Автомобильные отражатели (рефлекторы) фар

Свет от источника, типа нити лампы, при использовании соответствующего отражателя (рефлектора) и линзы может быть сформирован в различного вида лучи. Для передних фар, как правило, используются параболические, бифокальные или софокусные отражатели. Чтобы направить свет вбок от дороги и вниз используются линзы, которые служат также защитным стеклом фары. На рисунке показано, как линзы и рефлекторы могут быть использованы для задания направления луча света.

 

Рис. Характеристики света фар, получаемые при правильно подобранной конструкции линз и рефлекторов

Назначение отражателя фары заключается в том, чтобы собрать свет, излучаемый лампой во все стороны, в концентрированный пучок. Если нужно получить определенное направление к форму луча, важно положение нити лампы относительно рефлектора, это показано на рисунке а. Сначала источник спета (нить лампы) находится в фокусе, поэтому отраженный луч будет параллелен основной оси. Если нить находится между фокусом и рефлектором, то отраженный луч отклонится — то есть будет расширяться в сторону от основной оси. И наоборот, если нить будет помещена перед фокусом, то отраженный луч будет сходиться к основной оси.

Отражатель или рефлектор представляет собой гладкую, полированную поверхность, например медную или стеклянную, на которой осажден слой серебра, хрома или алюминия. Рассмотрим зеркальный отражатель, который «проседает внутрь» — так называемый «вогнутый отражатель». Центральная точка отражателя называется полюсом, и линия, проведенная через полюс перпендикулярно к поверхности, известна как главная оптическая ось. Если источник света перемещать по этой линии, то будет найдена такая точка, где исходящий свет создает отраженный луч, параллельный основной оси. Эта точка называется фокусом. Расстояние от фокуса до полюса называется фокусным расстоянием.

Параболический отражатель

Рис. Формирование ближнего света лампой со сдвоенной нитью

Парабола — кривая, похожая по форме на траекторию камня, брошенного под углом к горизонту. Если источник света помещен в фокус параболического отражателя (см. рис. а), пучок выходящих из отражателя лучей будет параллелен оптической оси; каждый луч от источника будет отражаться параллельно оси независимо от того, а каком месте луч попадает на поверхность отражателя. Следовательно, такой отражатель создает яркий параллельный отраженный пучок света постоянной интенсивности. С помощью параболического отражателя большая часть светового лампочки отражается вдоль основной оси, и только малая часть прямых лучей рассеивается как случайный свет.

Интенсивность отраженного света максимальна около оси луча и понижается при приближении к внешнему краю луча. На рисунке в общем виде показано устройство отражателя и лампочки, в которой нить ближнего света оборудована экраном. Это дает хорошую форму луча ближнего света и используется, главным образом, с асимметричными фарами.

Бифокальный отражатель

Бифокальный отражатель (см. рис. в), как и предполагает его название, имеет две секции отражения с различным фокусным расстоянием. Это помогает использовать больше света, падающего на нижнюю часть отражателя. Параболическая секция в нижней части имеет такую конфигурацию, чтобы отражать свет вниз, чем улучшает освещение ближней зоны непосредственно перед транспортным средством. Этот способ не подходит для ламп с двумя нитями, поэтому он используется только на транспортных средствах с системой четырех фар. При помощи мощных программ автоматизированного проектирования могут быть созданы отражатели с изменяемым фокусом из непараболических секций, что сгладит переходы между каждой областью.

Софокусный отражатель

Софокусиый отражатель (см. рис. г) составлен из множества секций, фокусы которых совпадают. Эта конструкция позволяет получить более короткое фокусное расстояние и, следовательно, модуль в целом будет иметь меньшие размеры по глубине. Эффективный световой поток также увеличивается. Для получении дальнего и ближнего света в модуле применяется лампа с двумя нитями.

Свет от главной секции отражателя обеспечивает освещение на большой дальности, а вспомогательные отражатели улучшают освещение ближней и боковой областей.

Полиэллипсоидальная система фары

Рис. Улучшенный луч ближнего света Полиэллипсоидальной фары

Полиэллипсоидальная система (poly-elipsoidal system — PES), показанная на рисунке, была предложена компанией Bosch в 1983 г. Она позволяет получить луч света столь же хороший, а в некоторых случаях даже лучший, чем обычные фары, но со светоотражающей площади менее 30 см2. Это было достигнуто при использовании отражателя и прожекторной оптики, разработанной при помощи программы автоматизированного проектирования (CAD). Защитный экран обеспечивает необходимую конфигурацию луча. Можно получить луч с четко определенной линией среза или, наоборот, с преднамеренным недостатком резкости. Новейшая система PES-Plus, которая предназначена для больших автомобилей, еще в большей степени улучшает освещение в ближней зоне. Эти источники света используют лампы только с единственной нитью и входят в систему с четырьмя фарами.