Какой светотехникой могут похвастаться современные авто?
Любой уважающий себя и своих клиентов автопроизводитель оснащает свою продукцию таким набором:
- головные фары (передние);
- задние фонари;
- указатели поворота;
- передние и задние противотуманные фонари;
- дневные ходовые огни;
- габаритные огни;
- внутренние осветительные приборы.
Подобная схема освещения автомобиля является практически стандартом. Роль головных фар, наверняка, понятна без лишних слов – это освещение дороги впереди. Какой бы конструкции они не были, у них всегда есть два режима работы: ближний и дальний свет.
Первый менее интенсивен и его луч направлен так, чтобы не слепить едущих навстречу водителей. Дальний – максимальный и освещает дорогу на большую дистанцию. Так, к примеру, ультрасовременные лазерные фары, как заявляют разработчики, могут качественно светить на 500 м впереди авто.
Довольно часто передние фонари конструктивно объединены с другой оптикой, в этом случае их называют блок-фарами. В этот блок могут входить указатели поворота, габаритные огни (обозначают размеры авто в ночное время при выключенной основной оптике) и дневные ходовые огни (считается, что они улучшают видимость машины днём).
Задние фонари также, как правило, блочные. В их составе всё те же поворотники и габариты, но основным элементом этой конструкции выступает стоп-сигнал – он призван информировать своим ярко-красным свечением автомобили, едущие сзади, о том, что водитель решил притормозить.
Помимо вышеперечисленных, на корме машины находится фонарь заднего хода. Он имеет белое свечение и также может быть частью блочной конструкции.
Не менее ответственную работу в системе освещения автомобиля, чем передние фары и стоп-сигнал, выполняют указатели поворота. Как мы уже упомянули, они имеется в передней и задней части авто, но в дополнение к этому дублируются ещё и по бокам – встраиваются или в крылья, или в обтекатели зеркал заднего вида. Поворотники имеют жёлтый цвет и при включении мигают с интенсивностью 1 или 2 раза в секунду.
Отдельных слов заслуживают противотуманные фары. В большинстве случаев они являются опциональным элементом, а в некоторых странах вообще под запретом. Тем не менее, считается, что такой фонарь помогает улучшить видимость дороги в плохих метеоусловиях.
Достигается улучшение благодаря широкому лучу света, верхняя часть которого отсечена. В этом случае свет не отражается от мелких капель и не слепит водителя.
Рассказ о системе освещения автомобиля был бы неполным без внутренних приборов. В их многочисленное число входят лампы и плафоны в салоне, подсветка панелей приборов и других органов управления, огни габаритов в дверях, фонари в под капотном и багажном отделениях и так далее.
Многие автопроизводители в последнее время используют так называемую фоновую подсветку салона, цвет которой можно менять в зависимости от настроения водителя. В принципе, количество светотехники в салоне автомобиля в наши дни ограничивается лишь фантазией конструкторов.
Ну что ж, друзья-автолюбители, теперь список светотехники, которая обязательно должна быть у любой современной машины, очерчен.
Таким образом, ещё один элемент электросистемы транспортных средств перестал быть тёмной лошадкой. Продолжаем изучать автомобили, обязательно подписывайтесь на рассылку!
Эволюция автомобильной фары
На протяжении многих лет фары оставались круглыми — это наиболее простая и дешевая в изготовлении форма параболического отражателя. Но порыв «аэродинамического» ветра сначала «задул» фары в крылья автомобиля (впервые интегрированные фары появились у Pierce-Arrow в 1913 году), а затем превратил круг в прямоугольник (прямоугольными фарами оснащался уже Citroen AMI 6 1961 года). Такие фары были сложнее в производстве, требовали больше подкапотного пространства, но вместе с меньшими вертикальными габаритами имели большую площадь отражателя и увеличенный светопоток. Чтобы заставить такую фару ярко светить при меньших габаритах, следовало придать параболическому отражателю (в прямоугольных фарах — усеченный параболоид) еще большую глубину. А это было чересчур трудоемко. В общем, привычные оптические схемы для дальнейшего развития не годились.
Тогда английская фирма Lucas предложила использовать «гомофокальный» отражатель- комбинацию двух усеченных параболоидов с разными фокусными расстояниями, но с общим фокусом. Одним из первых новинку примерил Austin-Rover Maestro в 1983 году. В том же году фирма Hella представила концептуальную разработку- «трехосные» фары с отражателем эллипсоидной формы (DE, DreiachsEllipsoid). Дело в том, что у эллипсоидного отражателя сразу два фокуса. Лучи, выпущенные галогенной лампой из первого фокуса, собираются во втором, откуда направляются в собирающую линзу. Такой тип фар называют прожекторным. Эффективность «эллипсоидной» фары в режиме ближнего света превосходила «параболическую» на 9% (обычные фары отправляли по назначению лишь 27% света) при диаметре всего в 60 миллиметров. Эти фары предназначались для противотуманного и ближнего света (во втором фокусе размещался экран, создающий асимметричную светотеневую границу). А первым серийным автомобилем с «трехосными» фарами стала «семерка» BMW в конце 1986 года.
Еще через два года эллипсоидные фары стали просто супер! Точнее- Super DE, как называла их Hella. На этот раз профиль отражателя отличался от чисто эллипсоидной формы — он был «свободным» (Free Form), рассчитанным таким образом, чтобы основная часть света проходила над экраном, отвечающим за ближний свет. Эффективность фар возросла до 52%.
Дальнейшее развитие отражателей было бы невозможно без математического моделирования- компьютеры позволяют создавать самые сложные комбинированные рефлекторы. Компьютерное моделирование позволяет увеличить число сегментов до бесконечности так, что они сливаются в единую поверхность «свободной» формы. Взгляните, к примеру, в «глаза» таких машин, как Daewoo Matiz, Hyundai Getz . Их отражатели поделены на сегменты, каждый из которых имеет свой фокус и фокусное расстояние. Каждая «долька» многофокусного отражателя отвечает за освещение «своего» участка дороги. Свет лампы используется почти полностью- за исключением разве что торца лампы, прикрытого колпачком. А рассеиватель, то есть стекло с множеством «встроенных» линз, теперь не нужен — отражатель сам отлично справляется с распределением света и созданием светотеневой границы. Эффективность таких фар, называемых отражающими, близка к прожекторным.
Современные отражатели «формируют» из термопластика, алюминия, магния и термосета (металлизированного пластика), а накрывают фары не стеклами, а поликарбонатом. Впервые пластиковый рассеиватель появился в 1993 году на седане Opel Omega- это позволило снизить массу фары почти на килограмм! Но зато поликарбонатные «стекла» гораздо хуже сопротивляются истиранию, нежели стекла настоящие. Поэтому щеточных очистителей фар, которые еще в 1971 году предложил Saab, больше не делают…
Прожекторный тип фары
Прожекторный тип фары. Здесь показан вариант «биксенон» – переключение с дальнего света на ближний осуществляется перемещением экрана, управляемого соленоидом. Если экрана нет, то прожектор, как правило, работает в режиме ближнего света. Место газоразрядной лампы может занимать «галогенка».
Ксеноновая фара
Так выглядит газоразрядная ксеноновая фара. Поскольку «ксенон» светит очень ярко, таким фарам положено обязательно иметь механизм автоматической регулировки угла наклона и омыватели.
Не слепить!
Так выглядела реклама одной из первых фар со специальным рассеивателем, исключающим ослепление встречных водителей и пешеходов.
С МОМЕНТА появления относительно мощных ацетиленовых светильников, перед конструкторами автомобилей встала серьезная проблема: яркие фары слепили водителей встречных машин. Чего только ни придумывали инженеры, чтобы побороть этот эффект, – различные сдвижные шторки, жалюзи и т.д. Лишь в 20-х годах прошлого века нашлось оптимальное решение. И даже не одно. Во-первых, появились разновидности ламп накаливания с двумя нитями (одна отвечала за ближний свет, другая – за дальний). Во-вторых, фары стали закрывать рифленым стеклом – рассеивателем, отклоняющим световой поток в необходимом направлении.
Кстати, с 1958 года в Европе законодательно ввели привычную нам асимметричную диаграмму направленности света фар (левая “бьет” ниже правой, чтобы не слепить встречных). Но в Америке до сих пор придерживаются старых стандартов: там о соседях по потоку заботятся меньше, больше беспокоясь о лучшей освещенности дороги.
Раньше большинство автомобилей оборудовалось фарами простой круглой, реже прямоугольной формы. Но постепенно в угоду эффектной внешности дизайнеры стали создавать светотехнику более замысловатого вида. Для этого им пришлось изменять форму отражателей и корпусов фар. Решая эту проблему, инженеры фирмы “Hella” создали оригинальные фары прожекторного типа.
Не вдаваясь в подробности, скажем, что они отличаются от обычных наличием специальной линзы, фокусирующей световой поток.
Вскоре отражатель фары благодаря широкому внедрению компьютерного моделирования приобрел столь сложную форму, что вполне стал справляться с направлением светового пучка без каких-либо дополнительных линз или рассеивателей. Так что от них постепенно отказались в пользу легких и прочных защитных колпаков из поликарбоната. Сейчас такая конструкция встречается на большинстве современных моделей.
Адаптивный свет
Попытки повернуть фары автомобиля вслед за рулем люди начали предпринимать сразу после появления самих фар. Ведь это удобно- освещать ту часть дороги, куда ты едешь. Однако механическая связь фар и руля не позволяла соотносить угол поворота лучей со скоростью движения, и правила начала прошлого века «адаптивный» свет просто запрещали. Попытку возродить оригинальную идею осуществила фирма Cibie. В 1967 французы представили первый механизм динамической регулировки угла наклона фар, а через год на Citroen DS начали ставить поворотные фары дальнего света.
Теперь идея поворотного освещения возрождается- на новом, «электронном», уровне. Самое простое решение- дополнительная «боковая» лампочка, которая загорается при повороте руля или включенном «поворотнике» на скорости до 70 км/ч. Подобные фары имеют, к примеру, Audi A8 (первое применение) и Porsche Cayenne. Следующая ступень- действительно поворотные фары. В них биксеноновый прожектор с учетом скорости движения, угла поворота руля и угловой скорости автомобиля вокруг вертикальной оси («датчик поворота») поворачивается вслед за рулем в пределах 22°- на 15° наружу и на 7° внутрь. Такими фарами оснащаются и BMW, и Mercedes, и Lexus, и даже Opel Astra.
Третий вариант «адаптивного» света- комбинированный. На высоких скоростях активен только поворотный прожектор, а в медленных поворотах или при маневрировании «подключается» статическое освещение (оно имеет больший угол охвата- до 90°). Такими фарами оснащен Opel Signum. Но, пожалуй, самая интересная из разработок- это VARILIS: система, которую Hella разрабатывает вместе с несколькими автопроизводителями. Сокращение расшифровывается как Variable Intelligent lighting system. Одна из вариаций- система VarioX, которая позволяет фаре работать в пяти режимах света. Для этого в «ксеноновом» прожекторе вместо экрана, включающего ближний свет, находится цилиндр сложной формы. Смена режимов света происходит при вращении цилиндра. Так, например, в городе фары светят близко, но широко, а на трассе ближний свет немного изменяет форму пучка — для большей дальнобойности. А чуть позже европейские правила позволят связать фары с системой GPS. Одной из первых такую разработку представила BMW в 2001 году. Вспомните концепт-кар X-Coupe с асимметричным дизайном. Фары у него поворачивались по команде GPS-навигатора с учетом скорости движения, угла поворота руля и бокового ускорения. А еще навигационная система позволит «предугадывать» повороты и давать команду на автоматическое изменение светораспределения, скажем, при пересечении английской границы- ведь система VarioX позволяет и это!
Комбинированная система адаптивного светаРабота адаптивного света
Комбинированный «адаптивный» свет (Opel Signum)
1) Поворотный «биксеноновый» модуль
2) Статический боковой свет
4) Модуль, управляющий поворотом прожектора
Пяти режимная система адаптивного света
Перспективная система VarioX от фирмы Hella работает
в пяти режимах (слева). Для этого экран, обеспечивающий ближний свет,
заменен цилиндром «свободной» формы. Каждая его образующая (на рисунке
показаны разными цветами) соответствует конкретной схеме
светораспределения. Автоматическим переключением режимов света заведует
шаговый электромотор. Вверху – пример городского освещения в
сравнении с традиционным.
