Какие фары используются в автомобиле

OSRAM › Блог › Виды автомобильной оптики: фара головного света

Сегодня даже опытные автомобилисты порой имеют весьма поверхностные представления о конструкции фары головного света – такое их теперь многообразие.
Давайте попробуем внести ясность в этот вопрос и вместе разобраться в столь важной детали современного автомобиля.

Безопасность и комфорт
Главная задача фары головного света – максимально ярко освещать дорогу перед автомобилем и не слепить других участников движения. Прежде всего, это касается ближнего света. По принятым в 1957 году европейским стандартам установлено понятие светотеневая граница (СТГ) с асимметричным светораспределением. СТГ – это такая линия на дороге (примерно в 55-60 метрах перед автомобилем), где луч света должен заканчиваться и переходить в практически полную темноту. Асимметричность заключается в том, что правая часть светового потока светит дальше, обеспечивая акцентированное освещение правой стороны дороги и обочины. До 90-х годов правильная СТГ достигалась путем отсечения световых пучков фильтрами и шторками, позже появились другие решения, но обо всем по порядку.

С параболическим отражателем
Вплоть до 90-х годов все автомобили были оснащены фарами с зеркальным параболическим отражателем. Лампа в них располагалась строго по центру, что удобно для дальнего света, когда лучи попадают на всю поверхность отражателя. При включении ближнего света, специальный фильтр не давал лучам падать на нижнюю часть зеркала. Также лампа прикрывалась специальным колпачком, который не позволял свету проходить прямо.

Недостатком таких фар была низкая эффективность. Лишь часть света лампы в итоге попадало на дорогу. Что подтверждает КПД в 27%. Ни один современный автопроизводитель уже не использует такой вид головной оптики в конструкции автомобиля.

С отражателем сложной формы (рефлекторные)
В 90-х годах, с появлением совершенно новых материалов, изменением технологий и внедрением компьютерного моделирования в автопромышленность пришли отражатели сложной формы, что кардинально преобразило внешний вид фары.

Отражатель в них разработан таким образом, чтобы свет от него попадал в нужное место дороги. Каждый изгиб отвечает за освещение конкретного участка дороги. При этом задействована и верхняя, и нижняя часть.

Рассеиватель стал больше не нужен, фара закрыта теперь ровным поликарбонатом. Отказ от стекла позволил снизить вес конструкции почти на килограмм.
Благодаря всем изменениям эффективность фары повысилась почти в два раза, до 45%.

Линзовая фара с проекционным (эллипсоидным) отражателем
Это самый современной тип фары, использующей отражатель. Пучок света в них формирует линза, которая и распределяет его в нужное место дороги.

Для получения четкой СТГ, применяется специальный экран, отсекающий часть света. Он выполняет роль заслонки, прерывающей луч света снизу. Подобная технология используется в биксеноновой фаре, но об этом позже.

КПД линзовой фары составляет 52%.

Корректоры света
Первые фары с параболическим отражателем нуждались в механической регулировке при помощи специальных винтов. Сегодня все автомобили оснащаются устройством, меняющим высоту света из салона. Водитель приподнимает лучи или опускает их, в зависимости от рельефа местности и загруженности багажника. Называется такое устройство корректором.
Бывают механические, гидравлические, пневматические и электромеханические устройства. Чаще всего встречаются электромеханические корректоры. Их начали применять с середины девяностых годов 20 века и используют до сих пор в большинстве легковых автомобилей.

С появлением ксеноновых ламп, понадобились автоматические корректоры. Они регулируют высоту лучей на основе телеметрических датчиков, отслеживающих высоту дорожного просвета.
Если вы решили самостоятельно установить ксенон в фары, в которых он не предусмотрен штатно, учтите, что по ГОСТ Р 51709-2001 вам придется раскошелиться и на автоматический корректор, иначе серьезного разговора с инспектором ДПС не избежать.

Какие лампы подойдут?
Часто на автофорумах приходится читать утверждения «опытных» водителей о том, что «линзованная оптика разработана исключительно для ксенона».
Начнем с того, что любая ксеноновая лампа имеет в своем названии букву S или R. S-type предназначена для элипсоидных отражателей, R–type – для рефлекторных.

S-type применяется в биксеноне. При переключении на ближний, свет лампы не уменьшается, как думают многие, а используется механическая шторка, которая поднимается и перекрывает нижнюю часть отражателя, образуя светотеневую границу.
R –type разработана для рефлекторных отражателей и работает, как правило, в качестве лампы ближнего света. Функцию механической шторки выполняет фильтр, расположенный на самой колбе лампы. По сути, это защитное покрытие, которое не пропускает свет на нижний отражатель и формирует все ту же СТГ.

Как увеличить яркость?
Еще один распространенный вопрос автомобилистов: «Можно ли ставить лампу большей мощности, чем рекомендует изготовитель?». Если на фаре написано 55Вт, то превышать эту цифру не стоит.
Во-первых, вырастет энергопотребление бортовой сети. Во-вторых, более мощная лампа будет перегревать фару, что в конечном итоге выведет из строя весь блок. Если вы не удовлетворены яркостью лампы, вам не обязательно повышать ее мощность. Например, новое поколение NIGHT BREAKER LASER является сегодня самой яркой галогенной автолампой OSRAM! При этом потребляемая мощность составляет все те же 55 Вт.
Инновационные лазерные технологии обеспечивают до 150% больше яркости, если сравнивать с минимальными установленными требованиями, а тщательно продуманная структура нити накала позволила добиться дополнительной светоотдачи. Световой луч от этой лампы до 150 м длиннее, а излучаемый свет до 20% белее. Как конструкторам удалось добиться столь выдающихся показателей, мы расскажем позже в отдельной статье.

Источник

Valeo › Блог › Та самая статья про фары, но теперь на русском языке

Шутки про ближний-дальний — одна из самых распространенных тем автомобильного юмора. А шутка, обычно, тем смешнее, чем более серьезный и важный предмет в ней обсуждается. «Ближний-дальний» же — иными словами — оптика это важно. Это залог безопасности не только водителя и пассажиров. Но и других участников движения. Тем более, что автосвет — вообще сложная штука. В прошлой статье мы рассказывали, про адаптивный головной свет. Сегодня поговорим об истоках — как развивалась автомобильная оптика, что такое фотометрия, зачем корректировать свет фар и по какому принципу работает BI-xenon. Как все это устроено и выстраивается в единую систему.

Читайте также:  Отделка карпетом салон автомобиля

В конце, как обычно конкурс — ставьте лайки, подписывайтесь и рассказывайте в комментариях, о чем еще хотели бы узнать. Авторам лучших комментариев подарим призы!

Автомобильный свет начинается с фотометрии — науки про измерение визуальной реакции человека на свет. Первая характеристика света, о которой надо сказать — интенсивность. По сути, речь о мощности потока, которая передается от источника света в определенном направлении. Единица измерения интенсивности — Сandela (cd) — производная от английского «candle» — свеча. В фотометрии свеча — это эталонный источник света, поэтому ее интенсивность равна 1 cd. Интенсивность же, например, света заднего стоп-сигнала — 60 cd.

Еще один важный параметр — световой поток, который измеряется в люменах (Лм). Грубо говоря, световой поток — это весь свет с разной длиной волны, распространяемый источником. Человек может различать ограниченную часть светового потока.

Как это работает, можно увидеть на двух диаграммах, описывающих разные источники света: мощность светового потока первого источника постепенно нарастает, а у второго — распределяется небольшими отрезками. Красная линия на диаграмме — это та область, которую видит человек.

На первой диаграмме изображено, как мощность света нарастает, но ее максимум не попадает под красную линию. На второй — большинство скачков мощности находится в поле зрения человека. А это значит, что второй источник света кажется нам намного ярче, чем первый, хотя с точки зрения физики это и не так.

Но даже при одинаковой мощности, восприятие сильно зависит от цвета источника. На рисунке выше показано, как отличается восприятие света автоламп в зависимости от их цвета: белая лампочка P21W покажется человеку намного ярче, чем оранжевая той же мощности.

Третий важный параметр — освещенность, иными словами это высвеченная площадь поверхности, на которую падает световой поток. Освещенность зависит от мощности светового потока и расстояния до источника света.

В свою очередь, световая эффективность показывает отношение всего света, который распространяет источник к свету, который воспринимает глаз человека. Например, лампы накаливания излучают много тепла — это инфракрасная часть спектра. Ее человек невооруженным глазом не видит. С точки зрения освещения эффективность ламп накаливания не высока — 25 лм/Вт. Большей эффективностью обладают ксеноновые лампы, а у светодиодов она максимальная — 100 лм/Вт.

Типы автомобильного света

Хорошие автомобильные фары обеспечивают максимальную видимость водителю на дороге и не создают неудобства для других участников дорожного движения. Поэтому в автомобиле традиционно используется всем знакомые три типа освещения: противотуманные фары, ближний и дальний свет.

Ближний свет создает широкую освещенную область перед автомобилем и не слепит встречных водителей. Качество ближнего света оценивают по трем параметрам:
ширине — она обеспечивает видимость при поворотах или плохих погодных условиях на 20-30 метров;
комфорту — свет должен охватывать область, куда падает взгляд водителя — обычно это диаметр 30-60 метров;
дальности — более 60 метров.

Дальний свет распределяется далеко вдоль оси автомобиля, поэтому светит в том числе и на встречную полосу, ослепляя других водителей. Качество этого света оценивают по тем же параметрам, что и ближний:
ширине — 10-20 метров,
комфорту — 50-150 метров,
дальности — более 150 метров.

Противотуманные фары решают другую задачу — освещают как можно более широкую область на небольшом расстоянии — до 20 метров.

Чтобы не ослеплять встречных водителей, свет фар направляют под определенным углом, который называется углом прицеливания.

Изначально угол прицеливания настраивает производитель на заводе — с точностью до 0,1%. Обычно параметры угла написаны на фаре автомобиля. Это значение рассчитано с учетом того, что в машине находится один водитель, без пассажиров и дополнительного груза. В противном случае — когда водитель перевозит пассажиров или загрузил полный багажник вещей, угол падения света изменится. Для оптимальной видимости его придется корректировать вручную, если в конструкции нет автоматической системы регулировки угла прицеливания.

В фары автомобилей с ручным выравниванием встроена специальная система управления. Автоматическая система выравнивания обязательна для фар с высокой яркостью, например, ксеноновых. Регулировкой управляют автоматические датчики и электронный блок, которые корректируют свет фар в зависимости от нагрузки автомобиля и его скорости.

При настройке фар производитель учитывает сразу несколько параметров, связанных, как с дорогой, так и с особенностями физиологии водителя.

Точка 75R — расположена в 75 м на правой обочине. Здесь должна быть максимальная освещенность, это место, где взгляду водителя максимально комфортно.

Точки 50R и 50V — расположены на расстоянии 50 м от автомобиля. Также важно учитывать точку B50L, которая находится на расстоянии 50 метров на встречной полосе — здесь должна быть минимальная освещенность, чтобы не ослеплять встречных водителей.

Точки 25L и 25R расположены на расстоянии 25 м от автомобиля, это ширина луча.

Для точной настройки света используют фотометрические диаграммы. Они стандартизированы для каждого типа источника света и меняются в ходе того, как эволюционируют системы освещения. Простыми словами, фотометрическая диаграмма — это график проекции света на расстоянии 25 м на плоском вертикальном экране, которое симулирует реальное освещение на дороге. С 2015 года интенсивность света на такой диаграмме измеряется в Lux или cd.

Для создания хорошей видимости на дороге, в автомобильной фаре используется несколько технологий: переключение дальнего и ближнего света, корректировка угла освещения, ассиметричные лучи, которые не ослепляют встречных водителей.

Все эти технологии работают за счет использования отражателей — сложной системы зеркал. В автомобилях используются параболические отражатели, отражатели со сложными поверхностями или эллиптическая оптика.

Параболические отражатели создают ближний и дальний свет при использовании двойной лампы накаливания. Такие отражатели в основном используются в европейских автомобилях в лампах с двойным накаливанием H4. Например, так устроены фары в Opel Corsa. Чтобы не ослеплять встречных водителей, в фаре устанавливают специальный экран. Но из-за такого экрана теряется 40% энергии, производимой лампой H4.

Читайте также:  Скрывающая рамка номер автомобиля

Отражатели со сложной поверхностью позволяют уменьшить потери энергии. Такие фары позволяют настроить любой тип дальнего и ближнего света. Эта технология, например, использовалась на Peugeot 207 с 2006 года и на Renault Laguna 2 c 2005 года.
Эллиптическая оптика — следующее поколение. Такие фары обеспечивают лучшее освещение, при этом, сами они значительно меньше по размерам, так как источник света расположен в отражателе, а передняя линза фокусирует луч.

Отражатель в таких фарах состоит из эллиптических и параболических поверхностей, расположенных вокруг источника света. Отражение лучей в эллиптических зонах дает лучший диапазон и охват при использовании дальнего света. Параболические зоны предназначены для создания света в близком диапазоне.

Чтобы не ослеплять водителей, в такой оптике используют специальный экран. Он расположен между отражателем и линзой. Так экран может быть фиксированным или подвижным.

В продвинутых системах объединяют различные типы фар и источников света: (H1, H7, Xenon, Led). Яркий пример такой системы — фары Valeo для Audi A4. Здесь используются лампы D2S+H7 с эллиптическим модулем и сложными поверхностями в отражателе.

Эллиптические отражатели позволяют создавать ближний и дальний свет с использованием одной и той же лампы. Эта технология называется Bi-Xenon:

Экран включается при помощи соленоида или электромеханической системы. Кроме того, перемещая сам отражатель в ксеноновых фарах можно переключаться между ближним и дальним светом.

Отражатель имеет два заданных положения внутри фары: один для ближнего света, другой — для дальнего. Такая система используется в автомобилях Volvo-XC 90
c лампами D2R+H7 lamps.

Автомобильная фара, да и весь комплекс оптики в машине — крайне сложная система. Когда-то можно было сказать: фара — всего лишь лампочка под стеклом. Сегодня, чтобы понять как все это устроено приходится глубоко окунаться в инженерные процессы. Надеемся, вам это понравилось. Напишите, пожалуйста, в комментариях, что вам понравилось в этом тексте, и о чем хотели бы прочитать еще.
Подписчики — авторы конструктивных комментариев получат гарантированные призы от Valeo. Самый лучший — станет основой нового поста.

Источник

Hella Russia › Блог › История автомобильных фар: от ацетиленовой горелки до искусственного интеллекта

Представить машину без фар невозможно. Благодаря хорошему автомобильному свету ночные поездки безопасны и приносят водителям удовольствие. Но так было не всегда. За сто лет фары проделали путь от простых горелок до компьютерных технологий с искусственным интеллектом в сердце. Рассказываем, как это было и что будет дальше.

1910-е: АЦЕТИЛЕНОВЫЕ ГОРЕЛКИ
Одновременно с изобретением автомобиля встала проблема освещения пути: в темноте поездки становились опасными. На заре автомобилестроения на кузов крепили масляные лампы, чтобы не попадать в аварии. Но горелки светили не дальше 30 метров и больше помогали обозначить автомобиль на дороге, чем осветить путь.

В 1908 году Салли Виндмюллер из компании WMI придумал новый принцип работы ацетиленовых горелок. Рефлектор и линзы задали свету направление: горелка стала светить вперёд, а не вокруг. Благодаря этому видимость выросла в 10 раз — до 300 метров.

1920-е: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЛАМПЫ
Ацетиленовая горелка упростила жизнь водителям. Теперь можно было ездить ночью без опасности вылететь на повороте с дороги. Но появилась новая проблема: на дорогах стало значительно больше участников движения. Чтобы вовремя их заметить, требовался более мощный источник света. И ацетиленовые фары с этой задачей уже не справлялись.

Лампы накаливания с вольфрамовой нитью изобрели еще в XIX веке. Но для работы им требовался автономный источник энергии, которого в автомобилях поначалу не было. После изобретения генератора постоянного тока в 1912 году, автомобили получили долгожданный электрический свет.

1960-е: РАССЕИВАТЕЛИ ИЗ ПОЛИКАРБОНАТА
Спрос на автомобили рос, и в конкурентной борьбе дизайн вышел на первый план. Новые формы кузова стремились вписать в себя как можно больше элементов ради лучшей аэродинамики. На пути у дизайнеров встали стеклянные линзы, которые получалось делать только круглыми, а значит невозможно было вписать в обтекаемый кузов.

Поликарбонат позволил отказаться от линзы. Теперь свет фары распределял сам рассеиватель. Его структура состояла из мелких сот, каждая из которых могла задавать направление световому лучу. В отличие от линзы рассеиватель не обязан быть круглым, а значит стало возможным сделать фару любой формы. Это развязало руки дизайнерам, и в 1961 году с конвейера сошёл Ford Taunus с первыми прямоугольными фарами.

1970-е: ГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ
Водители постоянно сталкивались с гаснущими в пути фарами. При нагревании вольфрам быстро испарялся с нити накаливания, и лампы приходили в негодность. Менять их приходилось регулярно, и это доставляло много неудобств. Приходилось возить запасные и для замены каждый раз разбирать фару.

Чтобы избежать быстрого испарения вольфрама, лампы стали заполнять галогенидами — газообразными соединениями йода или брома. С их помощью повысили все характеристики лампы: ресурс работы увеличился вдвое, снизилась теплоотдача, а мощность лампы возросла с 15 лм/Вт до 25 лм/Вт. Чуть позже, в 1971 году Hella представила миру галогенную лампу с двумя нитями накаливания. Она объединила ближний и дальний свет в одной фаре и стала «золотой классикой» на долгие десятилетия.

1980-е: FREEFORM-РЕФЛЕКТОРЫ
В восьмидесятых автопромышленность совершила качественный прорыв в мощности двигателей. Усовершенствованные двигатели работали настолько бодро, что с 1986 года в них пришлось ставить ограничители скорости: первый появился на BMW 7-й серии и срабатывал на отметке 250 км/ч. Вместе со средней скоростью вырос тормозной путь, поэтому стало важно освещать не только дорогу, но и обочину, тротуар и боковые выезды.

В Hella разработали первую фару со свободной формой отражателя или Free Form. В ней за распределение отвечает поверхность рефлектора. Она создается таким образом, чтобы самостоятельно отражать свет в нужном направлении. При этом используется вся полезная площадь рефлектора. Каждая часть отвечает за свою зону освещения.

Читайте также:  Советские и российские история автомобилей

1990-е: КСЕНОН
В ночное время концентрация внимания за рулем резко падает, поэтому водители нередко засыпают за рулем. Это опасно, и чтобы избежать трагедии, водители идут на разные хитрости: крепкий кофе, болтливый попутчик, громкая музыка. Пытались решить проблему и производители автосвета.

Сконцентрироваться на дороге водителям помогли ксеноновые лампы. Они излучают свет в диапазоне около 4000 К, это больше, чем у ламп накаливания — 2700…3300 К, и значительно ближе к дневному свету — 3500…5300 К. Чем ближе освещение к дневному, тем меньше у водителя устают глаза и тем собраннее, сконцентрированнее и внимательнее он себя чувствует на дороге.

2000-е: СВЕТОДИОДЫ
Ксеноновые фары отлично зарекомендовали себя. Мощность света выросла в разы. Но конструкция осталась сложной: блок розжига поставь, омыватель и корректор фар подключи. Кроме того, ксенон потребляет много энергии и работает на лампочках, которые время от времени выходят из строя. Стало понятно, что нужно что-то настолько же яркое, но устроенное проще, более энергоэффективное и долговечное.

Проблему решили с помощью светодиодов. У светодиодных фар простая конструкция: для них не нужны дополнительные блоки, поэтому их легче ставить и обслуживать. Они потребляют заметно меньше энергии, это снижает нагрузку на бортовую систему и, соответственно, расход топлива. Их свет ещё ближе к лёгкому дневному, он меньше утомляет водителя. В конце концов, в них просто больше не надо менять лампочки.

Наши дни: МАТРИЧНЫЕ LED-СИСТЕМЫ
Мощный свет ксенона и светодиодных фар продолжал нещадно слепить водителей встречных машин: вовремя переключиться с ближнего на дальний получается не у всех и не всегда. Ослепленный водитель легко может потерять управление, и это опасно. Исследования показали, что это даже опаснее, чем принято думать: у однажды ослеплённого водителя восприятие полностью восстанавливается только через сутки (24 часа).

Как работают матричные LED-системы:

На основе диодов специалисты из Hella создали матричную LED-систему, которая не слепит: она состоит из камеры на лобовом стекле, процессора, электронных блоков и светодиодов. Камера передает информацию о дорожной ситуации в блок управления, который включает и выключает отдельные светодиоды. Например, если камера видит встречный автомобиль, блок управления отключает модуль, который освещает этот участок дороги. Так встречный свет никого не ослепляет.

Будущее: LCD-ФАРЫ
Сегодня управление автомобилем — всё в большей степени удовольствие и всё в меньшей — труд. Появились автоматические помощники: система торможения, поворотные фары, парковочный ассистент. Нас ждет будущее, где автомобиль будет передвигаться на автопилоте. В этих условиях нужна система освещения, которая будет самостоятельно принимать решения.

Как работают матричные LCD-фары:

Инженеры лаборатории Hella предложили революционное решение — использовать жидкокристаллические технологии LIQUID CRYSTAL HD. С помощью системы камер и LCD-технологий удалось добиться полной автоматизации системы освещения.

В 2018 году Хелла впервые установит LCD-фару на серийный автомобиль. Марка и модель автомобиля пока держатся в секрете. Однако, Hella тесно сотрудничает с «немецкой тройкой», поэтому, скорее всего, это будет Audi, Mercedes-Benz или BMW. Хотя и это тоже всего лишь догадка. Есть мнение, что среди претендентов есть и Porsche.

Угадаете марку и модель автомобиля?
Напишите свои варианты в комментариях. Первых правильно угадавших мы порадуем призами. Конечно, после выставки во Франкфурте, где тайну раскроют публике.

Официальное заявление от компании:
Мы продляем наш мини-конкурс на правильно угадавшего автомобиль!
Головная компания Hella решила пока не раскрывать секрет по просьбе автопроизводителя, но в скором времени мы с вами этот секрет узнаем. А пока, продолжаем делиться идеями!

Наша страница на DRIVE2:

Комментарии 100

Автор, на фото где на бампере блок ксенона у БМВ на самой машине галогеновые фары. Без омывателя. Отличие — улыбка под линзой. У ксеноновой фары нет её. На фото выше кстати БМВ с ксеноновой фарой или американка.

Bugatti Launches Limited Chiron Super Sport

Тоже думаю, что это будет AUDI A6!

Думаю новая 7-ка BMW

зачем гадать)) нам то от этого что легче станет? или тот кто отгадает ему поставите такие фары)))

Стеклянные рассеиватели производились и отличных от круглых форм. И в довоенный период в т.ч. Opel Capitan к примеру.

ДУмаю это будет Audi A8

Текущие массово-распространённые решения для ретрофита (связки xenon 35w + линзы китайские) или исходно-диодные (вариации на тему Bi Led Optima-Dixel 3.0 4500 — 5500k) в СУРОВЫХ российских реалиях, где яма на яме по колено, слякоть 24-7-365 дней в году, диодные решения с температорой 6000 кельвин (голубое свечение, как у мерседес или тойота рав) и светоотдачей в 2000 люмен КАТЕГОРИЧЕСКИ не подходят для использования!

Единственное решение, позволяющее комфортно перемещаться — это квадро би ксеноновые комплекты со светоотдачей в 10.000 люмен на лампу, температурой порядка 3900 кельвин. Да, я имею в вижу колхозно-китайские решения 100 ваттного ксенона + линзы които или хелла — с буквой Р.

Их светоотдача при тёмлом свете пучка с ровной СТГ порядка 90 килолюкс при измерении на приборе на одну линзу. У ДИодных решений это значение порядка 35 — 55 килолюкс при синем свете, 5000 — 7000 кельвин, которого не видно на слякоти!

Ибо даже решения с двумя Bi Led модулями а-ля MB-Audi-Lexus и т.п. не дают нужной освещённости.

Итого, считаю, что к эксплуатации надо рекомендовать квадро-биксеноновые решения с 4 комплектами по 100 ватт, со светоотдачей в 400 килолюкс.

Любое прямое сравнение с любыми интеллектуальными решениями, годными для западной европы — нам не подходят! Ибо не видно ничего. Ни на А8, ни в MB S.

Ещё раз, ставим два-три авто рядом и сравниваем. Делаем заезд по тамбовской обычной дороге, где яма на яме на оставит живого места в подвеске премиума за сутки. Всё. Доказывать никому ничего не нужно будет.

Источник

Поделиться с друзьями
Практические советы по железу и огороду
Adblock
detector