Автомобильные фары. устройство и принцип работы

Плюсы ясны, а где же минусы?

Казалось бы, столько пользы и положительных моментов, но, как говорится, и на солнце есть пятна.

Среди недостатков следует выделить:

  • Посредственную очистку. Порой струя практически ничего не решает и не справляется с поставленной задачей;
  • На скорости струя летит во все стороны, особенно в случае с веерными вариантами;
  • Расход омывающей жидкости. При наличии данной опции расход «омывайки» увеличивается в разы;
  • Зимние проблемы. Нередко зимой возникают проблемы с форсунками, они могут замерзать, причем не только они, но стекло фар. Да, есть зимние жидкости, но в большие морозы бывает всякое. Кроме того, телескопы могут заедать при слишком низких температурах, поэтому некоторые автовладельцы отключают данную опцию на зиму.

Типы фар

Если в фаре один рефлектор (односекционные фары), то он используется одновременно и для ближнего, и для дальнего света; при внимательном рассмотрении в нем можно увидеть конструктивно выделеные области, соответствующие ближнему и дальнему свету (рис. 1). В таких фарах используются двухнитевые лампы типа H4. В двухсекционных фарах соответственно два рефлектора, один из которых формирует дальний свет и находится как правило ближе к центру кузова, другой отвечает за ближний свет (рис. 2). Очень редко встречаются машины с двухсекционными фарами, одна секция в которых отвечает за ближний/дальний, а другая за противотуманный свет.

Устройство автомобильной фары

Содержит все компоненты фары – кабель, отражатель, лампу и т.д. Устанавливается в кузов автомобиля, защищает лампу от перегрева, влажности и механических повреждений. Изготавливается из термопластика.

Лампа излучает неполяризованный свет, лучи которого не имеет одного направления, а испускаются во все стороны. Отражатель собирает лучи и направляет его в сторону дороги. Внутренняя поверхность сделана из латуни, пластика или стекла и покрыта отражающим слоем серебра, хрома или алюминия.

Бывает двух видов: с рисунком и прозрачным покрытием.

1. Рассеиватель «с рисунком». Оптические элементы – углубления и засечки на линзе, рассеивают частично поляризованный отражателем свет, чтобы получить нужный угол освещения дороги. Конструкция устарела и сейчас используется крайне редко.

2. Рассеиватель с прозрачным покрытием не имеет оптических элементов. Используется для 3 типов фар: с биксеноновыми лампами, с дополнительной рассеивающей линзой, для фар свободной формы. Основная функция – защищать лампу от грязи и воды. Изготавливаются из стекла или пластика. Пластик имеет ряд преимуществ: более прочный, более легкий, из пластика легче сделать фару любого дизайна.

1. Лампа накаливания. Традиционный излучатель. Внутри стеклянной колбы создан вакуум, внутри которого вольфрамовая нить нагревается электрическим током до 2000 град С.

2. Галогенная лампа. Стеклянная колба заполнена буферным галогенным газом – йодом или бромом. Благодаря галогенам работает до 1000 часов. Галогены – 17 группа элементов в таблице Менделеева. Обладают общими свойствами – неметаллы, сильные окислители.

3. Газоразрядная лампа (HID). Свет излучает нагретый газ (ксенон). Работает до 2000 часов. Ксенон – благородный газ. Не имеет вкуса, цвета или запаха. Применяется в лампах накаливания, для лечения травм головного мозга, медицинской диагностики, как рабочее тело лазеров.

4. Светодиоды (LED). Работают на основе заполнения электронами пустых «дырок» в полупроводнике с выделением фотона. Многократное выделение фотонов приводит к свечению. Энергоэкономичны.

В общем, процесс излучения света фарой состоит в следующем: Излучатель испускает рассеянный свет, лучи которого направлены во все стороны. Отражатель собирает лучи и направляет их на рассеиватель. Рассеиватель снова распыляет лучи, чтобы получить свет нужной направленности.

По типу отражателя различают параболоидную систему, свободную форму и супер DE.

1. Пораболоидная система. Отражатель имеет пораболоидную форму. Старейшая технология, которая используется для распределения света, но редко применяющаяся сейчас. Для ближнего света используется верхняя часть отражателя, для дальнего – обе. Источник света расположен таким образом, что свет сначала попадает на верхнюю часть отражателя, затем идет на рассеиватель. Вертикальные оптические элементы в линзе распределяют свет в горизонтальном направлении, а призматические элементы распределяют свет на наиболее важные участки дороги. КПД – 27%.

2. Отражатель свободной формы . Наиболее распространенный тип. Форма отражателя не является правильной, а моделируется так, чтобы распределять свет на наиболее важные участки дороги. Благодаря особой конструкции все области отражателя используются для ближнего света. Свет приобретает направленность уже в отражателе, необходимости в линзах с оптическими элементами отсутствует. Горизонтальные отражательные сегменты создают асимметричное освещение, дополнительное освещая обочину. КПД – 45%.

3. Эллипсоидный. Излучатель располагается таким образом, чтобы подавать как можно больше света на определенные точки отражателя. Отражатель за счет праивильной эллипсоидной формы собирает свет и фокусирует на прозрачную линзу, которая рассеивает их. КПД – 52%.

Что такое светодиодные фары, и как они работают?

Большинство людей знают, что светодиоды – это источники света, основанные на светоизлучающих диодах, которые имеют ряд преимуществ как перед галогенными, так и перед ксеноновыми лампами. В том числе и в автомобильной промышленности. Но мало кто задумывается, что светодиоды по сравнению с галогенными лампами более дороги и сложны в процессе производства. Тем не менее светодиоды захватывают автопромышленность.

Почему? Все дело не только в их ярком освещении, но и в их невероятной энергоэффективности за счет того, что каждый используемый диод в фаре потребляет гораздо меньше энергии по сравнению с галогенными или ксеноновыми источниками света.

Большинство новых автомобилей сегодня оснащены светодиодными дневными ходовыми огнями. Что касаемо полноценных светодиодных фар, пока что в мире LED-фары не стали глобальным стандартом. Тем не менее с каждым годом все больше автомобилей получают в базовой комплектации полноценные светодиодные фары. В будущем, скорее всего, все автомобили (даже дешевые) будут поставляться только со светодиодами.

Производители, оснащая машины LED-лампами, преследуют одну цель – снижение расхода топлива и снижение вредных выбросов. При использовании светодиодных источников света в автомобиле падает нагрузка на электрическую цепь. Вот почему светодиоды становятся популярны во всем мире.

Также светодиоды производят кристально чистый свет. Новое же поколение матричных фар позволило достичь огромных успехов в адаптации автомобильного освещения в зависимости от дорожных условий. Это огромный шаг вперед по сравнению с галогенными, ксеноновыми и обычными светодиодными фарами. Единственный минус матричных фар – это невероятно дорогостоящая замена оптики в случае ее повреждения или поломки.

Как работают светодиодные фары?

Светодиод – это просто полупроводник, который излучает свет, когда через него проходит ток. Для того чтобы полупроводник начал светиться, необходимо ничтожно малое количество электричества. Из-за того что светодиоду нужно мало энергии, аккумулятор для поддержания освещения расходует гораздо меньше энергии по сравнению с галогенными или ксеноновыми лампами. Следовательно, чем меньше расходуется энергии, тем меньше идет нагрузки на двигатель для зарядки аккумулятора, что в конечном итоге влияет на экономичность автомобиля.

Ток в светодиодных фарах течет от катода к аноду, проходя через полупроводниковый материал, который по проводимости представляет собой что-то среднее между металлом и каучуком. В итоге полупроводник при прохождении электричества начинает испускать фотоны, которые и освещают дорогу впереди автомобиля.

Из-за простоты конструкции светодиода срок его службы может длиться более десяти лет. Тем не менее светодиодные фары – пока что новая технология. И как она себя зарекомендует, покажет время. К сожалению, пока нет 10-летних автомобилей со светодиодной оптикой, по которым можно было бы сделать вывод о реальном сроке службы светодиодных фар. Ведь в отличие от домашних светодиодных ламп LED-фары в автомобиле подвергаются постоянной тряске, вибрации, перепадам температур и т. п. И кто его знает, как долго будут служить светодиоды в автомобиле. Вполне возможно, что их надежность окажется под сомнением.

Что такое адаптивные светодиодные фары?

Стоит отметить, что не все адаптивные фары являются адаптивными светодиодными блоками. Адаптивный светодиодный блок – это фара, которая может менять направление и/или яркость в соответствии с дорожными условиями за счет изменения порядка свечения светодиодов в блоке и за счет изменения их яркости свечения.

Что такое светодиодные матричные лампы (Matrix), и как они работают?

В математике матрица определяется как прямоугольный массив чисел, организованный в строках и столбцах, которые рассматриваются как единый объект. Поменяйте «цифры» на «светодиоды и датчики» в этом определении и вы получите матричную концепцию автомобильного освещения.

Светодиодные матричные фары работают в паре с датчиками и камерами, которыми оснащен автомобиль.

Все эти датчики и камеры контролируют дорогу впереди, чтобы определять интенсивность движения и изменяемые дорожные условия (например, резкие повороты).

Все эти данные используются для интеллектуального освещения дороги за счет контроля освещения каждого светодиода в матрице. Но конечная цель матричной фары – сохранить как можно больше света без вреда встречному движению.

Плюсы

  • Энергетически эффективные источники света
  • Могут быть относительно недорогими
  • Долгосрочный прогнозируемый срок службы

Корректоры света

Первые фары с параболическим отражателем нуждались в механической регулировке при помощи специальных винтов. Сегодня все автомобили оснащаются устройством, меняющим высоту света из салона. Водитель приподнимает лучи или опускает их, в зависимости от рельефа местности и загруженности багажника. Называется такое устройство корректором.

Бывают механические, гидравлические, пневматические и электромеханические устройства. Чаще всего встречаются электромеханические корректоры. Их начали применять с середины девяностых годов 20 века и используют до сих пор в большинстве легковых автомобилей.

Сегодня корректором света фар оснащаются абсолютно все современные автомобили

С появлением ксеноновых ламп, понадобились автоматические корректоры. Они регулируют высоту лучей на основе телеметрических датчиков, отслеживающих высоту дорожного просвета.

Если вы решили самостоятельно установить в свои фары ксенон, учтите, что по ГОСТ Р 51709-2001 вам придется раскошелиться и на автоматический корректор, иначе серьезного разговора с инспектором ДПС не избежать.

Какая следует ответственность за установку ксеноновых ламп в фары с отражателями?

[media=https://www.youtube.com/watch?v=R9cFSHOQ6ok] 

Как мы уже выше сказали, установка ксеноновых источников света в автомобильные фары оборудованные отражателями под галогеновые лампы, по-просту — запрещена!

Так что, в соответствии с частью 3 статьи 12.5 КоАП РФ управление транспортным средством, на передней части которого установлены световые приборы с огнями красного цвета или световозвращающие приспособления красного цвета, а равно световые приборы, цвет огней и режим работы которых не соответствуют требованиям Основных положений по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностей должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения, влечет лишение водительских прав сроком от 6 месяцев до 1 года с конфискацией ксенонового оборудования и самих ламп. 

То есть, другими словами можно сказать, если вы незаконно установите на свою машину в фары ксеноновые лампы, которые не предназначены для данного вида источников света, то вас за это не оштрафуют, а сразу же лишат водительского удостоверения на предусмотренный законом срок, а после окончания такого срока лишения вам предстоит уже пересдать теоретический экзамен. Так что думайте и решайте сами. 

Ближний свет фар

В зависимости от дорожных условий, в темное время суток могут использоваться фары ближнего или дальнего света.

Ближний свет фар обеспечивает освещение дорожного полотна на 50-60 метров перед автомобилем. Также фары освещают правую обочину.

В мире приняты две системы светораспределения потока – европейская и американская. Каждая из них имеет свои особенности в структуре и принципах формирования пучка.


Европейская и американская системы светораспределения

Нить накала в фарах американских автомобилей располагается немного выше горизонтальной плоскости. Световой поток делится на две части, одна из которых освещает дорогу и обочину, а вторая направляется в сторону встречного автомобильного движения. Чтобы фары не слепили водителей, изменяется глубина отражателя, формирующего нижнюю часть светового пучка.

В европейских транспортных средствах нить накаливания расположена выше фокуса отражателя и заслонена специальным экраном, препятствующим попаданию светового потока на нижнюю полусферу. Благодаря такой системе фары европейского типа более комфортны для автомобилистов, едущих навстречу. Световой поток направляется вперед и вниз, непосредственно на дорожное покрытие перед автомобилем.

Отражатели.

До 1980-х отражатели делались из штампованного железа и имели форму параболы. В 1983 году на Остин Маэстро впервые поставили новые монофокальные отражатели. В 1980 году появляется технология CAD – система автоматизированного проектирования, которая позволяет делать отражатели любой формы. Верхняя часть отражателя может иметь форму ветки параболы, а нижняя быть произвольной формы, которая эффективней собирает пучки света и направляет их на рассеиватель или линзу. В 2000-х делались из стали. В настоящее время используется термопластик. Он легче, поверхность отражателя более ровная. Из пластика проще сделать нужный дизайн. Линзы. Обычно производятся из стекла. Необходимые требование: нет пузырьков или инородных вкраплений. В настоящее время чаще всего делают из поликарбонатов, у которых есть ряд преимуществ:прочные; очень легкие; свобода конструирования формы; противоцарапная поверхность.

Позже производители экспериментировали с прозрачными линзами. Новая форма отражателей собирала свет и формировала пучок лучей, который охватывал территорию нужного диапазона, что рассеиватель не требовался. Первым автомобилем, который был оснащен фарами с прозрачными линзами был японский Хонда Аккорд.

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. 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.

Что такое Би-Ксенон?

Термин Би-Ксенон означает, что автомобиль оснащен единой ксеноновой лампой, которая выполняет работу, как источник ближнего света, так и источник дальнего света. Те же машины, которые не оснащены Би-Ксеноновыми фарами, как правило, оборудованы либо галогенными лампами, либо комбинированными источниками света (ближний свет: ксеноновые лампы, дальний свет: обычная галогенная лампа накаливания).

В автопромышленности распространены два вида Би-ксеноновых фар.

Первый вид использует специальную шторку в линзе, расположенную вне колбы ксеноновой лампы. В итоге при включении дальнего света шторка направляет источник света в отражатель, который далее отправляет свет в линзу в спектре свечения для дальнего света.

При втором виде Би-ксеноновых фар используется специальная Би-ксеноновая лампа, которая например, при включении дальнего света самостоятельно сдвигает колбу свечения лампы относительно отражателя встроенного в линзу. В итоге свет на дорогу проецируется в спектре ближнего освещения.

Способы управления головным светом

Способ включения передних блок-фар в автомобиле зависит от марки, модели и комплектации машины. В бюджетных вариантах предусмотрен ручной способ управления оптикой. Водитель использует специальный переключатель, который может быть установлен под рулем или на панели управления.

В более современных и дорогих моделях присутствует устройство, автоматически включающее свет фар при определенных условиях. Например, оптика может начинать работу в момент запуска двигателя. Иногда устройство включения фар объединено с датчиком дождя или специальными элементами, реагирующие на уровень освещенности.


Главная задача передних блок-фар — освещать дорогу и обеспечивать безопасность в темное время суток

Как и другие элементы автомобиля, передние блок-фары продолжают совершенствоваться. Они приобретают не только яркий и технологичный дизайн, но и улучшенные световые характеристики. Однако главная задача головных фар остается неизменной и заключается в обеспечении безопасности водителя, его пассажиров и других участников дорожного движения в темное время суток. системе освещения автомобиля занимают передние блок-фары (головного света). Они обеспечивают безопасность поездок в вечернее и ночное время, освещая дорогу перед транспортным средс…» />

Функции основного освещения автомобиля для Европы

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

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

Описанные ниже правила установки отно­сятся к легковым автомобилям.

Ближний свет фар, установка

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

Ближний свет фар, осветительная техника

Вид измерительного экрана с точками измерения освещенности с требованиями Европы/ЕЭКТочки измерения ближнего и дальнего света фар

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

Ближний свет фар, переключение

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

Дальний свет фар, установка

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

Дальний свет фар, осветительная техника

Генерируется посредством источника света, расположенного в фокусе отражателя (рис. «Параболический отражатель» ), направляющего свет наружу вдоль пло­скости, параллельной оси отражателя.

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

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

Дополнительные лампы

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

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

Правила использования автомобильными фарами

Ближний свет фар совместно с габаритными огнями должен быть включен при движении автомобиля даже на освещенной городской дороге. Для Украины данное правило действует в период с 1 октября по 1 мая и только во время езды за городом.

При недостаточной видимости или в темное время, при движении в тоннелях водителю предоставляется на выбор включить дальний или ближний свет фар.

Во время разъезда за 150 метров до встречного транспорта дальний свет переключим на ближний. Также потребуется переключиться, если водитель встречного транспорта посигналит о возможном ослеплении.

Это основные требования Правил дорожного движения по использованию приборов внешнего освещения. Чтобы ознакомиться более подробно с порядком использования фар, можно заглянуть в ПДД.

РАЗДЕЛ 3: Другая важная информация / Разное

Теперь, когда мы рассмотрели все различные типы технологий передней автомобильной оптики, пришло время поговорить о некоторых возникающих вопросах. Так например давайте узнаем можно ли использовать в галогеновых фарах ксеноновые лампы и наоборот?

Как правило, для использования ксеноновых ламп передняя оптика должна быть оснащена линзой, которая проецирует свет на дорогу. Также ксеноновая оптика обязательна, как правило, оснащается корректором фар.

В основном в наши дни используется автоматический корректор фар, который изменяет угол наклона линзы, с целью обезопасить встречных водителей от яркого дневного света ксеноновых фар. Угол изменяется в зависимости от количества пассажиров внутри. В том числе все ксеноновые фары должны обязательно быть оборудованы омывателем оптики, поскольку ксеноновый источник света не эффективен при грязных фарах.

Что касаемо галогеновых ламп, то они в отличие от ксеноновых могут быть установлены в линзованную оптику. А как же светодиоды? Так как светодиодные лампы, как правило, имеют направленный источник света, то устанавливать их в фару с обычными отражателями не безопасно, так как в этом случае эффективность освещения дороги будет низкой. Поэтому большинство автопроизводителей оснащает светодиодную оптику линзами, которые проецируют свет от светодиодов на дорогу. Подробней об этом ниже:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт авто
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector