Устройство автомобильных фар и ламп для них

Большую часть информации о дорожной обстановке, состояния автомобиля, как во время движения, так и на стоянке водитель получает посредством зрения. Видимость на дороге ухудшается с наступлением сумерек, выпадением осадков, появлением тумана, дождя и снегопада.

Для обеспечения безопасного и комфортного управления движением автомобиля в условиях недостаточной видимости служит система освещения, в которую входят головные фары (блок-фары), задние фонари, фонари освещения заднего номерного знака, фонари освещения салона, багажного отделения, моторного отсека и вещевого ящика.

Классификация систем освещения

Современные системы освещения можно разделять по следующим признакам:

  • по назначению – ближнего и дальнего света, противотуманные, ходовые, передние и задние;
  • по расположению – на приборы наружного освещения (фары, фонари, расположенные вне кузова автомобиля) и внутреннего освещения (лампы и фонари для освещения внутри кузова);
  • по типам светораспределения – на европейскую и американскую;
  • по способу реализации системы светораспределения – на двух- и четырехфарную систему;
  • по форме оптических элементов – на круглые, прямоугольные и сложной формы (гомофокальные, эллипсоидные и т. п.);
  • по типу источников света – на использующие лампы накаливания, галогенные, ксеноновые (газоразрядные) и светодиодные (матричные или LED) лампы, лазерный луч;
  • по конструктивным признакам – на отдельные оптические приборы и приборы, объединенные в блоки.

Фары ближнего света предназначены для обеспечения водителям видимости в обычных световых и погодных условиях.
Фары дальнего света обеспечивают обзор дороги на большом расстоянии (до 100 м и более) в темное время суток.

Однако высокая яркость света этих фар может стать источником опасности для водителей встречных машин — ослепленные, они теряют видимость и возможность управления автомобилем во время движения, поэтому дальний свет рекомендуется использовать на трассах за пределами крупных населенных пунктов.

Систему переключения между ближним и дальним светом предложили и внедрили в 1915 году специалисты компании Guide Lamp Company.

На первых автомобилях, оснащенных двумя типами фар, для того чтобы переключить режим приходилось останавливаться, поскольку переключатели находились непосредственно рядом с фарами.

В салон авто рычаг переключения света был перенесен в 1917 году компанией Cadillac (Кадиллак), но поначалу он был ножным.

Противотуманные фары могут использоваться на любом современном автомобиле при езде в плохих погодных условиях: тумане, дожде, снеговых осадках. Их конструктивная особенность заключается в направлении светового луча вниз, на полотно дороги.

Ходовые (дневные) огни – это внешние световые приборы, которые применяются для улучшения видимости в светлое время суток в качестве более экономичной замены ближнего света. Их применение связано, в основном, с требованием включать на движущемся автомобиле ближний свет фар.

Европейская и американская системы освещения различны как по структуре создаваемого светового пучка (нормам на светораспределение), так и по принципам его формирования. Это различие обусловлено, главным образом, особенностями организации дорожного движения и качеством дорог.

Американская и европейская система освещения

Американская система освещения представляет собой размещение в фокальной плоскости параболоидного отражателя источника дальнего света (нить лампы накаливания, ксеноновая дуга и т. п.).

Источник ближнего света располагается несколько выше горизонтальной плоскости, проходящей через оптическую ось отражателя, и смещен в левую сторону от нее.

Благодаря этому ось светового потока ближнего света наклонена вниз и смещена в сторону к правой обочине дороги; светораспределение симметрично, как показано

Основной конструктивной особенностью этой системы освещения является использование при формировании светового пучка как ближнего, так и дальнего света всей рабочей поверхности отражателя.
Американская система освещения, как и европейская, допускает двухфарное и четырехфарное исполнение.

Система освещения, называемая европейской, конструктивно выполнена иначе, чем американская.

Здесь источник дальнего света имеет подковообразную форму у обычных лам накаливания (типа А12-45 40) и цилиндрическую – у галогенных (ламп типа Н4), и сориентирована вдоль оптической оси отражателя.

Получение ближнего света фар достигается размещением выше источника дальнего света металлического щитка, направляющего пучок света вниз и влево. В европейской системе освещения в режиме ближнего света используется только часть рабочей поверхности отражателя.

  1. Главное отличие — в Европе с 1957 года принято асимметричное светораспределение с лучшим освещением правой обочины и с четкой светотеневой границей.
  2. В США и Канаде использование фар с границей света и тени разрешили только с 1997 года, причем требование по этому вопросу отсутствует.
  3. Свет «американских» фар распределяется почти симметрично, ослепляя встречных водителей. К тому же американцы регулируют фары только по вертикали.

В США и Канаде отсутствует единый порядок сертификации приборов освещения. Каждый производитель лишь гарантирует соответствие своих фар федеральному стандарту по безопасности движения транспортных средств (FMVSS), а подтверждать это приходится, например, в случае аварии по вине световых приборов.

Предполагается, что официально импортируемые из США автомобили проходят проверку на соответствие европейским нормам.

«Американские» фары маркируются аббревиатурой DOT (Department Of Transport — Министерство транспорта), а «европейские» — буквой «Е» в кружочке с цифрой-кодом страны, где фара одобрена для использования (Е1 — Германия, Е2 — Франция, и т.д.).

Следует учесть, что при прохождении техосмотра в России «американские» фары и головная оптика «праворульных» машин могут создать проблемы, так как нормативный документ, ГОСТ Р 51709-2001, регламентирует «левоасимметричное» распределение света и четкую светотеневую границу.

Четырехфарная система освещения

Необходимость совмещения в одном оптическом элементе двух режимов работы приводит к ухудшению характеристик как дальнего, так и ближнего света.

  • Поэтому, несмотря на ряд преимуществ двухфарной системы: относительно небольшая потребляемая мощность, малый объем при монтаже на автомобиле, низкая себестоимость и технологичность, в США в 60-е годы получила распространение четырехфарная система освещения, в основе которой лежит идея распределения функции освещения по двум типам фар.
  • Четырехфарная система освещения состоит из четырех фар диаметром 130 мм, которые могут быть установлены как горизонтально, так и вертикально. Наружные и верхние фары всегда являются двухрежимными.
  • Внутренние и нижние фары обеспечивают только дальний свет. При включении дальнего света работают все четыре фары, внутренние фары создают при этом направленный четкий световой пучок прожекторного типа.
  • Блок фары со встроенными указателями поворота получили широкое распространение в 80-е годы благодаря некоторому снижению себестоимости комплекта световых приборов и более органичному эстетическому оформлению передней части автомобиля.

Блок-фары, применяемые на современных автомобилях, обычно объединяют приборы освещения и световой сигнализации, к которым относятся фары ближнего и дальнего света, указатели поворотов и габаритные фонари.

Гомофокальные и эллипсоидные отражатели фар

Постоянно увеличивающийся дефицит горючего предопределил тенденцию к снижению коэффициента аэродинамического сопротивления воздушному потоку при движении автомобиля, для чего необходимо обеспечить узкий профиль передней части автомобиля и, следовательно, ограничить высоту фары до минимума.

Эти требования практически полностью исключают использование в конструкциях фар традиционные светооптические схемы, так как для сохранения необходимого светового потока в этом случае требуется значительное увеличение глубины отражателя, что вызывает технологические трудности.

Кроме того, традиционные светооптические схемы, где функция перераспределения светового потока выполняется рассеивателем с глубокими призмами, не допускает его наклона в вертикальной плоскости на угол, больше чем на 25 градусов.

  • Именно эти обстоятельства привели к разработке принципиально новых конструкций фар.
  • Фирмой «Лукас» (Великобритания) была предложена конструкция фары, в которой отражатель выполнен в виде объединения нескольких (двух-трех) усеченных параболоидных элементов с различным фокусным расстоянием 20 и 40 мм при совмещенных положениях фокусов.
  • Принцип объединения разнофокусных отражателей называется гомофокальным.
  • Он позволяет подобрать и скомпоновать отражатель из отдельных секторов разнофоркусных отражателей таким образом, чтобы обеспечить формирование заданного светораспределения режимов ближнего и дальнего света с помощью отражателя.

Реализация данной светооптической схемы позволила сконструировать фару, полностью удовлетворяющую современным аэродинамическим требованиям.

Эллипсоидные фары головного света, предложенные фирмой «Хелла» (Германия), представляют другое направление развития конструкции фар. Их характерной особенностью является более полное использование светового потока лампы при ближнем свете.

Конструкция такой фары содержит эллипсоидный отражатель, в один из фокусов которого установлен источник света. Весь световой поток, отраженный таким отражателем, концентрируется в его втором фокусе, где в режиме ближнего света частично экранируется, что позволяет создать четкую светотеневую границу.

Затем пучок корректируется с помощью достаточно простой линзы.

  • Для получения необходимых значений светотехнических характеристик отражатель снабжают элементами с параболоидными поверхностями, сопряженными с эллипсоидом, и преломляющими световой поток с помощью концентрических призматических элементов.
  • К основным недостаткам этой системы следует отнести технологические трудности, высокую стоимость, а также ограничение в использовании – только в четырехфарной системе освещения.
  • Пути совершенствования светооптических схем и оптических элементов этим не исчерпываются. Продолжаются работы по использованию систем поляризованного света, волоконной оптики, с помощью компьютерного моделирования разрабатываются конструкции фар и формы отражателей с наиболее рациональным светораспределением.

В современных фарах могут применяться устройства, автоматически ослабляющие слепящие действие фар при встречном разъезде автомобилей и изменяющие направление светового потока при повороте автомобиля. Для управления осветительными и светосигнальными приборами широко используется электроника.

Читайте также:  Обзор плюсов и минусов вариатора

Источник: http://k-a-t.ru/mdk.01.01_elektro/50-fary/index.shtml

Виды фар автомобиля

Любое транспортное средство – автомобиль, поезд, самолет, мотоцикл, скутер и др. – оснащается осветительными приборами. Автомобильные фары предназначены для освещения дороги в обычных условиях, а также в непогоду и темное время суток яркими лучами света, направленными вдаль.

С развитием отрасли машиностроения усовершенствовалась и автомобильная оптика. Если раньше фары автомобиля представляли собой аналог фонарей, то сегодня — это сложные оптические устройства, в которых применяются различные источники света: лампы накаливания, галогенные и ксеноновые лампы, светодиоды, лазерные лучи. Внешний вид и конструкция фар тоже значительно изменились.

В свое время огромным прорывом стало изобретение фар на основе отражателей. Их корпус имеет параболическую или ступенчатую форму. В параболическом корпусе источник освещения располагается таким образом, чтобы отраженные лучи выходили из фар по горизонтали.

Линза, установленная на выходе, преломляет луч и под небольшим углом направляет его вниз, оберегая пешеходов и водителей встречных авто от ослепления.

В фарах, где конструктивно предусмотрен ступенчатый отражатель, дополнительная линза отсутствует, поскольку световой поток изначально направляется вниз.

Впервые автомобиль, фары которого работали от динамо-машин, был выпущен в 1899 году концерном Columbia Automobile Company. Далее, в 1900 году производители наладили выпуск ацетиленовых фар, способных работать и в дождливую, и в ветреную погоду. В 1908 году на смену данной технологии пришло электричество. Электрическими фарами стали оборудоваться все автомобили.

Фары с лампами накаливания

Классическими фарами с лампами накаливания разных типов оснащались все машины, выпускавшиеся до начала 90-х годов прошлого столетия. Внутри ламп не содержится ничего, кроме вакуума и вольфрамовой нити.

Такие фары дают мало света на выходе, при этом отличаются достаточно большими энергозатратами. Но, несмотря на недостатки, они до сих пор остаются наиболее распространенным, правда, в усовершенствованном варианте.

Галогенные фары

Галогенные лампы впервые появились в 1962 году. Они, как и лампы накаливания, имеют внутреннюю спираль (или две спирали), создающую температуру до 3000 оС, но их объем заполнен парами галогенов: брома или йода.

Это предотвращает появление на стенках колбы осадка из атомов вольфрама, усиливает яркость автомобильных фар в 2-2,5 раза и увеличивает срок службы в 2-4 раза. Средняя мощность галогенных ламп составляет 35-60 Вт, а максимальная – 130 Вт.

Сила светового потока для ближнего света фар – 1000 люмен, для дальнего – 1650-2100 люмен.

Различные типы галогенных ламп отличаются друг от друга по способу установки в автомобильной фаре и подключения к бортовой электросети. Чаще всего в автомобильной оптике применяются галогенные лампы со следующей маркировкой: H1, H3, H4 (самые распространенные), H7, H9, H11, а также HB3, HB4 и R2.

Ксеноновые фары

Ксеноновые фары давно завоевали популярность среди производителей и автомобилистов.

Внутри колбы газоразрядной ксеноновой фары находится одноименный ионизированный инертный газ, производящий яркий белый естественный свет. А вместо спирали используются два электрода.

  • Между ними возникает дуга, разогревающая ксенон. Давление внутри колбы составляет примерно 30 атмосфер, а при работающих фарах – до 120 атмосфер.
  • Чем ярче свет, тем ниже потребление электричества. Поэтому такие фары являются экономичнее предыдущих вариантов, при этом они также обеспечивают хорошую видимость на дороге, поскольку мощный световой поток, создаваемый ими, достигает 3200 люмен.
  • Иногда вместо ксенона в лампах используется другой инертный газ – криптон либо смесь газов.
  • Кстати, ксеноновые лампы также применяются в мощных кинопроекторах и фотовспышках. Но, в отличие от них, ксеноновые автомобильные фары имеют другую структуру.

В них инертный газ выступает в роли «запала», а дуга, создающая световой поток, возникает в атмосфере паров ртути и солей натрия и скандия. Таким образом, ксеноновые фары правильнее было бы называть металлогалогенными, но данный термин не прижился.

 

Название «ксеноновые» подчеркивает отличие этих источников света от галогенных ламп и обычных ламп накаливания.

Ксеноновые лампы работают при постоянном напряжении 42 В или 85 В. Но для того, чтобы «запустить процесс», необходим импульс переменного тока частотой от 400 Гц и напряжением до 25000 В. Для формирования такого импульса служит электронный блок розжига, индивидуальный для каждой лампы. Необходимость его установки является недостатком газоразрядных ламп.

В ксеноновой автомобильной оптике применяются полиэллипсоидные отражатели. Задняя часть их корпуса, имеющая отражающую поверхность, выполнена в форме эллипса. Подобная конфигурация помогает концентрировать все исходящие лучи в одной точке, а затем пропускать их через конденсорную линзу, которая предназначена для создания параллельного потока лучей.

Ксеноновые фары, в которых присутствует элемент, управляющий силой светового потока, называются биксеноновыми.

Но переключение с дальнего света на ближний требует определенного времени, поскольку инертные газы разогреваются не быстро.

Классификация ксеноновых фар строится по принципу направления луча: лампы D1S, D2S, D3S и D4S предназначены для фар прожекторного типа, а D1R, D2R, D3R и D4R – для фар рефлекторного типа (с отражателями).

Светодиодные фары

Современные светодиодные автомобильные фары – это модифицированная версия обычных лампочек, используемых в уличных источниках освещения, адаптированная к применению в транспортных средствах. Их основой является набор мощных, очень ярких светодиодов, излучающих белый свет.

  • Впервые светодиодные фары появились в 1992 году в качестве замены лампам в сигналах поворота и габаритных огнях. В фарах переднего (головного) света светодиоды в основном устанавливаются в престижных моделях автомобилей.
  • Их отличительные характеристики – эффективность, надежность, яркость, долговечность, компактность, нечувствительность к ударам и вибрациям, а также экономичность и более высокая мощность по сравнению с обычными световыми фарами.

Главным недостатком, препятствующим массовому распространению светодиодных автомобильных фар, является их непомерно высокая стоимость, достигающая 100000 рублей за штуку! Но, возможно, большой потенциал светодиодов позволит в скором времени их удешевить и сделать доступными для большего числа автолюбителей.

Лазерные фары

Нынешнего потребителя, кажется, уже нельзя ничем удивить! Если раньше к автомобилю относились как к роскоши, то сегодня это действительно средство передвижения и ничего больше.

В условиях, когда машина есть практически у всех, а у некоторых и не одна, выделиться очень сложно. И тогда на передний план выходят различные автомобильные «примочки», например, лазерные фары.

  • Впервые подобные световые элементы начали разрабатывать в лабораториях известного немецкого автоконцерна BMW. Их серийный выпуск пока еще не налажен, но отдельные модели, например, BMW i8, уже оснащены лазерными фарами.
  • Их конструкция довольно проста. Создается рамочная основа, на ней закрепляются три лазерных элемента. Также в конструкции имеются зеркальные отражатели и специальная «фосфорная» линза.
  • Попадая на отражатели, лучи лазера перенаправляются на линзу, и желтый фосфор под их воздействием излучает свет. Отражательная пластина фокусирует его перед автомобилем.
  • По утверждению разработчиков, лазерные фары намного эффективнее предшествующих им светодиодных элементов по нескольким параметрам: яркости свечения (в 1000 раз), энергопотреблению (значительно ниже), сроку службы (10000 часов работы).

Кроме этого, лазерная технология позволяет создавать элементы света любой конфигурации, что является очевидным преимуществом данной новинки.

Тех, кто переживает о вредном воздействии лазера на организм, разработчики стремятся успокоить: в данном случае использование лазерного луча абсолютно безопасно, поскольку световой поток генерируется желтым фосфором, который является совершенно безобидным элементом.

Классификация фар по назначению

Но автомобильные фары классифицируются не только по виду источника света. Они бывают ближними, дальними, противотуманными, ходовыми, передними и задними.

Фары ближнего света предназначены для обеспечения водителям видимости в обычных световых и погодных условиях.

Фары дальнего света обеспечивают обзор дороги на большом расстоянии (до 60 м) в темное время суток.

  1. Однако высокая яркость света этих фар может стать источником опасности для водителей встречных машин – ослепленные, они теряют видимость и управление.
  2. Дальний свет рекомендуется использовать на трассах за пределами крупных населенных пунктов.
  3. Кстати, систему переключения между ближним и дальним светом придумали в 1915 году специалисты компании Guide Lamp Company.
  4. Но поначалу для того чтобы переключить режим приходилось останавливаться, поскольку переключатели находились непосредственно рядом с фарами.

В салон авто рычаг переключения света был перенесен в 1917 году компанией Cadillac, но поначалу он был ножным.

Противотуманные фары используются в любом современном автомобиле. Они незаменимы при езде в плохих погодных условиях: тумане, дожде, снеговых осадках. Их конструктивная особенность заключается в направлении светового луча вниз, на полотно дороги.

Ходовые (дневные) огни – это внешние световые приборы, которые применяются для улучшения видимости в светлое время суток в качестве более экономичной замены ближнего света.

Маркировка автомобильных фар

На рассеивателе каждой автомобильной фары имеется маркировка, установленная международным стандартом. Цифры и буквы говорят о характеристиках изделия, его особенностях и сфере использования. Структура маркировки:

  • верхний буквенный ряд обозначает категорию (B – противотуманная фара, C – фара ближнего света, H – фара для галогенных ламп, R – фара дальнего света, S – фара-лампа, PL – пластиковый рассеиватель);
  • средний ряд состоит из цифро-буквенных индексов – буква и цифра в кружке является знаком международного утверждения, далее следует код страны, выдавшей утверждение, и округленное значение силы светового потока (дальний свет);
  • наличие стрелки обозначает назначение фары для левостороннего движения, отсутствие – для правостороннего, двухсторонняя стрелка обозначает универсальность фары;
  • нижний ряд, также состоящий из цифро-буквенных индексов, представляет собой код официального утверждения.
Читайте также:  Выясняем что же лучше: вариатор или автомат?

Не стоит забывать о том, что фары любого вида требуют контроля над эффективностью работы, своевременного ремонта или замены. От состояния автомобильной оптики зависит безопасность водителя, пассажиров и прочих участников дорожного движения. Для регулирования или ремонта фар следует обращаться в специализированные автосервисы или СТО, где работают профессионалы высокого уровня.

Источник: https://v-mireauto.ru/vidy-far-avtomobilya/

Система внешнего освещения — назначение и принципы работы

Основное призвание системы внешнего освещения — обеспечивать водителю возможность передвигаться на автомобиле в темное время суток, обозначать себя на дороге, предупреждать других участников дорожного движения о каких-либо маневрах — будь то изменение направления движения, торможение или смена полосы движения.

В систему внешнего освещения входят фары головного освещения с лампами ближнего и дальнего света. Также в блоке фары головного освещения дополнительно установлены лампы указателей поворотов, габаритных огней, в зависимости от комплектации — лампы дополнительной подсветки при повороте

Существует огромное количество различных конструктивных решений и исполнений фар головного освещения. Одно можно сказать: с одной стороны конструкция упрощалась, а с другой — усложнялась и становилась дороже.

Но суть устройства была всегда одна — преобразовать свет ламы в 20–30 Вт в мощный световой поток, достаточный для освещения проезжей части на довольно большом расстоянии.

Для этого используют отражатели специальной формы, способные собирать и направлять поток света от лампы в нужном направлении и с требуемой мощностью. Также возможны варианты с установкой собирающей линзы.

Примечание Наверное, все в детстве выжигали на дереве различные рисунки с помощью увеличительного стекла. Для этого температура должна быть достаточно высокой, но сейчас не об этом.

Свет, попадая на увеличительное стекло, многократно усиливается (в зависимости от характеристики линзы) и на определенном расстоянии фокусируется.

  • Так и в случае с отражателем в фаре: он имеет изогнутую поверхность, напоминающую поверхность обычной линзы, а в центр этого отражателя помещена лампа.
  • На данном этапе развития технологий отражатели могут иметь довольно сложную форму для наиболее эффективного усиления и направления света лампы.

На данный момент в фарах головного освещения применяются галогенные или газоразрядные лампы ближнего и дальнего света.

Фары головного освещения выполнены таким образом, чтобы собирать и усиливать свет от ламп для лучшего освещения дороги.

Также стоит упомянуть о том, что сейчас все большее распространение начинают приобретать фары головного освещения со светодиодами. Технология дорогая, потому на данный момент применяется только на достаточно дорогих автомобилях.

Касательно передней части автомобиля разобрались. На задней части автомобиля установлены комбинации фонарей. Пример устройства такой комбинации представлен на рисунке 10.12.

Комбинации задних фонарей, в отличие от фар головного освещения, должны рассеивать свет ламп, чтобы водители попутных транспортных средств четко видели впередиидущий автомобиль и при этом не были ослеплены.

 Противотуманные фонари

Пожалуй, каждый хотя бы раз в жизни ездил на автомобиле в туман. Особое «веселье» вызывал очень густой и плотный туман ближе к вечеру, который зачастую побуждает просто остановиться и дождаться, пока видимость восстановится.

А что если нужно ехать? Для этого в систему внешнего освещения включили противотуманные фонари. Устроены они проще фар головного освещения, но мощность имеют такую же и устанавливаются ниже уровня основных фар.

Сделано это по одной простой причине: если в туман включить фары головного освещения, то свет от фар, отражаясь от мириадов частиц воды (собственно, основной состав тумана), будет создавать буквально в считанных метрах от автомобиля белую пелену, через которую не то что дорогу — вообще ничего не увидишь. А противотуманные фары из-за более низкого монтажа и мощных отражателей будут как бы пробивать слой тумана, освещая дорогу.

Источник: https://monolith.in.ua/structure-avto/sistema-vneshnego-osveshhenija/

Как устроены фары?

Водители задумываются о фарах только в двух случаях — когда они по той или иной причине по ночам не видят дорогу и когда их слепит встречная машина. Пока не перегорает лампа, о фарах обычно даже не вспоминают. И зря — ведь от них зависит не только комфорт, но и безопасность водителя.

Да и вообще эволюция автомобильного света и устройство современной фары интересны сами по себе.

В первых автомобилях использовались самые примитивные фонари — керосиновые либо ацетиленовые. Лет сто назад на место открытого пламени вставили электрическую лампочку.

С одной ее стороны имелся отполированный рефлектор, с другой — линза. Герметизации фар в то время не было, так что рефлектор очень быстро ржавел. И без того слабый свет становился еще тусклее, а главное, вокруг фары образовывался ореол, слепящий встречные автомобили.

Запрет на фары этого типа ввели в 1941 году.

Компьютеризованные системы настройки в процессе сборки тщательно выверяют положение контактов и нити в каждой лампочке. При этом выдерживаются допуски не более 0,01 мм. Это значит, что, заменяя лампу, вам не потребуется заново подстраивать направление фар.

  • Волосок для дальнего света расположен прямо в фокусе рефлектора, обеспечивая таким образом наилучшее освещение дороги.
  • Волосок для ближнего света немного отведен от точки фокуса, исходящий от него свет обрезается в верхней части и меньше травмирует глаза встречных водителей.
  • В конструкциях некоторых кварцевых ламп для эффективного обрезания верхних лучей используется металлический экран.
  • Герметичная лампа-фара мало отличается по своей сути от бытовой лампы — вольфрамовый волосок помещается в стеклянной колбе, заполненной инертным газом, но рефлектор установлен прямо внутри колбы.

Эти лампы, как и обычные бытовые, постепенно теряют яркость, так как вольфрам испаряется с волоска и оседает на стенках колбы. Фары с переключением ближний/дальний свет появились только в 1920-х.

До этого из-за огромных допусков тогдашней сборки все регулировки по направлению светового потока просто не имели смысла. Герметичные фары оказались весьма дешевы — в основном из-за унификации, позволявшей гнать огромные тиражи.

Фары выпускали нескольких типов, и стандартизированный подход связывал руки автодизайнерам, ограничивая возможность придать машине индивидуальный облик. С 1973 года автопроизводители стали заменять лампы-фары на светильники с галогеновыми лампами.

На габаритах и стопсигналах светодиоды используются относительно давно. Это новшество развязало руки дизайнерам, позволяя оформлять фонари в любом стиле.

Кроме того, светодиоды потребляют мизерные количества энергии, а загораются на 400−500 миллисекунд быстрее, чем лампа накаливания.

Это не так уж мало — едущий за вами и болтающий по мобильнику раззява, при скорости около сотни км/ч будет иметь запас метров 12 чтобы успеть нажать на тормоза.

Галогеновые лампы с 1980-х — самая распространенная основа для автооптики. Это небольшая лампочка, которая вставляется внутрь сборки из рефлектора и линзы. Благодаря современным герметикам и технологии сборки сейчас рефлекторы уже почти не корродируют из-за попадания влаги внутрь.

  1. Колба лампы из термостойкого кварца позволяет поддерживать весьма высокую температуру волоска, так что по цветовому составу свет получается существенно ближе к естественному дневному.
  2. Более высокая температура означает еще и то, что лампа имеет большую световую отдачу на единицу поглощаемой энергии.
  3. С другой стороны, вольфрамовый волосок из-за этого испаряется быстрее, и чтобы этому противостоять, галогеновые лампочки заполняют теперь не только инертным газом, но и парами брома или йода.
  4. Галоген вступает в соединения с парами вольфрама, а при контакте с раскаленным волоском эти соединения снова распадаются и вольфрам оседает на том же волоске.
  5. В лампах HID (High Intensity Discharge, газоразрядные высокой интенсивности, в просторечии «ксенон») вообще нет никаких волосков. Вместо них свет излучает высоковольтная дуга в атмосфере инертных газов.

Для зажигания этих ламп требуется высокое напряжение и высокий стартовый ток (когда лампа уже заработала, она потребляет гораздо меньше энергии и выдает больше света, чем обычная галогеновая). Кроме того, электрическая дуга выдает более равномерный световой поток, который проще фокусировать.

Есть тут, правда, и один недостаток — на то, чтобы лампа зажглась, прогрелась и начала выдавать полную мощность, требуется несколько секунд. Поэтому в некоторых машинах лампы HID используют для ближнего света, а для дальнего оставляют обычные галогеновые.

Альтернативный вариант — шторка с механическим приводом, тогда одна ксеноновая лампа может иметь распределение света под оба режима. Тем не менее, будущее автомобильного света специалисты отдают полупроводниковым технологиям — светодиодам.

Поскольку до сих пор не существует никаких стандартов на унифицированную светодиодную сборку, автопроизводителям приходится для каждой модели изготавливать оригинальную конструкцию, а это недешево. Но благодаря явным преимуществам (малый вес, стойкость к вибрациям, большие сроки эксплуатации, сверхнизкое потребление энергии) светодиоды, вероятно, вскоре вытеснят с рынка системы HID.

На дорогих машинах фары HID (ксенон) зачастую ставят в качестве штатного оборудования. На рынке запчастей и аксессуаров тоже предлагается множество разнообразных комплектов «ксенона».

(Нередки даже случаи, когда аббревиатурой HID маркируют обычные галогеновые лампы — так что будьте бдительны!)

В них, как правило, имеется дуговая лампа и система запуска — все как в оригинале, только посадочные места рассчитаны на то, чтобы лампа подошла к стандартной «галогеновой» фаре.

Такие комплекты стоят гораздо дешевле штатных, но… Форма вольфрамовой нити накаливания существенно отличается от формы электрической дуги. В результате распределение светового потока, исходящего от такой фары, оказывается совершенно непредсказуемым.

  1. Хотя водителю такой машины дорога будет видна прекрасно, встречным водителям не позавидуешь, поэтому такие самовольные переделки считаются незаконными.
  2. Производство таких лампочек представляет собой немалое достижение в области высоких технологий. После того как электроды запаивают в стеклянную толщу донышка, воздух отсасывают из лампы через верхушку колбы.
  3. Язычок пламени нагревает верхнюю часть лампы до размягчения, а поток жидкого азота охлаждает основание почти до -200°С. Внутрь колбы бросают гранулу замороженных газов (обычно это инертные газы плюс галоген).
  4. В тот же момент мягкую верхушку лампы закупоривают, и когда гранула испаряется, давление в колбе поднимается до 4−5 атмосфер.
  5. Европейские и американские нормы распределения светового потока (а следовательно, и конструкции фар) несколько отличаются.
Читайте также:  Выясняем что такое вариатор и как он работает

Для европейского света характерна более четкая светотеневая граница с подъемом справа, световой поток направлен на дорогу и правую обочину.

Такое распределение минимизирует ослепление встречных водителей и позволяет видеть «пассажирскую» обочину на большее расстояние. В американском свете светотеневая граница менее выражена, световой поток почти симметричен.

Галогеновая лампа излучает свет с температурой 3400 К (цветовая температура естественного солнечного света примерно 6000 К). Последнее время на дорогах появляются лампы с бело-голубым свечением, заметно отличающимся от привычного желтоватого.

Обычно это «тюнингованные» лампочки, в которых на колбу нанесены различные покрытия для имитации света от более дорогих газоразрядных ламп.

Цветовая температура действительно несколько выше, но светоотдача не повышается ни на грош, так что цель этого — только престиж.

Источник: https://www.PopMech.ru/vehicles/11631-kak-ustroeny-fary-svet/

Система освещения и световой сигнализации автомобиля

Безопасность движения автомобилей, особенно в темное время суток, во многом зависит от состояния и характеристик приборов системы освещения и световой сигнализации.

Световые приборы автомобиля предназначены для освещения дороги, передачи информации о габаритных размерах, предполагаемом или совершаемом маневре, для освещения номерного знака, кабины, салона кузова, контрольно-измерительных приборов, багажника, подкапотного пространства и т. д.

В обязательный комплект световых приборов для всех автомобилей входят не менее — две фары дальнего и ближнего света, по два габаритных огня и по два указателя поворота, установленных спереди и сзади, два световозвращателя и один фонарь освещения номерного знака, сигналы торможения.

В качестве дополнительных светосигнальных приборов устанавливают, кроме того, боковые повторители указателей поворота, опознавательные знаки автопоезда и прицепов, боковые световозвращатели, огни преимущественного проезда.

К необязательным световым приборам относят автомобильные противотуманные фары, фары-прожекторы, прожекторы-искатели, задние противотуманные фонари, фонари заднего хода, фонари увеличения габаритных размеров автомобиля, боковые габаритные и стояночные огни.

  1. Автомобильные световые приборы делят на осветительные и светосигнальные приборы. Оптическая система светового прибора включает лампу, отражатель и рассеиватель. Автомобильные лампы является источником света.
  2. Отражатель в виде параболоида вращения концентрирует световой поток, излучаемый лампой в малом телесном угле.
  3. В рассеивателе, выполненном из прозрачного материала, световой поток перераспределяется в вертикальной и горизонтальной плоскостях с помощью линз и призм, расположенных на его внутренней поверхности.
  4. К основным светотехническим параметрам световых приборов относятся площадь активной поверхности оптической системы, световое отверстие, телесный и плоский углы охвата, углы излучения и рассеяния, фокус и фокусное расстояние оптической системы, коэффициент отражения для отражателей и коэффициенты пропускания и поглощения для рассеивателей.

Активной поверхностью оптической системы является зеркальная поверхность отражателя. Ее проекция на плоскость, перпендикулярную оптической оси, называется световым отверстием. Оптическая ось светового прибора — это ось его симметрии.

Лучи, падающие на активную поверхность отражателя параллельно оптической оси, собираются в фокусе. С фокусом совмещают центр тела накала источника света.

Отрезок оптической оси от фокуса до вершины отражателя называется фокусным расстоянием.

Автомобильные световые приборы должны обеспечивать хорошую видимость и необходимую информативность в широком диапазоне расстояний и в различных погодных условиях, не вызывая ослепления участников дорожного движения в темное время суток. Большую часть информации о дорожной обстановке и состоянии автомобиля водитель получает через органы зрения.

  • Безопасность движения зависит от видимости объектов на дороге, которая, в свою очередь, определяется интенсивностью освещения, типом и состоянием дорожного покрытия, характеристиками органов зрения водителя и объекта на дороге.
  • С наступлением темноты видимость дороги и предметов на ней ухудшается вследствие недостаточной или неравномерной их освещенности.
  • Видимость ухудшается также во время тумана, дождя, снегопада или пылевой бури, при уменьшении прозрачности лобового стекла, а также с увеличением расстояния до объекта различения.
  • При движении в условиях ограниченной видимости увеличивается вероятность дорожно-транспортного происшествия. От дальности видимости зависит допустимая скорость движения автомобиля.
  • Безопасность движения обеспечивается в том случае, если дальность видимости дороги превышает путь автомобиля при торможении.

Водитель сильнее напрягает органы зрения в темное время суток при освещении дороги фарами. В темноте ограничено время обнаружения объектов на дороге, так как в поле зрения водителя они появляются на расстоянии, определяемом дальностью освещения дороги фарами. Поле зрения водителя ограничено углом рассеяния света фар.

При попадании в глаза водителя света фар встречного автомобиля или фонарей впереди идущего транспортного средства возможно как ослепление, так и ощущение дискомфорта. Дискомфорт становится ощутимее при повышении яркости световых отверстий фар, фонарей и увеличении их угловых размеров. Особенно тяжелые условия для органов зрения водителя возникают при переключении света фар и пр.

и колебаниях светового пучка фар автомобиля, движущегося по неровной дороге.

Для обеспечения наиболее благоприятных условий видимости при движении на дорогах в темное время суток световые приборы постоянно совершенствуются, разрабатываются конструкции фар с более рациональным светораспределением, устанавливаются устройства, автоматически ослабляющие слепящее действие фар при встречном разъезде автомобилей. В автоэлектронике, для управления светосигнальными приборами применяются электронные устройства.

С развитием автомобильного транспорта все большее внимание уделяется нормированию характеристик автомобильных световых приборов.

Увеличение объема международных автомобильных перевозок и развитие автотуризма обусловили создание в составе Европейской экономической комиссии при ООН (ЕЭК ООН) Комитета по внутреннему транспорту.

В рамках этого Комитета было подписано «Соглашение о принятии единообразных условий и о взаимном признании официального утверждения предметов оборудования и частей механических транспортных средств». В развитие этого соглашения разрабатываются прилагаемые к нему Правила.

В стандартах России на автомобильные световые приборы учитываются требования Правил ЕЭК ООН.

  • Автомобильные световые приборы, которые успешно прошли проверку на соответствие Правилам ЕЭК ООН, получают знак международного утверждения.
  • Знак международного утверждения представляет собой круг, в который вписана буква Е и номер страны, выдавшей разрешение на официальное утверждение. Знак наносится на рассеиватель светового прибора.

Номера странам присвоены в хронологическом порядке ратификации ими cоглашения (например, 2 — Франция, 7 — Венгрия). Под знаком или справа от него указывают порядковый номер официального утверждения.

Под знаком над порядковым номером официального утверждения может стоять горизонтальная стрелка. Для фар, сконструированных для эксплуатации в странах с левосторонним движением на дорогах, стрелка на фаре головного освещения направлена вправо.

Двухстороннюю стрелку имеют фары, которые вследствие перемещения лампы или оптического элемента могут быть использованы как при правостороннем, так и при левостороннем движении.

На фарах, используемых на дорогах с правосторонним движением, стрелка не ставится.

Стрелка на рассеивателях светосигнальных фонарей автомобиля указывает направление, в котором обеспечивается наибольший геометрический угол видимости в горизонтальной плоскости. При установке передних и задних указателей поворота острие стрелки должно быть направлено к близлежащей боковой части автомобиля, а при установке боковых указателей поворота — к передней части.

Над знаком официального утверждения фар головного освещения наносят квадрат, в который вписывают буквы С, R, S, Н. Единичные буквы С и R обозначают, что фара удовлетворяет международным нормам в отношении ближнего или дальнего света.

Наличие в квадрате двух букв CR свидетельствует о том, что оптическая система фары рассчитана на работу в режимах как ближнего, так и дальнего света. Для обозначения цельностеклянного оптического элемента (лампы—фары) в квадрат вписывают букву S.

Отсутствие буквы S означает, что использован металло-стеклянный элемент. Фары с дополнительной буквой Н в квадрате рассчитаны на применение только галогенных ламп.

Цифры справа от знака на фарах с галогенными лампами соответствуют округленному значению максимальной силы света галогенного оптического элемента при дальнем свете.

На рассеивателях задних габаритных огней в квадрате над кругом знака официального утверждения наносится буква R. Передние габаритные огни обозначают буквой А.

Знак официального утверждения указателей поворота отличается тем, что над кругом дано обозначение категории светового прибора. К категории 1 относятся передние указатели поворота, к категориям 2а и 2Ь соответственно одно- и двухрежимные задние указатели поворота. Различные типы боковых указателей поворота разделены на категории 3, 4 и 5.

Одно- и двухрежимную работу сигналов торможения кодируют знаками S1 и S2. Слева от круга знака официального утверждения на световозвращателях различных категорий ставятся римские цифры I, II и III.

Световозвращатели категории I предназначены для транспортных средств шириной 1,6 м и более, категории II — для транспортных средств шириной менее 1,6 м.

Световозвращатели категории III устанавливают на прицепы и полуприцепы.

Источник: http://www.xn--b1agveejs.su/avtoelektronika/292-systema-osvescheniya-signalizacii-avtomobilya.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector