Светодиодные лампы h27 с Алиэкспресс после двух лет работы
Лампы работают уже два года нареканий на работу противотуманок просто нет! Хотя габаритные огни уже несколько раз менял.
Лампы работают уже два года нареканий на работу противотуманок просто нет! Хотя габаритные огни уже несколько раз менял.
По освещенным дорогам и улицам движение автомобиля осуществляется с включенным ближним светом фар или подфарников, по загородным дорогам и неосвещенным улицам — с дальним светом фар. При разъездах со встречным транспортом скорость движения должна быть снижена. Во избежание ослепления водителя встречного транспорта не менее чем за 150 м до разъезда дальний свет переключается на ближний (обратное переключение на дальний свет разрешается только после разъезда).
При наличии на автомобиле только одной действующей фары (в случае повреждения второй фары в пути) она должна находиться только с левой стороны.
При вынужденном движении без света скорость движения снижается до такого предела, при котором обеспечивается безопасность движения; при этом должны подаваться частые звуковые сигналы.
При движении автомобиля днем в туман, снегопад, сильный дождь и в условиях большой запыленности воздуха скорость снижается, подъемы и спуски преодолеваются на пониженной передаче, обгон не допускается, подаются частые звуковые сигналы, включается ближний свет или подфарники. Для лучшей видимости в этих условиях применяют специальные противотуманные фары, желтый свет которых хорошо проникает через туман, пыль, снегопад и дождь и не ослепляет водителей встречного, транспорта.
Частое переключение дальнего света на ближний и наоборот служит сигналом, предупреждающим водителя об обгоне; применяется оно при подъезде к закрытому повороту, нерегулируемому перекрестку, к вершине холма (перевалу), а также для связи между водителями буксирующего и буксируемого автомобилей.
Звуковой сигнал следует применять только в самых крайних случаях. В городах и населенных пунктах подача звукового сигнала запрещена вообще. Звуковой сигнал применяют как правило, только для предупреждения пешеходов; водителя обгоняемого транспорта, при подъезде к закрытому повороту (перевалу), при движении в тумане и для связи между водителями буксирующего и буксируемого автомобилей.
Звуковым сигналом рекомендуется пользоваться непродолжительное время, это сберегает аккумуляторные батареи и уменьшает шум.
Стоп-сигнал служит для предупреждения движущегося сзади транспорта о торможении автомобиля. Обычно стоп-сигнал конструктивно объединяется с задним фонарем. Включается стоп-сигнал автоматически; при нажатии водителя на тормозную педаль в заднем фонаре ярко загорается лампочка, хорошо видимая через красное (на фонарях с насадкой СМУ — синее) стекло даже при солнечном свете.
Для приведения в действие стоп-сигнала используются включатели с гидравлическим или пневматическим приводом.
Включатель с гидравлическим приводом приводится в действие давлением тормозной жидкости при нажатии на тормозную педаль. Под действием давления жидкости диафрагма 1 прогибается и перемещает металлический контактный диск 2, контакты замыкаются — ток поступает в нить лампы стоп-сигнала. При отпускании педали диафрагма и контактный диск под действием пружины 4 возвращаются в исходное положение — контакты 3 размыкаются.
Рис. Включатель стоп-сигнала с гидравлическим приводом: 1 — диафрагма; 2 — контактный диск; 3 — контакт; 4 — пружина
Включатель с пневматическим приводом по своему устройству подобен включателю с гидравлическим приводом, по отличается тем, что на диафрагму действует не тормозная жидкость, а сжатый воздух.
Указатели поворота, устанавливаемые по два сзади и спереди автомобиля, включаются водителем при помощи рычажка в кабине. При этом в цепь ламп вводится специальный прерыватель тока, вызывающий мигание лампы, что позволяет хорошо отличить сигнал указателя поворота от других сигналов.
Звуковой сигнал вибрационного типа состоит из корпуса 1, на котором укреплены электромагнит с обмоткой 3 и подвижной якорь 5 со стержнем 4, с которым плотно соединена мембрана 2. Другой конец стержня якоря соединен пружинной пластиной 8 с гайками 6 регулировки тона сигнала, навинченными на стержень 4. На корпусе сигнала установлены изолированные одна от другой контактные пластины 7 и 9, параллельно которым включен конденсатор 10, уменьшающий обгорание контактов. Подвижная контактная пластина 7 при замкнутых контактах соприкасается с гайкой 6.
Рис. Схема устройства и действия звукового сигнала: а — устройство сигнала; б — схема действия сигнала; 1 — корпус; 2 — мембрана; 3 — обмотка электромагнита; 4 — стержень; 5 — якорь; 6 — гайка регулировки тона сигнала; 7 и 9 — контактные пластины; 8 — пружинная пластина; 10 — конденсатор
Корпус сигнала закрывается полусферической крышкой. В передней части сигнала укреплены рупор или крышка мембраны.
Когда кнопка сигнала на рулевом колесе включена, ток поступает через замкнутые контакты пластин 7 и 9 в обмотку 3 электромагнита. Магнитное .поле обмотки притягивает якорь 5, преодолевая упругость мембраны. При этом гайка 6 размыкает контакты пластин 7 и 9 и магнитное поле исчезает; якорь под действием мембраны возвращается в исходное положение, контакты снова замыкаются и т.д. При нажатой кнопке мембрана все время колеблется. сигнал звучит.
Передние фары служат для освещения дороги. Фара состоит из корпуса 4, в котором помещается полуразборный оптический элемент 2 с лампочкой 6, закрепляемый на корпусе ободком 8. Корпус фары выполнен из тонкой листовой стали. Фары помещаются в передней части крыльев в гнездах или на специальных кронштейнах.
Рис. Фара: 1 — стекло-рассеиватель; 2 — полуразборный оптический элемент; 3 — установочный ободок; 4 — корпус; 5 — патрон; 6 — лампочка; 7 — отражатель (рефлектор); 8 — внутренний ободок; 9 — наружный ободок; 10 — винт крепления ободка
Оптический элемент состоит из отражателя 7 (рефлектора), патрона 5 с двухнитевой лампой и стекла-рассеивателя 1. Внутренняя поверхность отражателя покрыта слоем алюминия, вследствие чего она хорошо собирает лучи от лампы и отражает их на дорогу. Стекло-рассеиватель имеет рифленую поверхность, способствующую равномерному освещению дороги.
Рис. Подфарник: 1 — корпус; 2 — ободок; 3 — стекло; 4 — лампочка; 6 — патрон
Полуразборный оптический элемент вставляется в установочный ободок 3 корпуса фары и крепится к этому ободку винтами.
В фарах, расположенных внутри крыльев, ободок притягивается к корпусу фары тремя спиральными натяжными пружинами и двумя регулировочными винтами, при помощи которых можно изменять направление света фары.
Подфарники состоят из корпуса 1, ободка 2, стекла 3, патрона 5 и лампочки 4. Подфарники устанавливаются на крыльях автомобиля и часто комбинируются с указателями поворотов.
Рис. Задний фонарь со светомаскировочной насадкой: а — устройство фонаря;, б — положение при движении ночью; в — положение при движении днем; 1 — ободок; 2 — светомаскировочная насадка; 3 — защитное стекло; 4 — крышка; 5 — ось крышки; 6 и 7 — пружинные держатели; 8 — отверстие
Задний фонарь состоит из корпуса, разделенного перегородкой на две части, закрываемые при необходимости крышкой 4 светомаскировочного ободка 1. В верхней части фонаря размещена лампа стоп-сигнала, загорающаяся при торможении автомобиля ножным тормозом.
В нижней части фонаря находится лампочка, которая освещает через боковое стекло и вставку номерной знак и подсвечивает прорези в светомаскировочной насадке 2, являющиеся индикатором (определителем) расстояний до впереди идущей машины при движении в колонне ночью. Нижние прорези вставки закрыты красным светофильтром, а верхнее овальное отверстие стоп-сигнала — синим стеклом. Вставка закрыта снаружи защитным белым стеклом 3. Все детали насадки крепятся двумя винтами к корпусу фонаря светомаскировочным ободком 1.
Корпус фонаря без светомаскировочной насадки закрывается снаружи красным стеклом-рассеивателем. На стекло-рассеиватель в свою очередь надевается металлический ободок, который при помощи двух винтов плотно прижимает стекло-рассеиватель к корпусу фонаря.
Рис. Автомобильные электрические лампы: а — однонитевая лампа; б — двухнитевая фланцевая лампа; в — двухнитевая двухконтактная лампа; 1 — стеклянная колба; 2 — цоколь; 3 — штифты; 4 — стойка; 5 — нить накаливания; 6 — фиксирующие прорези
Поворотная лампа-фара служит для дополнительного освещения пути при объездах дороги или на крутых поворотах.
Лампа-фара поворачивается водителем в необходимом направлении вручную.
Лампа-фара отличается от обычной фары шарнирным креплением на кронштейне и тем, что ее стекло не имеет рассеивателя. Стекло лампы-фары гладкое, и поэтому она дает узкий пучок света большой силы.
Плафоны служат для освещения кабины и кузова автомобиля. Включаются плафоны так же, как и щитковые лампочки, при помощи переключателей на щитке приборов.
Подкапотная лампа устанавливается на передней стенке кабины. Она включается поворотом патрона в корпусе.
Электрические лампы, применяемые на автомобилях, бывают однонитевые и двухнитевые.
Лампа состоит из стеклянной колбы 1, наполненной инертным газом, и металлического цоколя 2. В середине колбы помещена металлическая стойка 4 для крепления нити накаливания 5 из тугоплавкого металла — вольфрама. Один конец нити присоединяется к цоколю (массе), другой — к изолированному от цоколя контакту.
На цоколе лампы имеются два штифта 3, входящие в прорези патрона; штифты удерживаются в прорезях вследствие давления на цоколь пружинных контактов патрона.
В двухнитёвой лампе к цоколю припаивается по одному концу каждой нити; другие концы нити раздельно подведены к изолированным контактам. Когда такая лампа вставлена в патрон фары и включен ток, то одна из нитей находится, точно в фокусе и дает дальний свет, а другая нить расположена выше и дает при включении ближний свет.
Точное положение нитей лампы достигается применением фланцевых патронов, имеющих три неравно расположенных штифта, на которые заходят фиксирующие прорези 6 фланца цоколя.
Рис. Центральный переключатель света: 1 — контактная пластина; 2 — стержень ползуна; 3 — кнопка; 4 — клемма провода к ножному переключателю света; 5 — клемма провода к подфарникам; 6 — клемма провода к заднему фонарю; I, II и III — положения кнопки переключателя
Центральный переключатель света состоит из контактной пластины (панели) 1, имеющей клеммы для проводов, ползуна со стержнем 2 и кнопкой 3. При передвижении ползуна провод, находящийся под током, соединяется с теми или другими потребителями тока. Переключатель света устанавливается на щитке приборов.
Переключатель имеет три положения:
Ножной переключатель служит для переключения в передних фарах дальнего света на ближний и наоборот. Он состоит из корпуса, крышки с контактами и клеммами, контактного диска, кнопки, штока и возвратной пружины. Контакты переключаются поворотом диска при нажатии ногой на кнопку штока. При нажатии на кнопку попеременно включается то дальний, то ближний свет. При включении дальнего света на щитке приборов одновременно загорается контрольная лампочка.
Рис. Светомаскировочные устройства: 1 — насадка на задний фонарь; 2 — переключатель режимов светомаскировки; 3 — откидная крышка; 4 — козырек; 5 — насадка; 6 — ножной переключатель света; 7 — соединительная муфта; 8 — контрольная лампа
Светомаскировочные устройства предназначаются для того, чтобы замаскировать движение автомобилей ночью. Светомаскировочные устройства (СМУ) состоят из двух насадок 5, надеваемых на фары вместо рассеивателей, переключателя 2 режимов светомаскировки, насадки 1 на задний фонарь, надеваемой вместо красного стекла-рассеивателя, и набора вставок для маскировки света подфарников и плафонов.
Насадка 5 в верхней части имеет две щели, закрываемые двухрядной линзой, прикрытой сверху козырьком 4. Нижняя часть насадки снабжена стеклом-рассеивателем, которое может закрываться откидной крышкой 3. Крышка в нижнем (стекло-рассеиватель закрыто) или верхнем (стекло-рассеиватель открыто) положении фиксируется пружинными защелками.
Чтобы уменьшить силу света при движении в условиях светомаскировки, в цепь нитей дальнего света ламп включается переключатель 2 режимов светомаскировки. Нити ближнего света фар при этом отключаются.
Переключатель представляет собой сопротивление, состоящее из двух спиралей, смонтированных на керамическом основании. Спирали укреплены на стойке, в вершине которой установлен нож выключателя. Включение переключателя в электрическую цепь автомобиля показано на рисунке.
Рис. Схема включения переключателя режимов светомаскировки в электрическую цепь автомобиля: 1 — аккумуляторная батарея; 2 — центральный переключатель света; 3 — переключатель П-29; 4 — фары
Когда автомобиль движется ночью в неугрожаемой зоне, крышки насадок фар и заднего фонаря подняты в верхнее положение; ручка переключателя режимов светомаскировки находится в положении «2» (сопротивление выключено) — дорога освещается полным светом. Такой режим светомаскировки называется незатемненным (НЗ). Автомобили следуют практически со скоростями, близкими к обычным. При разъездах автомобилей, оборудованных светомаскировочными устройствами, почти полностью отсутствует ослепление водителей светом, так как козырьки 4 фар снимают верхнюю часть светового пучка.
При движении автомобиля в угрожаемой зоне, где введен режим светомаскировки, крышки насадок фар опускаются, крышка насадки заднего фонаря остается в прежнем положении (поднята), так же как и ручка переключателя (положение «2»), Такой режим светомаскировки называется режимом частичного затемнения (43). При этом режиме свет от фар падает на дорогу на расстоянии 18—20 м от автомобиля в виде довольно яркого пятна овальной формы. Скорость автомобиля для безопасности движения ограничивается 30 км/час.
При движении в угрожаемой зоне может быть введен режим полного затемнения (ПЗ). Ручка переключателя в этом случае ставится в положение «1». В цепь ламп, таким образом, вводится дополнительное сопротивление, резко снижающее силу света фар, — дорога освещается тусклым пятном овальной формы. Скорость автомобиля для безопасности движения снижается до 25 км/час, в колонне — до 15 км/час.
При светомаскировке на место стекла-рассеивателя заднего фонаря ставится пластинка из пластмассы с четырьмя прямоугольными прорезями в нижней части и синим овальным стеклом в верхней. Пластинка укрепляется ободком с откидной крышкой. При движении ночью крышка насадки заднего фонаря вне зависимости от установленного режима светомаскировки должна быть поднята. При этом синий свет стоп-сигнала в момент торможения проникает лишь через небольшое отверстие и не демаскирует автомобиль. В нижней части насадки видны четыре красных прямоугольника (индикатор расстояний), необходимые для поддержания правильной дистанции между автомобилями при движении ночью в колонне.
Днем крышка насадки заднего фонаря должна быть опущена вниз. При этом видимость стоп-сигнала значительно улучшается.
Потребителями электрического тока на автомобиле являются:
Система зажигания карбюраторного двигателя служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндре в конце такта сжатия. Смесь воспламеняется электрическим разрядом — искрой между электродами искровой зажигательной свечи. Так как сжатая рабочая смесь оказывает значительное сопротивление прохождению тока между электродами свечи, то для преодоления этого сопротивления система зажигания преобразует, ток низкого напряжения (12 в) аккумуляторной батареи в ток высокого напряжения (12 000 — 16 000 в).
Стартер применяется при запуске двигателя для провертывания коленчатого вала с необходимой скоростью (60—80 об/мин).
Приборы освещения предназначены для освещения дороги.
Приборы световой и звуковой сигнализации служат для предупреждения пешеходов, водителей встречного и движущегося сзади транспорта о предстоящем повороте, торможении и о приближении автомобиля к препятствию.
Контрольно-измерительные приборы помогают водителю контролировать работу. систем охлаждения и смазки двигателя, системы электрооборудования, пневматических тормозов и количество горючего в баках автомобиля.
К потребителям тока относятся также электрические стеклоочистители, электродвигатели системы обогрева, а у дизеля — электрофакельный подогреватель.
Ребята делают автосвет на Mini Муга.
Парни восстанавливают фары на Silvia S15 Муга разными способами, в том числе весьма нестандартными…
Светодиодные индикаторы начали использовать много лет назад в приборных панелях и измерительных устройствах. Однако до недавнего времени не предполагалось, что светодиоды будут использоваться в качестве замены ламп для внешнего освещения. Светодиоды имеют намного более высокую надежность и существенно меньший расход энергии, а так же требуют меньшего объема обслуживания.
Недавние достижения в увеличении яркости и расширении цветовой гаммы этих приборов создали предпосылки для использования светодиодов вместо ламп накаливания. Чтобы получить светоотдачу наравне с обычной лампой, в настоящее время требуется не один светодиод, а группа. Но группа при той же светоотдаче потребляет только около 15% мощности лампы накаливания.
Лампа требует замены приблизительно после 1000 часов работы, тогда как светодиод может эксплуатироваться до 100 000 часов.
Недавно благодаря появлению сверхъярких светодиодов с нитридом галлия (GaN) и нитридом галлия, легированного индием (InGaN) началось вытеснение ими ламп накаливания. Синий цвет — ключевой вопрос для светодиодов, его необходимо добавить к матрице красных и зеленых диодов, чтобы произошло объединение трех цветов, и матрица могла излучать белый или любой другой цвет. Однако в то время как белый цвет может быть создан методом RGB, покрытие синего светодиода (InGaN) фосфором непосредственно создает белый свет, этот процесс обычно называется методом фосфорной конверсии.
Рад изготовителей сосредоточилось на производстве или закупке светодиодов InGaN. Недавно они упали в цене более чем на 50% и, как ожидается, то же самое произойдет еще раз а ближайшем будущем. Светодиоды становятся все более и более популярными для все менее традиционных вариантов использования.
Существуют две области автомобильного освещения, в которых постоянно несутся новые разработки — использование светоизлучающих диодов (LED) и газоразрядных ламп (GDL).
Типичным срок службы светодиодов равен 25-ти срокам службы ламп накаливания. Источники света на автомобиле должны выдерживать экстремальные изменения температуры и влажности, а также серьезные удары и вибрацию. Наилучшим образом для подобных условий подходят светодиоды. Они более дороги, чем лампы, но потенциальное снижение конструкторских затрат, обусловленное герметичностью модулей и большей свободой в выборе конструкции, могли бы перевесить дополнительный расход. Еще одно их преимущество состоит в том, что они включаются более быстро, чем обычные лампы, — это важно при их использовании в качестве стоп-сигналов.
Выгода ксенонового освещения заключается в том, что ксеноновая лампа испускает в два раза большее количество света, чем галогенная лампа, но потребляя при этом только половину ее мощности. Поэтому водитель может лучше видеть дорогу, а в автомобиле имеет место экономия энергии для питания других устройств.
Чистый белый свет, производимый ксеноновой лампой, подобен дневному свету. Исследование показало, что это позволяет водителям лучше концентрировать свое внимание во время езды. Практически срок службы ксеноновой лампы равен продолжительности жизни автомобиля, то есть лампа будет заменяться только в исключительных случаях.
Продвинутая система переднего освещения компании Visteon (Visteon Advanced Front Lighting System — AFS) включает инновационные электронные средства регулирования света фары таким образом, чтобы направление луча зависело от определенных условий движения, таких как направление и скорость транспортного средства. Водитель автоматически получает оптимальное распределение света в соответствии с конкретной ситуацией, которое, таким образом, улучшает видимость дороги и повышает безопасность ночного вождения.
Передовые системы переднего освещения включают:
Каждая система оборудована выключателем, датчиками, которые обнаруживают изменение внешних условий, электронным блоком управления, который обрабатывает данные от датчиков, и электронными исполнительными механизмами фар. Алгоритм управления каждой системой и приводами фар разработан компанией Visteon. Центральный процессор управляет светом фары в режиме реального времени, получает данные от датчика рулевого колеса (угол поворота руля), датчика скорости и датчиков осей установки фары.
Когда, например, транспортное средство огибает угол, у внешней фары сохраняется прямое направление лучи, в то время как луч внутренней фары освещает забегающий поворот. AFS реагирует на скорость транспортного средства, выбирая оптимальную функцию отклонения луча для различных скоростей. При активировании дальнего света система дополнительно поднимает луч ближнего света, чтобы еще более расширить диапазон обзора.
Одним из важнейших свойств систем компании Visteon является возможность учитывать потребности изготовителя. Система AFS может использовать рентабельные галогенные лампы. Собственные исследования компании Visteon показали, что хотя покупатели транспортного средства понимают выгоды технологии ксенона, их может отпугивать более высокая цена этой лампы. В зависимости от потребностей изготовителя системы AFS могут быть модифицированы для разнообразных дорожных условий. Они также могут быть реализованы на транспортных средствах с электрическими системами 14 и 42 В.
Системы AFS компании Visteon также обеспечивают дизайнерам автомобилей высокую степень гибкости при конструировании. Эти системы хорошо вписываются в недавно возникшую моду на фары прожекторного стиля, они также могут быть легко скомпонованы как модуль, состоящий из отдельных компонентов, в фаре отражательного стиля.
Компания Valeo развивает технологию фары, которую она называет «гибким светом» (Bending Light). Этот метод позволяет автоматически направлять свет с учетом изгибов дороги, чтобы ночью оптимизировать видимость перед автомобилем. Технология вносит существенный вклад в комфорт и удобство, уменьшая усталость водителя.
Система «гибкий свет» состоит из биксеноновой фары или рефлектора, которые могут поворачиваться относительно штатного положения. Чтобы дать больше света в зону поворота дороги, можно использовать дополнительную фару, рефлектор или комбинацию этих двух приборов. Моторизованным световым модулем внутри каждой фары управляет электронный блок, использующий сигналы от датчиков скорости, колес и руля. Если потребуется, можно также использовать связь со спутниковой навигационной системой (GPS).
Система «гибкий свет» является первой из адаптивных систем переднего освещения нового поколения, которые выпущены Valeo после проведения обширной исследовательско-конструкторской программы. Диапазон разработок включает 4 различных типа освещения:
Система «гибким свет» — интеллектуальная система управления фарами, которая оптимизирует освещение в ночное время на извилистых дорогах. Чтобы автоматически передать увеличенное количество света в дорожные изгибы, системы «гибкий свет» используют несколько конструктивных решений. Динамический «гибкий свет» (Dynamic Bending Lighi — DBL) использует лампу висмут-ксенон, размешенную в каждом модуле фары вместе с приводом и электронным блоком управления. Эта конструкция обеспечивает горизонтальное вращение лампы Bi-Xenon до 15″ от нормального («прямо вперед») положения. Поворотом управляет микроконтроллер, получающий в режиме реального времени по сети передачи данных транспортного средства сигналы от датчика угла поворота руля и датчиков скорости колес. Фиксированный «гибкий свет» (Fixed Bending Light — FBL) использует дополнительную лампу, интегрированную в модуль фары пол углом 45″.
Освещение современных транспортных средств непрерывно улучшалось в течение нескольких прошедших десятилетий. Галогенная технология, развитая компанией Hella, была внедрена в начале 1970 х, а технология ксенона в 1990-х. Эти технологии привели к появлению новых стандартов на освещение. Преимуществами этих систем были (и все еще остаются) их высокое качество освещения и точное распределение света. Однако интеллектуальные системы освещения будущего должны будут предложить автомобилистам еще большие преимущества, чтобы сделать движение более безопасным и приятным.
В сотрудничестве с автомобильной промышленностью компания Hella руководит проектом по разработке интеллектуальной передней системы освещения для будущих поколений автомашин. Исследование рыночной конъюнктуры, проводимое на всем европейском пространстве, позволило сделать анализ требований водителей к освещению их транспортного средства.
Согласно исследованию, европейские водители хотели бы, чтобы переднее освещение отвечало различным условиям, с которыми они сталкиваются: дневной свет, сумерки, ночь, въезд и выезд из туннелей и такие погодные ситуации, как дождь, туман или падающий снег. Они также хотели бы лучшего освещения на изгибах дороги. Водители хотели бы большего света на автострадах. Список их требований также включает лучший свет на обочине дороги и дополнительный свет для парковки в узком месте и для разворота.
Экспертам по освещению компании Hella, превращающим эти требования в интеллектуальную систему переднего освещения, приходится вести всестороннюю проработку деталей и развивать принципиально новые технологии освещения, которые разными способами будут способны удовлетворять водителей во всех упомянутых выше ситуациях, некоторые из которых приводят к противоречивым требованиям к распределению света.
Например, прямое освещение области непосредственно перед автомобилем желательно, когда шоссе сухое, но может ослепить встречного водителя, если дорога влажная. Свет, испускаемый выше линии среза луча, в тумане ослепляет самого водителя. А узкое распределение дальнего света для движения по скоростной автостраде не подходит на извилистых проселочных дорогах, где возникает потребность освещения более широкого пространства перед автомобилем, возможно, подкрепленного специальной фарой для изгибов или «динамической» системой освещения с регулируемой дальностью. Несмотря на широкое разнообразие всех этих структур распределения, ни одной нельзя разрешать ослепление встречных водителей.
Другая идея — огни, которые включаются автоматически. Неосвещенные транспортные средства постоянно обнаруживаются ночью, например при движении в центре города, потому что уличное освещение настолько хорошо, что некоторые водители не в состоянии заметить, что они двигаются без огней. То же самое явление наблюдается в тоннелях. В обоих случаях неосвещенные транспортные средства представляют значительный риск, потому что другие участники движения с трудом могут их разглядеть.
При помощи датчиков (которые уже установлены на некоторых транспортных средствах) интеллектуальная система освещения может опознать сколько-нибудь заметное изменение ситуации освещения и оказать соответствующую помощь водителю. Например, датчики солнечного света, которые уже существуют для того, чтобы управлять системами кондиционирования, или устройства для определения скорости могли бы поставлять данные интеллектуальной системе освещения.
Важные данные могли бы предоставлять дополнительные датчики для окружающего света и светового потока в поле зрения, способные идентифицировать, является ли дорога сухой или влажной, есть ли туман, прямая дорога впереди или с изгибом. В современных транспортных средствах с цифровыми электронными системами и шинными интерфейсами эти данные будут полезны не только для систем освещения, но также и для других систем, которыми управляют с помощью электроники, типа ABS или ASR, и смогут предоставлять водителю жизненно важную помощь, особенно в трудных ситуациях во время движения.
Если транспортное средство имеет «динамическую» систему фар, которая способна к сознанию различных структур распределения света, система может использовать данные, полученные от различных датчиков на транспортном средстве. Для начала могла бы внедряться автоматическая система динамического регулирования высоты луча и фар, которые автоматически поворачиваются из стороны в сторону. Кроме того, могли бы даже использоваться переменные отражатели, обеспечивающие широкий диапазон структур распределения света.
Экспертная система освещения (Expert Lighting System) — новая технология компании Valeo, разработанная с целью адаптировать луч фар к различным условиям дороги и трафика. Ближний свет приспосабливается к изгибам дороги, а дальний свет — к скорости транспортного средства. Эти функции освещения обеспечивают водителям:
Эти функции обеспечиваются дополнительными движущимися отражателями, которые вращаются в соответствии с положением руля (в соответствии с направлением обзора водителя). Дополнительный луч освещает область вне линии изгиба (или внутри линии), которая обычно не освещается традиционным ближним светом.
Адаптация дальнего света к скорости основана на смещении дополнительных зеркал внутри отражателя дальнего света. Луч дальнего света автоматически адаптируется по ширине и дальности в соответствии со скоростью транспортного средства.
Компания Valeo Lighting Systems разработала новые технологии сигнального освещения, чтобы внести больше разнообразия и новаций в концепции сигнальных ламп, которые играют ключевую роль в формировании стиля автомобиля.
Сигнальные дампы со структурой драгоценного камня базируются на технологически сложной форме, широко используемой в фарах. Структурой луча здесь полностью управляет не линза, а только отражатель, который в некоторых случаях может быть совмещен с промежуточным фильтром. Обычная линзовая оптика использует минимизированные по размеру призмы, что создает впечатление большей глубины и яркости.
С помощью этой технологии, в дополнение к традиционным «красным функциям» (стоп-сигнал, задние огни и противотуманные огни), огни заднего хода и поворота кажутся красными, пока не используются по своему основному назначению, а при работе испускают соответственно белый и желтый свет. Это возможно благодаря нескольким технологиям. В случае ламп с дополнительным синтезом цвета перед источником света помещаются цветные экраны. Их цвета подобраны так, чтобы в соединении с красной внешней линзой они окрашивали свет, испускаемый лампой, в соответствии с инструкциями: белый — для заднего хода, желтый — для сигнала поворота. Технологии дополнительного цвета использует внешнюю линзу с двумя цветами, которая объединяет красный цвет (доминанту) и его дополняющий цвет (желтый для сигнала поворота, синий для заднего хода). Комбинация этих двух цветов, красного и желтого для сигнала поворота, красного и синего для заднего хода, — создает цвет сигнала (янтарный или белый), предусмотренный инструкциями.
Линейные лампы задних огней могут легко быть согласованы с конструкцией автомобиля, если используются очень удлиненные лампы. Каждый функциональный световой прибор является узким (35 мм) и может иметь длину до 400 мм. Эти лампы используют оптические промежуточные экраны, которые выполнены настолько точно, что они не только отвечают нормативным фотометрический требованиям, но также создают очень гармоничный вид автомобиля в целом и обеспечивают отличное разделение между функциональными огнями. Эта новая технология особенно хорошо подходит для оформления задней части микроавтобусов и легких грузовиков.
LED (светоизлучающие диоды) и неоновые комбинированные лампы — уникальный способ объединить стиль и безопасность. Прежде всего, это инновационный стиль: благодаря своей компактности светодиоды и неоновые источники света увеличивают гибкость решений при конструировании автомобиля. особенно для подсвечивания обводов автомобиля и освещения бампера. Их однородный или пунктирный внешний вид подчеркивает отличия и высокую технологичность этих сигнальных ламп. Кроме того, повышается безопасность: время реакции новых источников приблизительно на 0,2 с меньше, чем у ламп накаливания, что обеспечивает дополнительное время для торможения, дающее выигрыш в 5 м для транспортного средства, идущего со скоростью более 120 км/ч.
Светодиодные стоп-сигналы верхнего расположения (centre high mounted stop lamps — CHMSLs) зажигаются на 0,2 с быстрее обычных ламп накаливания, улучшая время реакции водителя и обеспечивая дополнительный тормозной путь 5 м на скорости 120 км/ч. Вследствие малых габаритов светодиодные стоп-сигналы могут быть легко согласованы со всеми конструкциями транспортного средства независимо от того, установлены ли они внутри или интегрированы во внешнюю часть корпуса или спойлер. Срок их службы более 20 000 часов, что намного превышает суммарное время горения стоп-сигналов за весь период эксплуатации автомобиля. У каждого нового поколения светодиодов увеличиваются фотометрические показатели качества, что позволяет сократить их число, необходимое для выполнения функции стоп-сигнала. Это число в некоторых конфигурациях уже уменьшилось с 16 до 12 и должно уменьшиться еще в большей степени в следующие несколько лет.
Как и в случае светодиодов, неоновые лампы имеют почти мгновенное время реакции (увеличенная безопасность), компактны (гибкость конструирования) и работают более 2000 часов, что превышает суммарное время горения стоп-сигналов за весь период эксплуатации автомобиля. Кроме того, неоновые стоп-сигналы верхнего расположения очень однородны по внешнему виду и обеспечивают непревзойденную боковую видимость.
Газоразрядная лампа — источник света, излучающий энергию в видимом диапазоне. Физическая основа — электрический разряд в газах. В последнее время принято называть газоразрядные лампы разрядными лампами.
Сейчас на транспортные средства устанавливаются фары с газоразрядными лампами (gas discharge headlamps — GDL). Они позволяют обеспечить более эффективное освещение и предоставляют новые возможности для конструктивного оформления передней части автомобиля. Конфликт между аэродинамическим моделированием и подходящим положением ламп освещения — компромисс между экономией и безопасностью — крайне нежелателен. Новые фары вносят существенный вклад в улучшение этой ситуации, потому что они могут быть относительно малыми по своим размерам. Система GDL состоит из трех основных компонентов.
Газоразрядная лампа работает не так, как обычные лампы. Дня нее необходимо намного более высокое напряжение. На рисунке показан принцип действия газоразрядной лампы.
Рис. Принцип действия газоразрядной лампы
Система содержит блок зажигания и управления и преобразует электрическое напряжение источника питания системы в рабочее напряжение, необходимое газоразрядной лампе. Блок управляет стадией воспламенения и начала работы лампы, осуществляет ее регулировку в течение цикла непрерывной работы и, наконец, контролирует работу лампы с точки зрения безопасности. На рисунке показана схема лампы и связанные с ней компоненты.
Рис. Балластная система для управления газоразрядной лампой
Конструкция фары в целом подобна обычным модулям. Однако чтобы удовлетворить ограничениям в отношении ослепления других участников движения, в данной случае необходимо выдерживать большую точность параметров, что влечет дополнительные издержки производства.
Источником света в газоразрядной лампе является электрическая дуга. Поперечник колбы газоразрядной лампы всего 10 мм. Колба изготовлена из кварцевого стекла, в ней расположены два электрода, промежуток между которыми составляет 4 мм. Расстояние между концом электрода и опорной поверхностью лампы составляет 25 мм, это соответствует размерам стандартной галогенной лампы.
При комнатной температуре лампа содержит смесь ртути, солей различных металлов и ксенона под давлением. Когда лампа включается, ксенон сразу начинает светиться и испаряет ртуть и металлические соли. Высокая световая эффективность возникает за счет смеси паров металлов. Ртуть производит большую часть света, а металлические соли определяют цветовой спектр. На рисунке показан спектр излучения, создаваемого газоразрядной лампой в сравнении со спектром галогенной лампы. В таблице приведены различия между газоразрядной (DI) и галогенной (HI) лампами (цифры приблизительные и даны только для сравнения).
Рис. Спектр излучения газоразрядной лампы (вверху) в сравнении со спектром галогенной лампы
Таблица. Сравнение HI и DI ламп
Тип лампы | Видимый свет, % | Тепло, % | УФ излучение, % |
HI | 8 | 92 | 1 |
DI | 28 | 58 | 14 |
Высокий уровень ультрафиолетового излучения от газоразрядной лампы означает, что по соображениям безопасности требуется использовать специальные фильтры. На рисунке еще раз показана светимость газоразрядной лампы в сравнении с галогенной. Отдача газоразрядной лампы примерно в три раза больше.
Рис. Светимость газоразрядной лампы (DI) в сравнении с галогенной (HI)
Чтобы зажечь газоразрядную лампу необходимо последовательно пройти следующие четыре стадии:
Чтобы управлять описанными выше стадиями работы лампы, требуется балластная система. Для создания дуги необходимо высокое напряжение, которое может достигать 20 кВ. В течение разгона балластная система ограничивает ток, а затем ограничивает также и напряжение. Контроль потребляемой мощности позволяет световому потоку расти очень быстро, но предохраняет от превышения заданного уровня, которое уменьшило бы срок службы лампы. Балластная система также включает в себя схемы подавления радиоизлучения и схемы обеспечения безопасности.
Полный модуль фары может быть сконструирован различными способами, поскольку газоразрядная лампа производит в 2,5 раза больший световой поток при температуре, вдвое меньшей, чем у обычных галогенных ламп. Это предоставляет большие возможности в моделировании фары и, следовательно, в дизайне передней части автомобиля.
Если система GDL используется как луч ближнего света, требуются модули фар с автоматическим выравниванием потока света из-за высоких интенсивностей свечения. Однако использование её для дальнего света может создавать проблему вследствие природы процесса включения и выключения лампы. Подходящим решением может быть система GDL с непрерывным лучом ближнего света, снабженная дополнительно обычными фарами дальнего света (система с четырьмя фарами).
Рис. Упрощенная схема освещения
На рисунке показана простая схема освещения. Схема помогает понять, как работает система освещения, но в такой простой форме она теперь не используется. Например, противотуманные фары включены таким образом, чтобы работать только при включении габаритных огней или ближнего света фар. Другой пример, фарам не разрешается работать без включенных заранее габаритных огней.
Фары с ослаблением луча света — попытка предотвратить использование водителями только габаритных огней в условиях сумерек или плохой видимости. Согласно этой схеме при включении габаритных огней при включенном зажигании фары автоматически включаются приблизительно на одну шестую от нормальной мощности.
Если возникает какое-либо сомнение относительно видимости или условий освещенности, включите фары на слабый свет. Если автомобиль в хорошем состоянии, этот свет не будет разряжать батарею.
Огни слабого света обеспечиваются одним из двух способов:
В любом случае, когда водитель выбирает нормальный свет фар, регулятор освещенности не используется. На рисунке представлена упрошенная схема огней слабого света, использующая последовательно включенный резистор. Это самый дешевый метод, но возникает проблема, заключающаяся в том, что резистор (сопротивление около 1 Ом) сильно нагревается и, следовательно, должен быть помешен в соответствующем месте.
Рис. Упрощенная схема слабого света с последователным резистором
Технология теплового изображения обещает сделать ночное вождение менее описным. Инфракрасные системы теплового изображения в настоящее время готовятся к установке на автомобили. Отделение Cadillac компании General Motors теперь предлагает как опцию систему, названную Night Vision («Ночное Зрение»). После того как включается «ночное зрение», «горячие» объекты, включая животных и людей, обнаруживаются в виде белых фигур в тепловом изображении, как показано на рисунке.
Рис. Система Night Vision в действии
Инфракрасный участок спектра света был обнаружен еще в 1800 г. Уильямом Гершелем. Исследуя свет, проходящий через призму, Гершель обнаружил, что тепло уходит с лучами, которые он не мог видеть. Эту часть спектра называют инфракрасной (на латинском infra означает «ниже»), потому что частота лучей лежит ниже частоты красного света. Инфракрасный спектр начинается с длины волны приблизительно 0,75 мкм и простирается до волн длиной 1 мм. Каждый объект с температурой выше абсолютного ноля (-273 °С) испускает некоторое количество инфракрасного излучения.
На автомобиле блок видеокамеры устанавливается на монтажную стойку фары в центре автомобиля, позади передней решетки. Ее нацеливание выполняется точно так же, как и для фар. Положение посередине решетки было выбрано потому, что большинство передних столкновений являются смещенными ударами, а не полными лобовыми контактами. Как утверждается, датчик достаточно жесткий, чтобы, так или иначе, противостоять воздействию на бампер при скорости 9 миль в час (14,5 км/ч). Датчик сфокусирован на дальность 125 м перед автомобилем.
Внешняя линза датчика покрыта кремнием, чтобы защитить ее от царапин. Позади нее — две линзы, сделанные из черного стекла, названного «текалгенит» (tekalgenit). Это композитный материал, который пропускаем инфракрасный свет, но видимый свет через него проходить не будет.
Устройство немного походит на обычную камеру, но вместо пленки она содержит набор сегнетоэлектрических элементов из титаната бария — титаната стронция (BST). На подложке площадью 25 мм2 размещено 76 800 элементов (разрешение 320×240). Каждый элемент является температурно-зависимым конденсатором, емкость которого изменяется пропорционально количеству инфракрасного излучения, воспринятого элементом. Этот датчик — неохлаждаемая факельная плоская решетка (uncooled focal plane array — UFPA). Электрический нагревательный элемент поддерживает температуру UFPA 10 ‘С, что позволяет датчику работать при окружающей температуре от -40 до +85 ‘С.
Элементы UFPA реагируют на тепловую энергию объектов, чье излучение попадает на линзу. В датчике использована система механической развертки изображения по строкам. Между линзой и набором элементов датчика UFPA расположен тонкий кремниевый диск, вращаемый электромотором со скоростью 1800 об/мин. На поверхности диска протравлены расположенные по спирали лунки. Инфракрасное излучение блокируется этими лунками, но свободно проходит через гладкие участки. Считывание информации происходит путем опроса элементов датчика каждую 1/30 с, а блокировка «засветки» элементов на время считывания информации повышает чувствительность датчика. Полученный таким образом видеосигнал поступает на систему проекционного дисплея (system’s head-up display — HUD).
Дисплей, встроенный в приборную панель, проецирует черно-белое изображение, которое водитель видит около переднего края капота автомобиля. Объекты на изображении того же размера, как и наблюдаемые UFPA, что помогает водителю судить о расстоянии до них.
Теперь можно использовать газоразрядную лампу (gas disharge lamp — GDL) как центральный источник для освещения всего транспортного средства. Развитие этой новой системы фар позволяет сократить размеры фар при той же самой мощности или обеспечить улучшенное освещение при прежних размерах. Использование газоразрядной лампы в качестве центрального источника света для всех огней транспортного средства показано на рисунке.
Рис. Использование газоразрядной лампы в качестве центрального источника света для всех огней автомобиля
Принцип такого источника света состоит в том, что свет от мощного источника света распределяется фарам и другим лампам по световоду или стекловолокну. Свет от газоразрядной лампы вводится в оптическое волокно через специальные линзы и выводится из световода подобным же образом, как показано на рисунке. Выходная линза со структурированным покрытием обеспечивает необходимое распределение света. Для управления световым потоком можно использовать заслонки или даже электрохроматические выключатели (цветные фильтры с управляемым светопропусканием).
Рис. Свет от газоразрядной лампы входит в световод и выходит из него через специальные лампы
Может оказаться проблемой выделение тепла внутри оптоволокна, но прозрачное для инфракрасных лучей покрытие на отражающей поверхности поможет облегчить эту проблему. Световодная система имеет сравнительно низкую фотометрическую эффективность (10—20% в лучшем случае), но очень эффективный источник света все же делает этот технический прием реальным. Одно из главных его преимуществ в том, что он способен улучшить распределение света главной фары. Из-за нормативных ограничений, связанных с ослеплением, обычные огни не освещают в достаточной степени область дороги непосредственно перед линией среза луча. Поэтому можно использовать несколько пучков стекловолокна, чтобы при любом распределении нагрузки направить свет на требуемые зоны дороги.
Центральный источник света может быть помешен в любом месте транспортного средства. Требуется только один источник, но по соображениям безопасности разумно, чтобы использовался и второй. В настоящее время на автомобиле используется 30-40 ламп, и это число могло бы быть уменьшено. Единственный источник света вполне мог бы найти применение для задних фонарей транспортного средства, что позволило бы выполнить их с полной глубиной всего 15 мм. Обеспечение светом при этом могло бы осуществляться от единственной лампы обычного типа.
Белый свет источников Blue Vision («Синий Свет») компании Philips стимулирует концентрацию внимания водители, делает ночную езду менее утомительной и намного лучше отражается от дорожной разметки и знаков. Новые лампы фар и баковых огней отвечают всем требованиям европейского законодательства по безопасности и движения. Лампы непосредственно взаимозаменяемы с существующими лампами.
С внедрением источников Blue Vision система автомобильного освещения компании Philips указывает путь вперед, к будущему совершенствованию передних ламп автомобиля. Будущее приходит как… белый свет Blue Vision по той простой причине, что лампы Blue Vision воспроизводят дневной свет… в ночных условиях!
Благодаря фильтрации УФ-диапазона кварцевым светофильтром по технологии, разработанной компанией Philips для галогенных ламп. Blue Vision может благополучно использоваться для всех фар. Однако напомним еще раз, что галогенные лампы не сравнимы с ксеноновыми газоразрядными лампами, которые сейчас устанавливаются как оригинальное оборудование на все большее количество автомобилей во всем мире.
Риск повредить автомобиль или разбиться в транспортом происшествии намного выше ночью, чем днем, несмотря на менее интенсивное движение. И хотя только 33% несчастных случаев происходят в сумерках или в темноте, число людей, получивших серьезные повреждения, увеличивается ночью на 50%, а число случаев со смертельным исходом — на 136% по сравнению с теми случаями, которые происходят в дневное время.
Наряду с такими факторами, как самоослепление, вызванное влажной дорожной поверхностью, более высокая скорость из-за меньшей плотности транспорта и сокращение примерно на 25% расстояния, поддерживаемого до впереди идущего автомобиля, очень важную роль играют причины, относящиеся к физиологии глаза.
Глаза стареют быстрее, чем любой другой орган чувств. Возможности человеческого глаза начинают заметно ухудшаться со столь раннего возраста, как 30 лет! Последствия этого — сокращение остроты зрения и контрастной чувствительности, когда свет начинает бледнеть, — очень редко замечаются автомобилистами, поскольку эти функциональные недостатки развиваются медленно.
Рис. Свет ксеноновых фар — слева, галогенных — справа
Однако зрение — даже человека со здоровыми глазами — значительно ухудшается ночью. Связанные с этим факторы риска — замедленная адаптация к изменениям между светлым и темным, ослабленное цветовое зрение и медленный переход от особенностей освещения дня к ночи, которые, учитывая эффект привыкания, могут внушить автомобилисту ложное чувство безопасности.
Компания Hella — в течение последних 100 лет лидер в разработке и производстве инновационных фар и ламп систем освещения — постоянно улучшает ксеноновые технологии, которые единственные предлагают источники более яркие, чем обычные вольфрамовые лампы, и с качеством дневного света.
Однако одной хорошей ксеноновой фары недостаточно, чтобы перевести дополнительное количество и качество света в повышенную безопасности. Например, для того, чтобы избежать опасности ослепления встречным транспортом, комплект дополнительного оборудования должен включать оборудование для очистки фары и автоматические корректоры луча. Только вся система в целом в состоянии обеспечить явное преимущество по безопасности для всех участников движения даже при самых неблагоприятных погодных условиях. Это означает, что даже при дожде, тумане и снеге улучшается объемное зрение, а способности автомобилиста ориентироваться ограничиваются в меньшей степени.
Согласно опросам, уже сегодня 94% пользователей ксеноновых фар убеждены в их преимуществах. То, что видимость ночью улучшается, заявляют 86% пользователей, а для людей за пятьдесят эта цифра вырастает до 90%. Видимость при дожде, по оценкам, становится на 80% лучше, в то время как 75% участников этих опросов отметили увеличение безопасности для велосипедистов и пешеходов, как следствие более широкого луча при освещении дорога. Тот же самый процент утверждает, что благодаря ксеноновому свету спали более заметны препятствия на дороге.
Чтобы повышение активной безопасности стало доступным для как можно большего числа пользователей дороги, автомобильная промышленность все больше акцентируется на применении ксеноновых фар как стандартного оборудовании или как дополнительной опции. Ежегодное потребление ксеноновых фар в Европе, по оценкам, возросло до более двух миллионов штук к 2000 г. В данный момент уже более 1 миллиона автомобилей оборудованы ксеноновыми фарами.
Ксеноновая лампа — это газоразрядная лампа, заполненная смесью инертных газов, включая ксенон. Лампа не имеет никакой нити, как в случае с галогенной лампой, а область свечения создастся между двумя электродами. Как это имеет место и с другими газоразрядными лампами, ксеноновая лампа снабжается электронным стартером для быстрого зажигания и для правильного функционирования нуждается в системе электронного балласта.
Ксеноновая лампа обеспечивает более чем в два раза большее количество света, чем галогенная лампа, потребляя при этом только половину ее мощности. Поэтому не только водитель может видеть дорогу более отчетливо, но и у автомобиля остается больше мощности для других устройств. Кроме того, это благоприятно для окружающей среды, поскольку меньшая мощность означает меньше потребление топлива. Ясный белый свет, создаваемый ксеноновой лампой, похож на дневной. Исследование показало, что он позволяет водителям лучше концентрироваться на дорожной обстановке. Более того, специфический спектр этого света обеспечивает лучшее отражение луча oт дорожной разметки и знаков, чем спектр обычного освещения. Лампа на основе ксенона также вносит заметный вклад в дорожную безопасность в случае ограниченной вследствие погодных условий видимости. При этом срок службы лампы практически равен сроку службы автомобиля, то есть лампа должна заменяться только в исключительных случаях.
Свет, создаваемый ксеноновой лампой, реально не синий, а белый, и прекрасно согласуется с ограничениями международных спецификаций для белого света — свет только кажется синим по сравнению с более теплым «желтоватым» светом галогенной лампы. Однако он кажется точно белым по сравнению с дневным светом. Технически возможно изменить оттенок производимого света, но это привело бы к существенной потере интенсивности, что снивелировало бы специфические преимущества ксенонового света.
Международные инструкции для автомобилей по распределению светового луча и его интенсивности очень строги. Свет ксенона хорошо укладывается в ограничения обоих условий. Кроме того, ксеноновое освещение не так раздражает, как обычное. Так как у данного освещения границы перехода «свет—темнота» более контрастны, меньше света отражается в глаза встречных водителей. Увеличенное (в два раза) количество производимою света используется, главным образом, чтобы достигнуть более высокой интенсивности и лучшего распределения света на дороге. Кроме того, и края дороги освещаются лучше. В международных инструкциях относительно использования света ксенона существуют три условия:
Эти три условия вместе с исключительным сроком службы ксеноновой лампы заметно уменьшают риск неправильной установки фар. Использование галогенных ламп влечет за собой намного более высокий риск.
Иногда кажется, что свет ксенона раздражает встречных водителей. При нормальных обстоятельствах водители смотрят прямо вперед, однако из-за заметного цвета ксеноновых ламп водители склонны направлять взор на фары. То же самое явление было установлено опытным путем во время введения галогенных фар в 1960-х. В те дни люди тоже говорили «что за раздражающий белый свет». Введение ксеноновых фар, поэтому, приведет к некоторому периоду, в течение которого водители будут привыкать к новым фарам. На рисунке показаны ксеноновые лампы от компании Hella.
Рис. Ксеноновые источники света компании Hella
Коммерческие индикаторы на основе светоизлучающих диодов (light emitted diode — LED) были впервые выпущены в 1968 г. Почти сразу же появились предложения относительно возможные применений диодов в автомобиле. LED, конечно же, нашли применение во внутреннем оформлении транспортного средства, особенно в индикаторах приборной панели. Однако до недавнего времени регулирующие инструкции фактически запрещали использование светодиодов для внешнего освещения. Небольшое изменение в законодательном языке — переход от «светоизлучающей лампы» к «источнику света» — наконец позволило использовать другие устройства освещения, помимо нитевых ламп.
Преимущества светодиодного освещения очевидны, самое большое из них — надежность. Светодиоды имеют типичную наработку на отказ более 50 000 часов по сравнению только с несколькими тысячами для обычных ламп. Окружающая среда, в которой должны функционировать огни транспортного средства, как минимум, враждебна к ним. Лампы должны выдерживать экстремальные изменении температуры и влажности, так же как и серьезные удары и вибрации.
Светодиоды более дороги, чем лампы, но потенциальная экономия, обусловленная герметичностью используемых модулей и большей свободой в выборе конструкций фонарей, могла бы перевесить дополнительный расход. Ещё одно преимущество светодиодов состоит в том, что они включаются более быстро, чем обычные лампы: примерно 130 мс для светодиодов, и 200 мс для ламп. Это время переключения очень важно. Например, если речь идет о включении сигнала торможения транспортного средства на высокой скорости, то увеличенное время реакции соответствует задержке остановки примерно на длину автомобили. Это преимущество — потенциально серьезный вклад в дорожную безопасность.
Большинство основных изготовителей автотехники ведут исследования по использованию светодиодного освещения. Много времени тратится на рассмотрение предложений использовать светодиоды в качестве стоп-сигналов верхнего расположения. Стойкость светодиодов к ударам позволит устанавливать их на крышке багажника. В автомобилях с откидным верхом, которые не имеют заднего стекла, это применение просто идеально. Многие изготовители сейчас конструируют задние спойлеры со встроенными огнями, это перспективное направление с точки зрения обеспечения безопасности.
Габаритные огни тяжелых транспортных средств — вот область использования, где светодиоды оказались очень популярными. Многое изготовители освещения уже производят огни для послепродажной установки. Возможность использовать герметичные модули сильно увеличивает продолжительность жизни светодиодных узлов. Повторители указателей поворота — как раз подходящее место для них вследствие тяжелых условий эксплуатации.
Существует много типов оборудования для установки луча, и большинство из них работает по принципу, представленному на рисунке. Метод похож на метод, использующий панель нацеливания луча, но удобнее и точнее благодаря облегчению процесса и меньшему требуемому объему помещения.
Рис. Принцип автоматической установки луча
Чтобы установить фары автомобиля, используя панель нацеливания луча, нужно выполнить следующую процедуру:
Рис. Панель нацеливания луча фары
Хорошая фара должна создавать мощный, далеко распространяющийся центральный луч, вокруг которого свет распределен по горизонтали и вертикали так, чтобы освещать как можно большую область поверхности дороги. Формирование луча может быть значительно улучшено при пропускании отраженных лучей света через блок прозрачных линз. Линза служит для перераспределения отраженного луча света и любых случайных лучей так, чтобы при минимуме яркости было достигнуто наиболее полное освещение дороги. Блок призматических линз показан на рисунке.
Рис. Блок призматических линз
Линзы действуют по принципу преломления света — то есть изменения направления лучей света, при прохождении «в» или «из» прозрачной среды, такой как стекло (пластмасса на некоторых современных фарах). Передняя крышка и стеклянная линза фары делится на большое количество маленьких прямоугольных зон, причем каждая зона формируется оптически в виде вогнутой бороздки или комбинации бороздок и призм. Форма этих зон такова, что когда почти параллельный луч проходит через стекло, каждый индивидуальный элемент линзы перенаправляет лучи света, создавая в итоге улучшенные характеристики направленности или структуры луча.
Бороздки управляют горизонтальным распространением света. В то же самое время призмы резко отклоняют лучи вниз, чтобы создать локально освещение дороги рассеянным светом непосредственно перед транспортным средством.
Многие фары теперь изготавливаются с гладкими стеклами; это означает, что направленность всего светового потока формируется только отражателем.
Для внешних огней существуют регулирующие инструкции. Далее приведена их обобщенная и упрошенная интерпретация. После каждого подзаголовка в скобках приводится диапазон допустимой световой интенсивности.
Транспортное средство должно иметь два источника переднего габаритного освещения каждый с мощностью минимум 7 Вт. В большинстве транспортных средств габаритные огни встроены в модуль фары.
Как и в предыдущем случае, должны быть установлены два огня, причем каждый с мощностью не меньше 5 Вт. Огни, используемые в Европе, должны быть маркированы буквой «Е» и давать рассеянный свет. Они должны располагаться в пределах 400 мм от края транспортного средства и расстояние между ними должно быть более 500 мм. Высота огней должна составлять от 350 до 1500 мм над уровнем земли.
Эти два огня обычно объединяются с задними огнями. Они должны иметь мощность от 15 до 35 Вт каждый, рассеянный свет и должны загораться, когда задействуется рабочая тормозная система. Стоп-сигналы должны бить расположены симметрично, от 350 до 1 500 мм выше уровня земли и на расстоянии не менее 500 мм друг от друга. Теперь разрешаются дополнительные стоп-сигналы верхнего расположения. Если они установлены, то должны работать совместно с основными тормозными сигналами.
Могут быть установлены не более двух ламп сигналов заднего хода, каждая мощностью максимум 24 Вт. Свет этих ламп не должен ослеплять. Лампы должны включаться автоматически от коробки передач или от выключателя, объединенного с индикатором предупреждения. Теперь часто в сочетании со схемой включения этих огней устанавливаются предупреждающие звуковые сигналы, особенно на большегрузных транспортных средствах.
Компания Volvo использует огни дневного освещения, поскольку они фактически требуются в Швеции и Финляндии. Эти огни включаются вместе с зажиганием и должны работать только совместно с задними огнями. Их функция заключается в том, чтобы показывать, что транспортное средство движется или собирается начать движение. Они выключаются при парковке или когда включаются передние фары.
Могут быть установлены один или два фонаря. Если применен только один фонарь, то он должен быть установлен с краю или по оси транспортного средства. Задние противотуманные фонари должны находиться на высоте от 250 до 1030 мм выше земли и на расстоянии более 100 мм от любого стоп-сигнала. Потребляемая мощность — обычно 21 Вт. Огни должны быть включены только тогда, когда используются фары или передние противотуманные фары.
Если устанавливаются передние огни подсветки (вспомогательные огни движения), они должны располагаться на высоте от 500 до 1200 мм выше земли и не менее чем в 400 мм от боковой стороны автомобиля. Если их луч не направлен вниз, тогда они должны работать только совместно с основными фарами. Передние противотуманные фары устанавливаются не выше 500 мм от земли и могут применяться только в тумане или при падающем снеге. Лампы подсветки разработаны так, чтобы создать длинный пучок света для освещения дороги на большом расстоянии. Противотуманные фары создают резкую линию света для освещения дороги непосредственно перед автомобилем без отражения назад или яркого потока света вперед.