобилей. Дополнительную поверхность можно также превратить в рассеиватель, экран в виде пленки, осажденной из паровой фазы, или особенность дизайна с подсвечиваемыми круглыми или прямоугольными зазорами, или подсвечиваемые трехмерные объекты.

Ксеноновые фары

 

Газоразрядная лампа D2S/DS4Система фар с ксеноновыми газоразрядными лампами как центральным компонентом (рис. «Компоненты PES-фары Litronic» ) создает высокий уровень интенсивности освещения с минимальными требованиями к фронтальной поверхности, что делает их идеальными для автомобилей с аэродинами­ческим дизайном. В отличие от традиционной лампы накаливания, свет создается за счет плазменного разряда внутри горелки разме­ром с вишневую косточку (рис. «Газоразрядная лампа D2S/DS4» ).

Дуга газоразрядной лампы в 35 Вт создает световой поток, который по интенсивности вдвое превосходит световой поток галоген­ной лампы Н1 и имеет более высокую цве­товую температуру (4200 К), что означает более высокую долю зеленого и синего цве­тов в спектре, как у солнечного света. Макси­мальная световая отдача, соответствующая приблизительно 90 лм/Вт, становится доступ­ной, как только кварцевый элемент достигает нормальной рабочей температуры более 900°С. Для получения «мгновенного света» можно использовать короткие пики высоко­мощного режима работы при токах до 2,6 А (непрерывный режим работы — около 0,4 А). Ресурс в 2000 часов достаточен для среднего срока эксплуатации в легковых автомобилях. Поскольку внезапных отказов, как в случае с лампами накаливания, не происходит, то воз­можны диагностика и своевременная замена.

Компоненты PES-фары Litronic

 

До последнего времени использовались га­зоразрядные лампы с обозначениями D1 и D2, а с 2012 используются только лампы с обозна­чениями D3 и D4. В семействах D3 и D4 может содержаться ртуть (около 1 мг). Схема распределения света на дорогеЭти лампы отличаются более низким напряжением, составом плазмы и геометрией дуги. Электрон­ные блоки управления отдельными типами ламп обычно разрабатываются для конкретной конструкции и не являются универсальными.

Автомобильные газоразрядные лампы се­рий D2 и D4 имеют высоковольтные цоколи и стеклянные экраны для защиты от ультрафи­олетовых лучей. У серий D1 и D3 необходи­мая для работы высоковольтная электроника также встроена в цоколь лампы. Все системы делятся на две подкатегории: S-лампы для фар проекционного типа и R-лампы для фар отражательного типа со встроенным све­товым экраном для создания светотеневой границы, сравнимым с крышкой у галогенной лампы Н4 ближнего света. В настоящее время лампы D1S и D3S являются наиболее распро­страненными.

Неотъемлемой частью фары Litronic (от англ. Light — свет и Electronic — электронный) является электронный балластный модуль, отвечающий за активацию и контроль работы лампы (рис. «Электронный балластный модуль для выработки переменного тока частотой 400 Гц и импульсного зажигания лампы» ). К этим функциям относятся воспламенение газового разряда (напряже­ние 10-20 кВ), управляемая подача питания во время фазы разогрева, когда лампа холод­ная, и питание в зависимости от потребности во время стационарной работы.

Система обеспечивает очень хорошо со­гласующиеся уровни освещения (нет изме­нений светового потока) путем компенсиро­вания колебаний напряжения бортовой сети. Как только лампа отключается (например, в результате временного отклонения напряжения питания в бортовой сети), происходит ее автоматическое вторичное зажигание. Электронный балластный модуль реагирует на неисправности (повреждение лампы), прерывая подачу питания и позволяя, таким образом, избежать ранений в случае стол­кновения.

 

Электронный балластный модуль для выработки переменного тока частотой 400 Гц и импульсного зажигания лампы

 

Ксеноновый свет, излучаемый фарами Litronic, дает широкий световой пучок перед автомобилем в сочетании с большой дально­стью освещения (рис. «Схема распределения света на дороге» ). Это позволило су­щественно шире освещать дорогу и освещать края поворотов и широкие дороги столь же эффективно, как галогенная фара освещает прямые участки дороги. Для водителя улуч­шаются дальность видимости и ориентация при сложных условиях управления автомоби­лем и неблагоприятных климатических явле­ниях.

В соответствии с Правилами ЕЭК 48 фары Litronic комбинируются с систе­мами автокоррекции наклона фар и систе­мами стеклоомывателей фар. Эта комбина­ция обеспечивает всегда оптимальное использование большой дальности освеще­ния и визуально не ухудшающееся световое излучение.

 

 

Система BiLitronic

 

Системы Bi-Litronic при двухфарной схеме обеспечивают получение дальнего и ближ­него света с использованием только одной газоразрядной лампы.

BiLitronic «Projection» (биксенон)

 

Система Bi-Litronic «Projection» базируется на использовании фары PES Litronic (рис. «Система Bi-Litronic «Projection»» ). При включении дальнего света световой экран, создающий светотеневую границу (для ближнего света) выдвигается из светового луча. Данная система, использующая линзы диаметром 70 мм, в настоящее время явля­ется наиболее компактной, обеспечивающей получение комбинированного дальнего/ ближнего света и в то же время характери­зующейся высокой яркостью света (рис. «Схема распределения света фар Bi-Litronic на дороге» ).

Главным преимуществом системы Bi-Litronic «Projection» является использование ксенона для дальнего света.

 

Система Bi-Litronic

 

Система BiLitronic «Reflection»

 

И в моно-, и в биксеноновых системах ис­пользуется одна лампа DxR как для ближ­него, так и для дальнего света.

В биксеноновой версии при включении дальнего/ближнего света электромеханиче­ское исполнительное устройство перемещает газоразрядную лампу в соответствующее по­ложение относительно отражателя для полу­чения конусообразного пучка дальнего/ ближнего света (рис. «Система Bi-Litronic «Reflection»» ).

Поворачивающиеся фары

 

Поворачивающиеся фары были допущены для эксплуатации в автомобилях в начале 2003 года. Если раньше разрешался адап­тивный поворот лишь фар дальнего света (Citroen DS образца 60-х), то теперь он раз­решен и для ближнего света (так называемые адаптивные фары) или дополнительного ис­точника света (статичные фары для освеще­ния поворотов). Это увеличивает видимость на извилистых дорогах.

Статичные фары для освещения поворотов

 

Статичные фары для освещения поворотов используются в основном для освещения зон по бокам автомобиля (на перекрестках, на поворотах). Для этой цели обычно самым эффективным способом является активация дополнительных отражательных элементов.

Динамические поворотные фары

 

Динамические поворотные фары использу­ются для освещения изменяющейся траекто­рии дороги, например, на извилистых шоссе (рис. «Стратегия включения и регулировки поворотных и базовых модулей статичной/динамической поворотной фары» ).

 

Стратегия включения и регулировки поворотных и базовых модулей статичной/динамической поворотной фары

 

Модуль поворотных фарВ отличие от поворотных фар 60-х годов с непосредственным действием, современные высокотехнологичные системы электронно управляют скоростью и углом поворота фар соответственно скорости автомобиля. Это оптимизирует «согласование» между фа­рами и поведением автомобиля, отсутствует «дерганье» фар. Позиционирование фар выполняется шаговыми двигателями, пере­мещающими базовый модуль или модуль ближнего света, или отражательные эле­менты в ответ на изменение угла поворота рулевого колеса или угла поворота передних колес (рис. «Модуль поворотных фар» ). Датчики обнаруживают эти изменения во избежание ослепления встреч­ного транспорта посредством отказоустой­чивых алгоритмов. Общие требования зако­нодательства определяют, что во избежание ослепления встречного транспорта луч фары может поворачиваться лишь до центральной линии дороги на расстоянии около 70 м перед автомобилем.

Безопасность движения и комфорт вождения

 

Появление динамических поворотных фар — значительный прорыв в области безопасно­сти движения и комфорта вождения ночью (рис. «Измеримое улучшение видимости с адаптивным распределение света поворотных фар» ). По сравнению с традиционными фарами ближнего света достигается улучшение видимости около 70%, что в пересчете на время движения составляет около 1,6 секунды. С поворотными фарами водитель может быстрей оценить опасность и раньше начать тормозить. В результате можно зна­чительно снизить тяжесть ДТП. Статичные фары для освещения поворотов удваивают видимость в поворотах.

 

Измеримое улучшение видимости с адаптивным распределение света поворотных фар

 

­ Функции AFS в фарах

 

Свет для скоростных магистралей

 

Для особых ситуаций вождения разработана система адаптивного переднего освещения (AFS), обеспечивающая водителю лучшую видимость в каждой ситуации. При разра­ботке системы освещения для скоростных магистралей (рис. «Функциональная связь между светом на шоссе и светом на магистрали» ), особое внимание уде­лялось улучшению видимости без излишнего ослепления встречного транспорта. Увеличе­ние видимости до 150 м позволяет увеличить время движения до обнаруженного объекта примерно на 2 секунды (сравнение при ско­рости 100 км/ч с галогенными лампами). Это позволяет водителю лучше оценить крити­ческую ситуацию и намного раньше начать торможение.

 

Функциональная связь между светом на шоссе и светом на магистрали

 

Освещение при плохой погоде

 

В случае освещения при плохой погоде осо­бое внимание уделяется улучшению визуаль­ного ориентирования на дороге. Освещение становится лучше, особенно освещение зон по бокам дороги.

Большинство вариантов освещения при плохой погоде предусматривают поворот ле­вой фары на 8° вбок и одновременно неболь­шое опускание или активацию статичных фар для освещения поворотов. Это обеспечивает очень широкое освещение дороги и краев до­роги. В будущем отдельные компоненты, на­пример, ответственные за расширение осве­щения по бокам, будут активироваться последовательно. Управляющими параме­трами являются, к примеру, угол поворота и направление. Отдельные сегменты активиру­ются в этом случае «квазидинамически».

 

 

Функции фар и системы повышения безопасности при движении (DAS)

 

Появление видео технологий в автомоби­лестроении позволило усовершенствовать функции фар с помощью видеокамеры. Когда видеокамера определяет положение встреч­ного автомобиля, фара или система AFS мо­жет адаптировать дальность света таким об­разом, чтобы она повышалась для больших расстояний и уменьшалась для маленьких (функция динамического изменения дально­сти). Это обеспечивает оптимальное освеще­ние без ослепления встречного транспорта.

Светодиодные фары

 

Светодиоды (LED) все чаще используются в качестве экономичной альтернативы в борьбе за снижение выбросов СO2 и расхода топлива. Энергопотребление основных функций осве­щения будет играть значительную роль в экономичных автомобилях будущего. Базовая конструкция светодиодной фары ближнего светаКсенон и светодиоды обеспечивают снижение потре­бления энергии и повышение безопасности движения, требуемых в ЕС.

Современные светодиодные системы, в за­висимости от характеристик (световой поток, дальность, боковое освещение), уже сейчас потребляют гораздо меньше энергии, чем галогенные лампы. В настоящее время по­требляемая мощность колеблется в пределах 28-50 Вт на фару. В сравнении с выходной мощностью ламп порядка 65 Вт (для напря­жения 13,2 В), это означает потенциальную экономию в 30-70 Вт на автомобиль.

Для ближнего света используется одна про­екционная система и два отражательных эле­мента. Свет трех многокристальных светоди­одов по два светодиода в каждом концентрируется тремя первичными оптиче­скими элементами и отображается проекционным рассеивателем. Оптическая система имеет экран, гарантирующий каче­ство светотеневой границы. Над рассеивате­лем и под ним располагается отражатель (рис. «Базовая конструкция светодиодной фары ближнего света» ).

Оптическая эффективность светодиодной фары ближнего света составляет около 45%. Для сравнения — эффективность биксеноновой системы составляет около 33%. Это объ­ясняется природой светодиодов, испускаю­щих свет только в половину пространства, и, в отличие от традиционных источников света, не освещающих все пространство. В силу бо­лее высокой эффективности светодиодной системы, одной светодиодной фаре ближ­него света требуется меньший световой по­ток для освещения дороги.

Чем лучше будут становиться светодиоды в будущем, тем меньше мощности будет выда­вать блок управления при неизменно высокой эффективности освещения.

Первые светодиодные фары на рынке также показывают возрастание роли элемен­тов дизайна. К примеру, в 2008 году свето­диодная фара впервые получила всемирно известную награду за дизайн.

Около 75% всего пробега автомобилей приходится на дневные часы. Поэтому боль­шое значение придается также потреблению энергии фарами в дневное время. Типичная светодиодная фара в качестве дневных ходовых огней потребляет 14 Вт (0,36 г С02/км). На использование обычных фар днем затрачи­вается до 300 Вт (7,86 г С02/км) (фары ближ­него света, задние фонари, габаритные огни, пампы подсветки номерного знака, подсветка кнопок и приборов).

Противотуманные фары

 

Противотуманные фары (белый свет) предна­значены для улучшения освещения проезжей пасти дороги во время тумана, снегопада, сильного дождя и большой запыленности воздуха. Для этой цели создается световой луч с особенно большим боковым рассеи­ванием. Он обеспечивает особенно хорошее освещение той стороны дороги, которая находится ближе к автомобилю. Достигаемый Уровень яркости близких объектов значи­тельно выше. В отличие от обычно темной поверхности дороги далеко впереди автомо­биля, этот высокий уровень яркости помогает водителям лучше сориентироваться, несмо­тря на плохие погодные условия.

Конструкция противотуманных фар

 

Противотуманные фары представляют собой отдельные световые приборы в собственном корпусе. Противотуманная фара (вертикальный монтажТакие фары устанавливаются на бампере или подвешиваются под ним (рис. «Противотуманная фара (вертикальный монтаж» ). Стилистические и аэродинамические аспекты привели к распространению встро­енных противотуманных фар, предназначен­ных либо для установки в отверстия в кузове, либо входящих в состав более крупного узла освещения (с регулируемыми отражателями при комбинировании противотуманных фар с основными).

Современные противотуманные фары дают белый свет. Пока не имеется существен­ных доказательств того, что лампы желтого цвета обеспечивают какое-либо преимуще­ство с точки зрения физиологии восприятия. Эффективность противотуманной фары за­висит от размера зоны освещения и фокус­ного расстояния отражателя. При тех же зо­нах освещения и фокусном расстоянии, с точки зрения техники освещения, разности в показателях круглых и прямоугольных противотуманных фар нет.

Конструкция противотуманных фар регла­ментируется правилами ЕСЕ R19, монтаж — ЕСЕ R48 и StVZO (Правила регистра­ции транспортных средств) ст. 52 в Гер­мании. Допускается наличие двух противо­туманных фар белого или желтого света. Цепь управления для включения противо­туманных фар должна быть независимой от цепи, используемой для дальнего и ближнего света фар. В Германии Правила регистрации транспортных средств разрешают установку противотуманных фар в местах, располо­женных более чем в 400 мм от крайней точки по ширине автомобиля, при этом они должны быть подключены таким образом, чтобы их можно было включать только при включен­ном ближнем свете (рис. «Расположение противотуманной фары» ).

Параболоид с рассеивателем

 

Отличительной чертой параболического от­ражателя является источник света, располо­женный в фокальной точке, благодаря чему отражатель направляет свет вдоль централь­ной оси (как и у фар дальнего света) (рис. «Противотуманная фара (вертикальный монтаж» ). Рассеиватель расширяет этот пучок света, формируя горизонтальную полосу, в то время как специальный экран предотвращает проецирование луча по направлению вверх.

 

Расположение противотуманной фары

 

 

Технология создания отражателя произ­вольной формы

 

Для проектирования форм отражателей можно использовать такие методы вычис­лений, как CAL (компьютерное управление освещением) таким образом, чтобы отража­тели рассеивали свет непосредственно (т.е. без оптического оконтуривания) и созда­вали резкую светотеневую границу (без от­дельного затенения). Поскольку отражатель противотуманной фары конструктивно охва­тывает лампу, можно получать чрезвычайно высокий световой поток вместе с максималь­ной шириной рассеивания света (рис. «Противотуманная фарв с отражателем произвольной формы (горизонтальное сечение)» ).

Противотуманные фары PES

 

Эта технология сводит к минимуму отражен­ные блики в тумане. Экран, изображение ко­торого проецируется на дорожное покрытие посредством линзы, обеспечивает светотене­вую границу с минимальным рассеиванием света вверх.

Технико-функциональная важность противо­туманных фар немного отошла на задний план с появлением мощных галогенных, ксеноновых ламп и систем AFS. Акцент все еще делается на улучшение освещения в ситуациях с неблагоприятными погодными условиями. Эту проблему можно решить с помощью раздельных противотуманных фар, используемых ныне (согласно ЕСЕ R19), систем AFS для плохой погоды (согласно ЕСЕ R123) или сочетания этих двух функций.

В следующей статье я расскажу о световой сигнализации автомобиля.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *