Эволюция автомобильных фар: от парафиновых свеч к светодиодной оптике
Avtopobeda152.ru

Автомобильный портал

Эволюция автомобильных фар: от парафиновых свеч к светодиодной оптике

Эволюция автомобильной фары

Много лет назад вместо автомобильных фар перед поездкой экипажа зажигали парафиновые свечи, а как изменялось средство освещение дороги автомобиля?

Слово «фара» произошло от греческого названия Фарос – это небольшой остров в Средиземном море, недалеко от побережья Египта. Именно на этом острове в III веке до нашей эры был построен ставшей легендой Александрийский маяк – первый маяк в мире, который причисляют к одному из семи чудес света. Он остерегал корабли от рифов, притаившихся на пути в Александрийскую бухту.

История возникновения и развития автомобильной фары

Конные экипажи освещали дорогу с помощью свечей, которые устанавливались не только спереди, но и сзади экипажа – их назначение с тех времен не изменилось. Передние освещали дорогу перед транспортным средством, а задние указывали на габариты экипажа – чтобы другие участники движения могли без труда определить, где именно он находится, и обогнать.

Спустя десятилетия свечи сменили светильники с газовым пламенем. Эти системы еще называются карбидными, или ацетиленовыми. Однако зажечь их составляло куда большую проблему, нежели парафиновые свечи.

Перед поездкой водителю необходимо было залить воду в специальный бак, который был соединен с газом. Эта емкость обычно располагалась на подножке автомобиля. Ацетиленовый газ образовывался при соединении карбида натрия с водой. Он попадал в горелку через трубку, а горелка, в свою очередь, находилась в отражателе. Так вот, чтобы добыть огонь, требовалось спичкой зажечь горелку – и фара начинала светить отраженным светом. Кроме сложности этого процесса, у таких фар были и другие недостатки: например, отражатель быстро покрывался сажей и требовал постоянной чистки, газ быстро заканчивался, а в бак регулярно следовало доливать воду.

Однако мучения водителей закончились с появлением лампочки накаливания. Первая автомобильная лампа накаливая была запатентована еще в 1899 году одной французской фирмой.

Прошло чуть больше десяти лет, прежде чем в 1906 году в качестве материала для нити накаливания стали использовать тугоплавкий вольфрам вместо неэкономичной угольной нити. А позже, в 1913-м, немецкая компания Bosch, начала выпускать систему зажигания «магнето». Вскоре ассортимент расширился, и в Bosch наладили производство осветительного оборудования.

Технология не стояла на месте: осветительные системы уже состояли из фар, аккумуляторной батареи, генератора, и реле-регулятора для подзарядки батареи. В год продавалось свыше трех тысяч таких комплектов. Но и у вольфрама были свои недостатки – он имел свойство испаряться с нити накаливания. Чтобы избежать этого, лампы стали заполнять химической смесью азота и аргона, который препятствовал нежелательному испарению. Так лампы стали долговечнее.

Одна проблема была решена, пора было заняться другой: как сделать так, чтобы свет фар не слепил встречных водителей? Тут Bosch снова нашел ответ, предложив простое и гениальное решение – лампу с двумя нитями накаливания – ближний и дальний свет. К 1919 году, когда это изобретение вошло в эксплуатацию, уже было создан светорассеиватель – стекло фары, покрытое призмовидными линзами, которое направляло свет вниз, на дорогу.

История галогена и ксенона

В 50-х годах в обращение вошел галогенид – соединение брома или йода. Благодаря химической реакции между галогеновым газом и вольфрамом, такие лампы могли служить дольше и отличались высокой светоотдачей. Первая подобная автомобильная лампа была выпущена в 1962 году фирмой под названием Hella, и вскоре галогеновые фары стали популярны по всему миру.

Следом за галогеновой лампой появилась ксеноновая. Это стало новой вехой в эволюции автомобильных фар и на данный момент самой современной. Ксеноновые лампы представляли собой колбу, в которую под большим давлением закачивали смесь инертных газов, в том числе и ксенона. Главное преимущество ксенона – более мощное свечение при более низком потреблении энергии. Кроме этого, для розжига в таких лампах используются два провода, а не нить накаливания – а значит, перегореть она не может. На дороге также ощущается разница: ксенон не слепит других водителей, но при этом отлично пробивает туман и воду, и, в отличие от других, не высвечивает капли в воздухе, а светит точно на дорожное полотно.

Современные автомобильные фары – какие они?

Если говорить о сегодняшнем дне, то сейчас производители отдают предпочтение светодиодам – эксперты считают, что будущее именно за ними. Уже сейчас светодиоды интегрируются как в заднюю, так и в переднюю оптику. Из плюсов светодиодов отмечают компактность, долговечность (они могут работать свыше 10 тысяч часов!), светодиоды четче реагируют на сигнал включения и выключения, а также потребляют сравнительно немного электричества.

Сама конструкция фары следующая: она имеет корпус, рассеиватель, отражатель и сам источник света. На протяжении долгих десятилетий все фары были круглыми – это было связано с тем, что корпус фары не являлся частью крыльев автомобиля. Однако годы шли, автомобильная промышленность неуклонно эволюционировала, а вместе с тем менялся и дизайн автомобильной оптики. В какой-то момент появились прямоугольные фары (такая форма пользовалась особой популярностью на советских автомобилях). Позже, правда, начались аэродинамические и технические исследования, которые показали: сам отражатель должен иметь параболическую форму, а сама конструкция должна быть обтекаемой и небольшого веса. Тут на помощь инженерам пришел пластиковые рассеиватели. Впервые такую фару установили на европейские модели Opel Omega.

А сейчас моделирование фары происходит при помощи компьютерной программы, а изготавливают оптику из термопластика, алюминия, магния и т.д. При этом роль «стекла» играет поликарбонат.

Эволюция фары

Это одно из устройств, которые «на скорость не влияют», но в повседневной жизни без него не обойдешься.

000_moto_0311_054

Газовая атака

Изобретателям мотоцикла повезло в одном: им не пришлось создавать все с нуля. В том числе — и систему освещения. Потому что люди передвигались по Земле не одну тысячу лет, и не только при свете Солнца. Конечно, факелы для установки на мотоциклы подходили плохо. Так же, как и фонари со свечами, и масляные светильники. К счастью, уже в конце XIX века был разработан мощный и компактный источник света — ацетиленовый (или карбидный) фонарь. Он состоит из двух частей: генератора ацетилена и собственно фары. Генератор — это вертикальный бочонок, в верхней части которого находится резервуар с водой, а в нижней лежит карбид кальция. Водитель открывает краник, вода начинает капать на карбид, и в результате химической реакции образуется горючий газ — ацетилен. Он по трубке поступает в фару, где и сгорает в горелке. Регулируя подачу воды, регулируем и интенсивность освещения.

Запаса воды в компактном мотоциклетном фонаре хватало на час-другой, после чего его следовало перезарядить, прочистить горелку и зажечь снова. Зато поставив мотоцикл в гараж, фонарь можно было взять с собой, освещая дорогу до дома. И свет от горящего ацетилена близок к белому и очень яркий: лучшие фонари били больше чем на сотню метров.

Уже в ацетиленовом фонаре появились две важнейшие детали. Это параболический отражатель, собирающий свет в единый пучок, направленный вперед. А также стекло фары, покрытое призматическими линзами — они не дают уходить свету вверх, рассеивая его по сторонам. Как правило, ацетиленовые фонари не входили в стандартное оснащение мотоцикла — их либо покупали «на стороне», либо заказывали дополнительно (первой предложила такую опцию бельгийская компания FN для своего четырехцилиндрового мотоцикла в 1904 году).

Продержалось газовое освещение до конца 20-х годов, на десятилетие дольше, чем на автомобилях — все-таки полноценная электрическая бортовая система, питающая и фару, долго представлялась слишком сложной и дорогой для двухколесной машины.

001_moto_0311_054

002_moto_0311_054

003_moto_0311_054

004_moto_0311_054

005_moto_0311_054

Век электричества

Хотя на электромобилях американской компании Columbia электрическое освещение применялось еще в 1898 году, лампочки с угольной нитью накаливания по патенту Томаса Эдисона были малопригодны для транспорта — слишком уж боялись вибрации. Но в начале ХХ века русский электротехник Александр Лодыгин предложил делать нить из тугоплавкого металла — вольфрама. В 1906 году патент Лодыгина купил американский концерн General Electric и наладил массовое производство таких ламп.

Первый мотоцикл, получивший электрическую фару — американский Indian Hendee Special 1914 года. Это был уникальный «электрифицированный» аппарат: помимо фары, на нем стоял задний фонарь с электролампочкой, электрический звуковой сигнал и даже электростартер! Вот только питалось все это хозяйство от аккумуляторов, которые на ходу не подзаряжались. Поэтому батарей было две: когда разряжалась одна, со второй можно было добраться до дома. Такой вариант скорее дискредитировал идею электрического освещения, чем популяризировал ее…

Так что массовая электрификация освещения мотоциклов началась лишь после Первой мировой войны — когда электротехнические компании освоили производство сначала магдино (магнето с дополнительной обмоткой для питания электрооборудования), а затем и полноценных мотоциклетных генераторов. А окончательная победа электрического света произошла в начале 30-х годов — когда его потребовали применять уже на законодательном уровне.

Закон и Bilux

Скорости мотоциклов росли, что требовало применения все более мощных фар. С другой стороны, на дорогах стало все больше встречных экипажей, водителей которых ослеплять не следовало. Так возникла идея переключения дальнего и ближнего света. На автомобилях поначалу использовались даже механические экраны, но в 1924 году на рынок вышла лампа Bilux с двумя нитями. Нить дальнего света располагается в фокусе отражателя, нить ближнего — чуть выше и экранирована специальным колпачком, так что светит лишь на верхнюю часть отражателя (и, соответственно, на участок дороги непосредственно перед машиной). В другом варианте, также получившем широкое распространение, у нити ближнего света экрана нет, но она расположена еще выше, так что свет от нее направлен вниз.

В середине 50-х годов французская компания Cibie предложила асимметричный ближний свет — чтобы обочина освещалась лучше, чем осевая линия дороги. Уже в 1957 году асимметричный ближний свет был узаконен — но поначалу только в Европе. В США сопротивляются этому нововведению до сих пор.

Прикладная химия

Яркость ламп пытались повысить, увеличивая проходящий через нить ток — но при этом вольфрам начинал испаряться, оседая на стенках колбы. Тогда вместо вакуума стали применять смесь аргона и азота — она замедляла испарение вольфрама. Но радикальное решение нашли лишь в 60-е годы: оказалось, что газообразные соединения (галогениды) йода или брома способны «связывать» атомы вольфрама, возвращая их на нить. Такие лампы, названные галогенными, светят в полтора раза ярче, ресурс их вдвое выше, а сами лампы стали меньше.

Светодиодные лампы и фары для автомобилей

LED, светодиоды, лампы, источники света, фары, лампочка, диод, диодная лента, габаритные огни
Читать еще:  Встречается ли контрафактная продукция в магазине exist

Alex..
не заморачивайся

В задних фанарях одна лампочка на габарит и на стоп, диоды не будет видно в обычной фаре

Alex..
Еще через месяц ваши диоды за 135р сгорят)вы купите еще комплект. они еще через месяц перегорят)потом вы плюните ..и поставите обычные лампочки.
Если покупать диоды то подороже.-они дольше живут.

цитата:
что это ведь реальная экономия электроэнергии.

энергию вы значит экономите)а деньги нет?
ИМХо короме габаритов и подсветки номера.. диоды нигде больше не нужны.

Andrey2106
почему они должны сгореть через месяц? Там же не то что нить накаливания, а проводник, который даже не греется, по сути, теоретически сама конструкция диода долговечна, он даже перегореть не может.
только если подвергнется механическим каким то повреждениям.

И далее.
135 р. это за штуку, а не комплект.
Приобрел самые дорогие, которые были в наличии, а выбрать там было из чего.
К слову сказать, до этого я ставил по дешевле, но и действительно по своей конструкции были как то не очень надежные. и светили тускловато.
а эти внешне понадежнее со стороны выглядят. конструкция понадежнее.
хотя утверждать не берусь.
но эффект от их свечения заметнее гораздо.

-Ал-
после своего 12- часового опыта прохождения тех осмотра и переживания всякого рода унижений, было принято решение такой ерундистикой больше не заниматься. Личное время дороже.
такой вот вывод!
mumuky-
Да, действительно, об этом я как то не подумал, там лампочки двух-контактные стоят, диодная промышленность пока наверное до этого не дошла.
Ну а на счет яркости свечения, я уже писал, что видел такие диодные лампочки по конструкции из нескольких диодов, т.е. представьте, что нечто похожее как в обычных диодных фонариках.

Чтобы не засорять темы по ксенону и лампам для штатных фар (кроме габаритов) не относящейся к теме информацией согласно рекомендаций модераторов предлагаю обсуждать светодиодные лампы здесь.

На мой взгляд на данный момент лампы использующие в качестве источника света светодиоды не получится использовать для замены галогеновых и ксеноновых ламп в традиционных фарах.
Это связано с конструкцией таких ламп – из-за невозможности создать в настоящее время светодиодную лампу аналогичной галогеновой и тем более ксеноновой лампе световой мощности с точечным излучателем света из-за температурных ограничений (см.информацию из Википедии ниже)
и Борьба с ксеноном, не соответствующим ГОСТу и техрегламенту (сообщение #7246834)

По светодиодам: поток галогеновой лампы 55 вт составляет порядка 1550 Лм , при отдаче светодиода 100лмвт (это очень хороший показатель) требуется мощность диодной лампы не менее 16 вт , такие диоды-это сборки и это уже не точечный источник света, поэтому требуется индивидуальная оптика. Следовательно, фара на светодиодах -это индивидуальное неуниверсальное изделие и всякие светодиодные лампы , имеющиеся в продаже – жалкое подобие качественных изделий и никогда не смогут светить как они. единственно возможный вариант применения самодельных источников- в фарах дальнего света , причем мощность конкретно диодов должны быть порядка 20 Вт . Один из оптимальных вариантов – три последовательно соединённых диода Z-Power LED P7 с линзой на 10-15 градусов( лучше овальной) с ШИМ-блоком питания на 10-15 Вольт дадут 2100-2500 Лм , но требуется хорошее охлаждение.

Поэтому приходится делать сборки из менее мощных светодиодов, получая на выходе вот такие лампы:

сравните с ксеноновой и галогеновой лампами (за фото спасибо Наиль , фото отсюда Колхозный ксенон – отчет и анализ.):

если уж по использованию ксеноновых ламп в галогеновых фарах идут споры – совпадают ли размеры и расположение спирали галогеновой лампы и дуги газоразрядной, то для светодиодной лампы с несколькими разнесенными источниками света фары однозначно нужны свои (специально разработанные под светодиоды), аналогично светодиодным фонарям – при использовании светодиодов в фонарях используется не традиционная технология с единым отражателем, а матрица из сборок (светодиод+индивидуальный отражатель), формирующих каждая свой сектор, например

хотя и делаются попытки использовать светодиодные сборки в традиционных фарах:

но как справедливо заметили представители одного сервиса, продвигающего ксенон, в комментариях к данному видео

цитата:
светодиодная лампа в ближний или дальний – это конечно стоит воспринимать, как шутку.
Если ставить в галогенный отражатель – фокуса не будет.

Примеры использования светодиодных фонарей для освещения дороги можно посмотреть http://fonarevka.lux-rc.com/ , обратите внимание на выдержку при фотосъемке:

уточнение – это фонари в большинстве с одиночными мощными светодиодами и спроектированными под них отражателями

На данный момент светодиоды реально используются для обозначения машины на дороге для других участников движения – в габариты и для “дневного света”, но

Автомобильные фары
http://amastercar.ru/articles/body_of_car_2.shtml

Нам трудно представить, что когда-то перед поездкой водитель разжигал в фарах парафиновые свечи. За годы наступившей вскоре электрической эры светотехника, на первый взгляд, ушла вперед не так уж далеко.

На самом деле, даже конец ХХ века отделяет от дня сегодняшнего настоящая технологическая пропасть.
СВЕТ, НАЛЕ-ВО!
По статистике ночная езда в среднем вдвое опаснее дневной, особенно с учетом высоких скоростей, которые позволяют развивать современные дороги и автомобили. В сумерках или ночью, в тумане или в дождь, на шоссе или в городе совершенно разные условия вождения. Почему бы не подстраивать под них фары, подумали инженеры?

Система умного света от «Мерседеса» обеспечивает пять различных типов световых пучков. Асимметричное распределение света в загородном режиме (езда со скоростью до 90 км/ч по дорогам, изобилующим поворотами и подъемами различной крутизны) позволяет осветить проезжую часть ярче и под более широким углом. Для водителя длина видимого участка увеличивается на 10 м, что позволяет лучше ориентироваться и вовремя реагировать на происходящее впереди.

Как только скорость переваливает за 90 км/ч, включается двухступенчатый режим «трасса». Сначала возрастает мощность ксеноновых ламп (с 35 до 38 Вт), а затем, при скорости свыше 110 км/ч расширяется угол освещения. Результат – мощный световой поток по всей ширине дороги, убивающий темноту впереди на 120 м. Водитель может оценить дорожную обстановку на 50 м дальше, чем с обычными фарами.

Еще одна функция умного света призвана облегчить езду в тумане. Если скорость автомобиля падает ниже 70 км/ч, а водитель включает задний противотуманный фонарь, система воспринимает эти факты как приказ действовать. Левая ксеноновая фара поворачивается наружу на 8° и наклоняется. Таким образом, дорога «под ногами» видна как на ладони. Эта функция работает вплоть до 100 км/ч.

Идея поворотной фары, следующей за баранкой, не нова. Устройство можно встретить и на серийных автомобилях, причем не самых дорогих, например «Форде-Фокус». Логичным продолжением этой функции служит умный «угловой» свет – если водитель встает на перекрестке с включенным «поворотником», противотуманная фара с этой стороны автоматически зажигается, улучшая обзор вбок. Функция активна и в случае, если водитель поворачивает руль на большой угол, а скорость не превышает 40 км/ч.

Подобные разработки ведет не только «Мерседес». Осветительный модуль «Вариокс» фирмы «Хелла» основан на принципе смещающегося прожектора. В обычной биксеноновой фаре электропривод в доли секунды сдвигает линзу из положения «ближний свет» в «дальний». В фаре установлена призма сложной формы, которая заменяет смещаемую линзу. В различных условиях призма подставляет ту или иную грань под световой поток, обеспечивая несколько режимов: широкоформатный городской; пригородный с учетом рельефа; дальнобойный трассовый; для плохих погодных условий. Немаловажное уточнение – фара перестраивается для работы как в лево-, так и в правостороннем движении.

Чтобы режимы менялись автоматически, использован новейший контрольный блок, собирающий данные от многих датчиков: освещенности, климатической установки, скорости движения, дождя, положения руля. Разработчики зашли так далеко, что даже связали работу фар с навигатором. При езде с его использованием фары заранее узнают, в какой режим им переходить в следующую минуту…

Что же готовит нам завтра? Скорее всего, активное внедрение светодиодной оптики взамен колб с галогеном и ксеноном. Напомню, светодиод – полупроводниковый прибор, который преобразует электрический ток непосредственно в световое излучение. Он состоит из кристалла на подложке, корпуса с контактами и собственно оптической системы.

Уже сейчас светодиоды используют в задних фонарях, но им найдется место и в фарах головного света. Как выражаются инженеры, «мультичиповые» (говоря по-русски, многосекционные) светодиодные фары через несколько лет должны вытеснить ксеноновые.

Достоинств у диодов много. Во-первых, они занимают гораздо меньше места. Во-вторых, срок их службы превышает (иногда даже в разы!) 10 000 часов – столько в среднем живет сам автомобиль. В-третьих, скорость срабатывания диодов гораздо выше, чем галогенных или ксеноновых фар. В-четвертых, они потребляют меньше электричества. Наконец, если диоды объединены в группы, каждую легко контролировать по отдельности. Последний фактор открывает перед инженерами новые горизонты, ведь одна фара теперь может играть сколько угодно разных ролей.

Например, с ростом скорости возникает необходимость во все более мощном свете. Но дальнобойность фары ограничена жестким условием: встречных ослеплять нельзя! Тупик? Светодиоды позволяют найти компромисс. За ветровым стеклом устанавливают камеру, следящую за впереди идущими машинами. Камера соединена с компьютером, который постоянно контролирует дистанцию между автомобилем и другими объектами и выбирает оптимальную дальность света. «Скорострельность» диодов позволяет в доли секунды увеличивать или уменьшать освещенную зону, подключая те или иные их группы, не допускать ослепления других водителей, но обеспечивать максимально возможную световую отдачу.

Светодиоды уже шествуют по страницам рекламных буклетов. Например, «Хелла» в сотрудничестве с японской фирмой «Стенли» предлагает прототип полностью диодной фары с поворотным светом. В фаре применен патентованный пластик «Картовал», из которого сделаны линзы, а также диоды двух видов. Пять пластиковых линз в верхней части фары отвечают за ближний свет, дальний обеспечивают два модуля, расположенные вертикально с внешней стороны корпуса. Наконец, еще два модуля с диодами второго типа дают мягкий габаритный свет. Дополнительный блок из четырех групп светодиодов отвечает за «угловой» свет. Группы можно задействовать по отдельности, включая одну за другой либо синхронно – все зависит от дорожной ситуации.

Еще одна новинка – так называемая «световая занавеска», позволяющая дизайнерам воплощать самые смелые мечты. Принцип таков: свет отдельных диодов проецируется на пластиковую пластину и отражается от нее; в результате формируется равномерный световой пучок. При этом часть света проходит сквозь пластину и создает впечатление светящейся поверхности.

Предвижу вопрос читателей: когда? Когда все эти нововведения будут доступны покупателям? Как это нередко бывает, многое связано с нормативными актами. Умная светотехника должна быть вот-вот одобрена Европейским парламентом и поступит в серию в 2007 году. Светодиодная оптика чуть дальше от конвейера – ее внедрение прогнозируют на 2008–2009 годы. Белые ночи не за горами!

Читать еще:  Датчик дождя митсубиси лансер 10: как работает, установка

ЭВОЛЮЦИЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ФАРЫ
1895. Свечные и бензиновые горелки.

1908. Электрические фары, питаемые аккумулятором.

1913. «Бош лайт» представляет полную систему фар головного света с динамо и регулятором.

1915. Появляются две отдельные фары для ближнего и дальнего света с возможностью независимой регулировки.

1924. Колба «Билюкс» ближнего и дальнего света для одного отражателя.

1957. Ближний, дальний, габаритный свет, поворотники начинают объединять в одном корпусе. Появляется первая фара с асимметричным распределением света.

1961. Дебютирует оптика прямоугольной формы.

1962. Первые галогенные лампы.

1965. Двухфокусный отражатель для ламп стандарта H1 для ближнего и дальнего света.

1971. Лампы стандарта H4 с двойной нитью накаливания.

1974. Первый электрический корректор угла наклона фар.

1983. Фара прожекторного типа.

1988. Технология варьируемого фокуса фары.

1992. Первое поколение ксеноновых фар выходит на рынок.

1993. Фары с пластиковыми отражателями впервые в продаже.

Эволюция автомобильных фар. Продолжение

Рассеиватели и отражатели


Рассеиватель.

Первые фары давали на дороге ограниченное яркое пятно, а «пляска» этого пятна при колебаниях автомобиля во время его движения по неровностям дороги чрезвычайно утомляла зрение водителя.
Для смягчения неравномерности освещения дороги стали применять матированные или травленные передние защитные стекла, или лампы с матированной колбой. Однако равномерность освещенности полотна дороги, достигнутая этим стюсобом недостаточно удовлетворяла требования водителей и кроме того, матирование колбы лампы или переднего стекла фары увеличивало потери светового потока. Поэтому уже с начала 20-х годов в качестве переднего защитного стекла фары стали применять так называемые рассеиватели.
С 1950 г. в отражателях отечественных фар стало применяться алюминирование.
Алюминиевый отражающий слой получался путем распыления алюминия в вакууме и осаждения его на предварительно окрашенную лаком внутреннюю поверхность штампованного стального отражателя. Осажденный алюминиевый слой не требует полировки и имеет высокий коэффициент отражения (примерно 0,90). Однако алюминиевый слой очень мягок и легко повреждается при прикосновении к нему.
В дальнейших конструкциях металлический отражатель и рассеиватель скреплялись вместе, образуя оптический элемент фары, представляющий собой одно целое, а лампа вставлялась с обратной стороны отражателя. Тем самым достигалось удобство замены перегоревшей лампы, предохранение отражающего слоя отражателя от случайных прикосновений и упрощение сборки фары.
Конструкция фары не такая простая, как кажется на первый взгляд. Например, только поверхность отражателя современной фары имеет несколько слоев. Это обеспечивает отсутствие коррозии на протяжении всего периода службы автомобильной фары, она не окисляется. Сначала на стальной лист наносится слой грунтовки, потом лак специальный, два слоя различных лшов, потом алюминиевое напыление, и еще защитный слой прозрачного лака. Это довольно таки дорогая технология, но только так можно обеспечить продолжительный срок службы фары.
До определенного эволюционного момента рассеиватель работал по принципу, когда определенный участок стекла отвечал за распределение света на определенный участок дороги под определенным углом. Таким образом, левая и правая фары могли отличаться друг от друга. Следующим эволюционным шагом стала разработка отражателя по сегментируемому принципу. Это был отражатель, каждый участок которого отвечал за распределение света на определенный участок дороги. С этого момента стало возможным использование прозрачного защитного стекла, так как за рассеивание света отвечал отражатель.

Другая светотехника

А дальше…

Поиски новых конструктивных решений, призванных улучшить условия езды в темное время суток, не прекращались никогда. Нет предела совершенству, и надо признать, что существующие сегодня системы головного освещения автомобилей еще далеки от идеала. Однако не будем отрицать и очевидное — путь, пройденный разработчиками автомобильной светотехники, впечатляет, и былина этом пути свои важные вехи.

Автомобили действительно превратились во всепогодные и круглосуточные транспортные средства только после того, как на них начали устанавливать фары и фонари с лампами накаливания. Лампы подобного типа встречаются и поныне, но все реже и реже, и, видимо, скоро о них будут вспоминать лишь в прошедшем времени.
Лампочки накаливания небезупречны по целому ряду параметров. Такие лампы имеют крайне низкую светоотдачу, потому что большая часть потребляемой ими энергии тратится не на освещение, а впустую. Точнее, даже во вред — на нагрев светотехнического прибора, отчего со временем мутнеют рассеиватель и отражатель фары, уменьшается прозрачность ее стекла.
Чтобы увеличить срок службы лампы накаливания, ее спираль должна работать в среде инертного газа. Присутствие галогенов внутри лампы позволило безболезненно повысить температуру ее нити накаливания.
Ксеноновые лампы и вовсе не изменяют своей светоотдачи в течение всего срока службы, а по долговечности на порядок превосходят рассмотренные выше конструкции. Причиной такого результата является отсутствие спиралей, в результате чего перегорать в таких лампах просто нечему. Принцип работы ксеноновых ламп, как и других газоразрядных осветительных приборов, основан на свечении дуги раскаленного газа, образующейся между двумя электродами. Дуга генерирует световой поток, по интенсивности превышающий поток, вырабатываемый лампой Н1. Эффективность ксеноновых ламп чрезвычайно высока, и если вернуться к показателям светоотдачи, то говорить придется уже о величинах порядка 80 лм/Вт. И голубоватый свет «ксенонок» еще ближе к дневному, чем в случае с галогенными лампами.
Газоразрядные лампы впервые были запатентованы компанией Бош. И названа эта технология — «Шпине». Это более прочная, современная система, постоянно совершенствуется, блок зажигания уже в самой фаре. Часто блок зажигания и блок управления находятся в одном модуле.

Например, Мерседес использовал конструкции фары по данной технологии, не уменьшая их. Первое время ксенон использовался в качестве ближнего света, так как технология была инертна. Газу чтобы разгореться нужно было время, для переключения на дальний свет.
После ксенона был би-ксенон. Здесь уже дальний, и ближний свет получали при использовании газонаполненной лампы. Есть традиционные фары не полиэлипсоидных технологий, в которых распределение дальнего и ближнего света достигалось за счет движения самой лампы вперед-назад. За счет этого при отодвигании лампы освещаются разные участки дороги. Другая технология, которая используется в основном в полиэлипсоидных лампах, это, когда за счет движения заслонки или призмы, заслонка закрывает часть светового потока. Фара работает уже в режиме дальнего света, дальше распределение идет через линзу или через призму.


Фара с адаптивным распределением света.
1. Автоматическое отверстие
2. Магнитный активатор
3. Червячный привод
4. Механизм мотора
5. Механизм оси
6. Ксеноновая лампа

Но и на этом не остановились. Ведутся активные разработки фар с адаптивным распределением света Такая фара может освещать различные участки дороги, учитывая различные факты: скорость автомобиля, навигация. Все прототипы автомобилей выпускаются только с фарами адаптивного освещения. Теперь фары могут поворачиваться в сторону виража. Что-то подобное демонстрировал Cadillac лет семьдесят назад, а позже и Citroen. Но тогда фары были механически «привязаны» к рулевому механизму. Современные системы используют информацию от нескольких датчиков, учитывая не только угол поворота руля, но и множество других факторов. В будущем планируют радикально модернизировать и сам световой пучок. Так, на загородных дорогах будет задействован широкий пучок, чтобы освещать даже обочины, для города — узкий, для автострад — вытянутый далеко вперед. К тому же появится дополнительный луч, освещающий внутреннюю часть поворота перед маневром. Подобной технологией уже оснащаются современные машины, такие как Audi А8. Однако поставщики «светлых» технологий не сидят сложа руки. Компании Bosch, Hella, Valeo и европейские автоконцерны разрабатывают это направление с целью соединить возможности новых фар с работой навигационных систем. Спутник сообщает о месте нахождения автомобиля, компьютер накладывает эту информацию на карту и определяет, какой свет необходим в данный момент. Например, фары могли бы автоматически включаться перед туннелем, а не внутри него.

Дураки, дороги и другие особенности национального вождения (155 стр.)

Всего за несколько минут можно испортить любую исправную “метлу”, если заставить ее работать “на сухую” по грязному стеклу или наледи. Частички песка и ледовая шкурка быстро сведут на нет рабочие качества резины. Выход один: опять раскошеливаться, в данном случае на “незамерзайку”. Для профилактики болезней “дворников” специалисты советуют почаще мыть и очищать их от песка и грязи. При замасливании щеток их необходимо обезжирить пятнадцатипроцентным содовым раствором и тщательно промыть теплой водой. Бензин и растворитель в данном случае не помогут, а только навредят.

Не любят “дворники” и ультрафиолет. Под палящим летним солнцем резинка быстро растрескивается и может начать крошиться или того хуже расплавиться. По оценкам специалистов, в южных регионах России летом резина на “дворниках” частенько нагревается до 80 °С. Понятно, что стойко переносить эти природные катаклизмы может только очень хорошая резина. А купить “за рубль паровоз”, как известно, нельзя.

Какие же “дворники” выбрать? Если бюджет позволяет, посмотрите на те, что выбрали производители солидных иномарок. “Чемпион”, “Бош”, “Валео” – да, они дороже, но и результат соответствующий. Если кошелек не слишком толстый, сойдут и отечественные резинки. И желательно – крупного производителя. Неплохо зарекомендовали себя не так давно появившиеся прозрачные силиконовые резинки. Пользовался ими недолго, но результатом остался доволен. Естественно, что покупать щетки лучше в магазине, а не на автобарахолке.

Кстати, не исключено, что при выборе новых щеток продавцы на рынке будут советовать вам купить новейшие достижения химиков-технологов – модификаторы резины. Протрешь таким средством износившуюся резинку и вернешь ей былую удаль. И главное – дешево! Действительно возвращает, но не более чем на пару дней или на одну длинную поездку, а после стекло очищается еще хуже прежнего, так что тратиться на подобные “элексиры молодости” не советую.

Пустой тратой времени и сил будет и правка рабочей кромки резинки мелкозернистой шкуркой. Такой обработки хватит опять же на одну-две поездки. Установка более длинных щеток, чем нередко грешат владельцы “восьмерок” и “девяток”, не дает ожидаемого эффекта – пружина, рассчитанная на меньший размер, прижимает “дворники” не так плотно, как раньше, и в результате стекло чище не становится.

Довольно часто причиной снижения прозрачности лобового стекла становятся не плохие “дворники”, а загрязнение внутренней поверхности стекла.

Особенно в машинах курильщиков – за несколько недель езды с сигаретой в зубах образуется налет самого настоящего смога – “сала” – на внутренней поверхности стекол. И стекло начинает “лучиться” в свете фар встречных автомобилей, от солнечного и электрического света фонарей и витрин. Езда в таких условиях становится очень опасной. Особенно быстрая езда. Я бы сказал, что она просто невозможна, если вы не сумасшедший. Так что прежде, чем менять щетки, вымойте стекло с обеих сторон.

Читать еще:  Брызговики фольксваген поло: замена

ЭВОЛЮЦИЯ ФАРЫ

Давно я собирался вникнуть в эту тему: фары автомобиля. Как все начиналось, как развивались и что представляет из себя сегодняшняя фара современного автомобиля? Собирался я собирался, и вдруг из Ульяновска от нашего внештатного корреспондента по Поволжью Анатолия Малявина приходит этот материал.

Скажите, на что вы обращаете в первую очередь внимание, когда знакомитесь с новинкой автопрома? Правильно, на фары. Смотришь на это изящество стекла и металла и отчетливо понимаешь, сколько труда и передовой мысли заложено в них конструкторами.

Фары автомобиля – это его визитная карточка, его лицо. И еще – безопасность.

Сейчас нам трудно представить, что когда-то перед поездкой водитель зажигал в фарах парафиновые свечи. Первые автомобили унаследовали их от карет. И самое интересное – свечные фары устанавливались не только спереди, но и. сзади. Почему? – спросите вы. Все очень просто. Скорость первых автомобилей была так мала, что их запросто обгоняли конные экипажи. Задние фары помогали избежать столкновения.

Затем их сменили карбидные (ацетиленовые) системы, освещавшие дорогу горящим газовым пламенем. Запуск таких фар представлял из себя целый ритуал. Сначала водитель должен был налить воду в специальный бачок с газом, расположенный, как правило, на подножке автомобиля. Затем соединенный с водой карбид кальция образовывал тот самый ацетиленовый газ, который по трубке поступал к горелке, находящейся в отражателе. Чтобы зажечь огонь, требовалось открыть фару, поднести к горелке спичку – и фары начинали светить отраженным светом. Развитие оптики позволило достичь хорошей освещенности дороги, но. увы. Через пару часов газ заканчивался, бачок нужно было заправлять, а горелку с отражателем прочищать от копоти.

Но время шло, инженерная мысль не стояла на месте. На этом этапе, можно с уверенностью сказать, появилось гениальное изобретение – лампа накаливания. Первая автомобильная лампа такого типа была запатентована еще в 1899 году французской фирмой. Но еще десять лет лампы с угольной нитью накаливания оставались довольно ненадежными, очень неэкономичными, что потребовало тяжелых батарей, а они, в свою очередь, зависели от местных станций подзарядки: в те годы автомобильных генераторов большой мощности еще не существовало.

Но в 1906 году фирма “Osram” применила тугоплавкий вольфрам в качестве материала для нитей накаливания, и такие лампы оказались намного экономичнее ламп с угольной нитью. К тому же проведенные опыты показали, что вольфрамовые нити менее восприимчивы к тряске на неровной дороге. В 1913 году немецкая электротехническая компания “Bosch” выпускала только один продукт для автомобилей – систему зажигания от магнето. Но это не гарантировало стабильность фирме. Поэтому ее владелец, инженер Роберт Бош, задумался о расширении ассортимента продукции и решил начать производство осветительного оборудования. Исследования в этой области начались еще в 1910 году, и уже три года спустя они увенчались появлением системы, состоящей из фар, генератора, аккумуляторной батареи и реле-регулятора для управления подзарядкой батареи. Система оказалась настолько удачной, что уже за год было продано более трех тысяч комплектов для установки на автомобили. Первое время компания производила только фары, генератор или реле-регулятор, а выпуск собственных аккумуляторов под маркой “Bosch” начался только в 1922 году.

Но с распространением фар накаливания появилась другая проблема – ослепление встречных водителей. Сначала ее пытались решить включением добавочного сопротивления, снижавшего накал нити, а следовательно, и силу света. Самое же оптимальное решение было предложено фирмой “Bosch”, в 1919 году представившей автомобильную лампу с двумя нитями накаливания – для дальнего и ближнего света. К тому времени уже был придуман и особый рассеиватель, представлявший собой покрытое призматическими линзами стекло фары, отклоняющее свет вниз, на дорожное полотно. В те же годы лампы стали заполнять смесью аргона и азота, который препятствовал испарению вольфрама с нити, что благоприятно сказалось на долговечности ламп.

Следующим этапом развития автомобильных фар стало применение в пятидесятые годы галогенидов – газообразных соединений йода или брома. В такой лампе галогенный газ вступал в соединение с испарившимся вольфрамом, затем при высоких температурах это соединение распадалось на составляющие вещества, и атомы вольфрама оседали на спирали. Поэтому лампы с галогенами, отлавливающими испаряющийся вольфрам и возвращавшими его на спираль, были еще более долговечными. Первую автомобильную галогенную лампу представила в 1962 году фирма “Hella”, а потом такие лампы с высокой световой отдачей стали уже массовым явлением.

Следующей страницей в истории автомобильного освещения стало изобретение ксеноновых ламп, представлявших собой колбу, в которую под большим давлением закачана смесь инертных газов, большей частью ксенона. В эту же колбу подведены два провода, дающие розжиг газа, образующего свечение. Основное преимущество ксеноновых ламп – более мощное освещение при низком потреблении энергии. К тому же свет от ксеноновых ламп по своему спектру ближе к дневному, поэтому позволяет водителям лучше оценивать ситуацию на дороге. Он намного лучше “пробивает” завесу из тумана или дождя, освещая дорожное полотно, а не капли воды в воздухе. К тому же такой свет не слепит водителей встречных машин, в отличие от света галогенных ламп. И поскольку у ксеноновой лампы нет нити накаливания, то перегорать там нечему.

Но и век ксеноновых ламп может оказаться не таким уж и долгим, так как будущее пророчат не газовым лампам, а чему? Что готовит нам завтра? Скорее всего, активное внедрение светодиодной оптики взамен колб с галогеном и ксеноном. Уже сейчас светодиоды используют в задних фонарях, но им найдется место и в фарах головного света. Как выражаются инженеры, “мультичиповые” (говоря по-русски, многосекционные) светодиодные фары через несколько лет должны вытеснить ксеноновые.

Достоинств у диодов много. Во-первых, они занимают гораздо меньше места. Во-вторых, срок их службы превышает срок жизни самого автомобиля. В-третьих, скорость срабатывания диодов гораздо выше, чем галогенных или ксеноновых фар. В-четвертых, они потребляют меньше электричества.

Типы автомобильных фар и их эволюция

За 100 лет своего существования фары много раз менялись. Если в 1910-х использовались ацителеновые горелки, то сейчас машины оснащают умными светодиодными фарами.

Автор: Евгений Прокофьев

Автомобильные фары появились более 100 лет назад. За это время они успели много раз измениться. Если в 1910-х использовались ацителеновые горелки, то сейчас машины оснащают умными светодиодными фарами. Но обо всем по порядку.

Автомобильные фары бывают следующих видов:

– рассеиватели из поликарбоната

Расскажем о каждом виде фар.

1910-е: Ацетиленовые горелки

Проблема освещения дороги возникла в тот момент, когда была изобретена первая машина. Сначала автопроизводители вешали масляные лампы на авто, чтобы хоть как-то освещать дорогу. Газовые горелки светили недостаточно далеко и скорее помогали сделать авто заметным, чем позволяли водителю ясно видеть дорогу.

Прорыв в конструкции ламп совершил изобретатель Салли Виндмюллер. Он создал совершенно новую ацетиленовую горелку с серебряным покрытием сзади. В результате свет фар не рассеивался, а направлялся вперед, и дорога стала видна на 300 метров.

1920-е: Электрические лампы

Хотя ацителеновые лампы светили достаточно далеко, требовался еще более мощный источник света. Машин становилось все больше, и водители должны были видеть друг друга задолго до приближения. Лампы накаливания были изобретены в 19 веке, но на автомобили их смогли установить только в 1912 году с изобретением генератора. Конечно же, они были удобнее и экономичнее старых горелок и закрепились на долгие десятилетия в автопроме.

1960-е: Рассеиватели из поликарбоната

1960-х автопроизводители начали придавать большее значение дизайну авто и старомодные круглые фары их уже не устраивали. Начали производиться автомобили с аэродинамическими формами, и лампы с торчащими линзами вписать в новый корпус стало невозможно. Тогда были изобретены фары из поликарбоната, свет которых направлял рассеиватель. Он состоял из сот, поэтому ему было необязательно иметь выпуклую форму. Тогда и появились классические прямоугольные фары, а первым автомобилем, который их получил, стал Ford Taunus 1961 года выпуска.

1970-е: Галогенные лампы

Обычные лампы накаливания часто гасли во время езды. Водителям приходилось возить с собой запасные лампы и самостоятельно их менять. Лампа накаливания, наполненная галогенидами Галогениды не дают испариться вольфраму и возвращают его обратно на нить накаливания. Было решено наполнять обычные лампы галогеном, который повышал их срок службы и мощность. Классические фары одновременно с ближним и дальним светом показала компания Hella в 1971 году. Этот свет понравился водителям и стал крайне популярен следующие десятилетия. Volkswagen Beetle с галогенными лампами, 1971 год 1980-е:

1980-е: Freeform-рефлекторы

В 1980-х автомобили стали значительно мощнее и быстрее. Например, BMW 7 series 1986 года выпуска мог разгоняться до 250 км/ч. Как известно, чем быстрее автомобиль, тем длиннее его тормозной путь, поэтому понадобились новые меры безопасности. Автопроизводители разработали фары, которые могли бы освещать не только путь спереди авто, но и территорию сбоку. В той же Hella, которая разработала сдвоенные фары, создали такой отражатель, который направлял свет лампы как на дорогу, так и на обочину. BMW 7-й серии с рефлектором свободной формы, 1986 год.

1990-е: Ксенон

Ксеноновые лампы призваны помочь водителям не засыпать в ночное время. Они работают очень просто. Ксеноновые лампы излучают яркий «теплый» свет, который близок к дневному. Он не позволяет глазам водителя быстро уставать и помогает сконцентрироваться на дороге.

2000-е: Светодиоды

С началом 21 века автопроизводители принялись искать способы, как сделать фары более энергоэффективными и долговечными. Было решено применять в фарах светодиоды. Эти устройства тратят намного меньше энергии и, как следствие, расходуют меньше топлива. При этом они могут работать годами.

2019: Матричные LED-cистемы

У автомобилистов были претензии к светодиодным и ксеноновым фарам из-за того, что они были слишком яркими и ослепляли. Ученые провели исследование и выяснили, что фары действительно наносят вред зрению автомобилистов и могут стать причиной потери управления.

Свет, который не ослепляет водителя, сконструировала компания Hella. Ее технология называется «LED» и состоит из камеры, вычислительного устройства и самих фар. Объектив считывает количество света на дороге и передает информацию о нем в вычислительное устройство. Оно решает, какие светодиоды нужно включить, а какие выключить. Если навстречу авто с «LED» будет ехать машина, то система оставит такое количество света, которое не может ослепить водителя.

Теперь вы знаете обо всех типах фар. Когда автомобили начнут использовать еще более современный свет, мы обязательно сообщим вам об этом.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector