Светотехника на машине – основа безопасности и удобства на дорогах. Это такая же неотъемлемая часть транспортного средства, как колёса и руль. В то же время, видов и конфигураций световой техники на машину существует довольно много. В этой статье мы рассмотрим основные типы передних фар и их назначение.
По прямому функционалу передние фары автомобиля можно разделить на отдельные классы:
- Габаритные огни – предназначены для обозначения габаритов транспортного средства, стоят спереди и сзади.
- Ближний свет – основные фары, предназначенные для освещения дороги непосредственно перед машиной, светят они ярко, но только на ограниченное небольшое расстояние, около 40–50 метров.
- Дальний свет – фары, светящие на большое расстояние, на 200-300 метров. Они обеспечивают комфортный световой путь даже на очень большой скорости.
- Противотуманные фары – дополнительные фары для ухудшенных погодных условий (метель, туман и прочее). При одновременном использовании с ближним светом противотуманки сильно слепят других участников движения.
- Ходовые огни работают днём для дополнительного обозначения машины. Впервые получили применение в странах Скандинавии и Британских островов, там, где иногда днём освещение недостаточное для полного обеспечения безопасности.
- Специальные передние световые устройства, вроде раллийных фар, световых искателей, прожекторов и прочее.
Устройство фары
Устройство фары автомобиля примерно одно для всех модификаций. Свечение создаётся за счёт трёх сегментов фары.
Источник света
Излучение лампы не направлено прямо, как фонарь, на самом деле, она скорее светит во все стороны, направляя частицы света на следующий сегмент.
Отражатель
Он бывает разной формы, часто это относительно правильный конус, но может быть множество вариаций в зависимости от конфигурации фары и дизайна передней части машины в целом. Обычно это стекло или пластмасса с небольшим напылением алюминия. Как вполне ясно из внутренней формы слова – основная его задача – отражать, весь свет, который на него попадает. При этом отражении он усиливается. Специальные корректоры в свою очередь ограничивают световую зону, направляя луч света. В плане отражения света можно также выделить три основных подтипа:
Рассеиватель
Это внешняя часть фары, также из стекла или специального материала. Видели на фото или киносъёмках огромные белые листы на штативе? Назначение автомобильного рассеивателя схожее. Его задачи – защищать фару от внешнего воздействия, а также рассеивать и направлять её свет. Скажем, противотуманные фары светят скорее не прямо вперёд, а как бы «под ноги», вниз - вперёд. Для этих функций форма рассеивателя может быть разной. Несколько иной метод работы у светодиодных и матричных фар, мы рассмотрим эту специфику чуть позже, когда будем говорить о светодиодах отдельно.
Это функциональное распределение фар, одинаковое для любого транспортного средства. Можно их разделить и по принципу устройства. Научный прогресс не стоит на месте, технологи и проектировщики задаются одним важным вопросом: как обеспечить максимальную безопасность и дальность освещения, при этом нивелируя ослепляющим фактором. Также важны принципиально надёжность фары, прочность, длительный ресурс использования, экологичность, не забываем о дизайне.
Виды ламп
Фары по методу действия лампы можно выделить в четыре типа:
- Лампы накаливания
- Галогенные
- Ксеноновые
- Светодиодные
Лампа накаливания
Самые простые, такие же, как обычные лампочки. Работа её обеспечивается вольфрамовой нитью, помещённой в безвоздушную стеклянную колбу. При подаче напряжения происходит нагрев вольфрамовой нити, что и порождает свет. Такие лампы не очень надёжны, они морально устарели: вольфрам постоянно испаряется с нити. Она утончается, что приводит в итоге к разрыву. Также такие устройства легко темнеют и очень восприимчивы к перепадам напряжения. Они ещё широко используются в быту, но постепенно выходят из употребления по причине множественных недостатков. На транспортных средствах уже не используются.
Галогенные лампы
Также часто используются в быту. Механизм её работы примерно такой же, – накаливание вольфрамовой нити, однако за счёт того, что внутрь колбы закачаны пары галогенов (йода или брома), которые взаимодействуют с атомами вольфрама и не дают последним осесть, они двигаются вокруг нити по спирали, периодически снова к ней прилипая.
Срок службы таких ламп во много раз дольше обычных ламп накаливания. Такие лампы имеют долгий ресурс эксплуатации, Здесь многое зависит от качества и, соответственно, стоимости. Хорошие галогенные лампы могут работать в течение нескольких лет постоянной эксплуатации. В технической документации обычно прописывают небольшие сроки службы, около тысячи часов непрерывной работы и далее, по факту же качественная галогенная лампа может прослужить в два–три раза дольше, чем предполагает срок эксплуатации. Важна здесь также полная исправность проводки в автомобиле. Неполадки с электроникой или аккумулятором сказываются на длительности работы фар.
Ксеноновые лампы (газоразрядные)
Также распространены в автомобильной промышленности. Первыми здесь были, как всегда, немцы – они поставили ксеноновые фары на BMW седьмой серии в 1994 году. Работает такое устройство за счёт нагревания газа ксенона – благородного газа, при нагревании выделяющего множество света. Такие лампы значительно мощнее газоразрядных. Скажем, при мощности в 35 Вт ксеноновая лампа рождает световой поток в 3000–3200 лм, что на треть больше, чем способна выдать галогенная лампа при вдвое большей мощности.
Ксеноновые лампы экономят электричество, выдают много света и долго служат (срок службы ксеноновой фары составит около двух тысяч часов, примерно в два–три раза больше, чем у своего галогенного аналога.), но дорого стоят. В таком устройстве кроме простых трёх агрегатов, о которых мы уже говорили, есть ещё и специальные нагреватели ксенона, состоящие из блока розжига и электронной системы управления температурой и мощностью. Эти механизмы повышают цену на фару в несколько раз.
Светодиоды
В основе светодиодного фонаря – полупроводниковый кристалл, который преобразует электрический ток в свет. Сначала такие устройства появились в промышленной сфере, но теперь они широко интегрированы в быт. В автомобильной промышленности светодиоды начали использоваться для побочного освещения - стоп-сигналы, подсветка приборной доски, освещение в салоне и так далее.
Считалось, что светодиодные лампы недостаточно ярки для установки в головные фары. Сейчас они светят очень ярко за счёт того, что устанавливаются целыми сегментами-сотами внутрь фары. Один светодиод выделяет меньше света, чем ксеноновая лампа, но установленные вместе они вполне покрывают нужное для безопасности количество освещения. Светодиод сам по себе представляет самодостаточный источник света. На некоторых моделях авто светодиодная фара состоит из двух–трёх десятков отдельных диодов. В каждом из них есть линза, кристалл, анод и катод, обеспечивающие постоянно напряжение тока. Перегорание или неисправность одного диода обычно не тащит за собой поломку остальных.
Лазер
Самая новая технология, которую активно развивают, это лазерные фары. Впервые такие фары применили на футуристичном автомобиле BMW i8. Технология фары достаточно проста - лазер светит на линзу с фосфором, который в свою очередь начинает излучать яркий свет, а отражатель направляет этот свет на дорогу.
Они превосходят светодиодные фары по освещению и энергопотреблению, а срок службы сопоставим. Существенным недостатком этих фар является их стоимость, они являются самыми дорогими фарами современности, не менее 10 тыс. евро, за эту сумму можно купить новый бюджетный автомобиль.
Современные разработки
Момент устройства светодиодной фары доведён до технологического абсолюта в фаре матричной. В ней водитель может менять и подстраивать под себя и нужды дорожной ситуации отдельный диод. Такие матричные светодиоды могут индивидуально подстроиться под любую, даже сложную обстановку с видимостью.
Головные лампы на светодиодах появились десять лет назад. Светодиодные фары на машинах становятся всё популярнее по причине того, что у них практически нет недостатков. Они потребляют мизерное количество электроэнергии, их ресурс в несколько раз может превышать срок службы других фар, при соблюдении температурного режима ресурс эксплуатации такой лампы будет от пяти тысяч часов и более. Единственный, но ощутимый минус – дороговизна. На современном автомобильном рынке фары в целом – удовольствие не из дешёвых и приближается к стоимости лазерных фар – за цену светодиодной фары иногда можно купить целый автомобиль, пускай и подержанный. С другой стороны, такая лампа при правильной эксплуатации может прослужить много лет и ни разу о себе не напомнить, что в итоге может вылиться в солиднейшую экономию.
Изначально светодиодные фары ставились на машины премиум-класса, на некоторые модели Cadillac, Audi. Сейчас же некоторые производители делают фары на светодиодах, которые можно поставить на место фар ксеноновых, так что светодиодное освещение теперь можно ставить и на марки, изначально на это не рассчитанные. В целом мнение автомобилистов сходится в том, что светодиодные фары, так или иначе, захватят рынок.
Проблема с недостатком света решена благодаря технологическим новшествам, а цена будет постепенно снижаться под натиском спроса и уменьшения цен на материалы. Возможно, в недалёком будущем большая часть автомобилей будет оснащена именно светодиодными фарами. Но пока, по объективным причинам основой рынка остаются фары ксеноновые и галогенные.
AutoleekПортал сайт проследил за тем, как менялась конструкция автомобильных фар, и выяснил, какой будет светотехника на массовых авто в недалеком будущем.
Сегодня в это сложно поверить, но на первых автомобилях устройств, которые сейчас официально именуются «световыми приборами», не было вовсе! Езда на «самобеглых экипажах» во времена Готтлиба Даймлера и Карла Бенца была весьма рискованным занятием и в светлое время суток. А уж о том, чтобы ездить ночью, мало кто помышлял.
Фото: Oldmotor.com; Media.daimler.com
Однако с началом эры массового распространения автомобилей проблему освещения дороги непосредственно перед движущейся машиной решать было просто необходимо!..
«Керосинки»
Первые автомобильные фары представляли собой просто-напросто керосиновые лампы. Их главными преимуществами на тот момент была простая, как правда, конструкция, а также возможность максимальной унификации со светильниками, массово распространенными в быту.
На этом, однако, все плюсы «керосинок» для автомобилиста заканчивались, поскольку со своей основной задачей такие фары справлялись отвратительно. Они не столько освещали путь перед машиной, сколько обозначали ее присутствие на дороге. На автомобилях тех лет применялись также масляные светильники, и по эффективности они соответствовали «керосинкам». Замена им была разработана весьма быстро.
С паровоза на автомобиль
В 1896 году, всего через 10 лет после того, как Карл Бенц получил патент на свой первый автомобиль, авиаконструктор Луи Блерио предложил использовать на машинах ацетиленовые фары. Аналогичной конструкции прожекторы активно применялись в то время на… паровозах!
Фото: Tomislav Medak/Wikipedia.org
Дорогу такие фары освещали уже вполне сносно, но активное их использование сопровождалось для водителя «танцами с бубном». Чтобы включить головной свет, нужно было открыть кран подачи ацетилена, затем открыть стеклянные колпаки самих фар и, наконец, зажечь спичкой горелки. Ацетилен при этом вырабатывался прямо на ходу: в отдельном баке, разделенном на два отсека, в который перед поездкой нужно было засыпать карбид кальция и залить воду.
Ацетиленовые светильники, к слову, применяются до сих пор. Например, на расположенных в отдаленных районах маяках – в случае, если для них невозможно или невыгодно вести отдельную линию электропередачи или ставить автономный генератор.
Плюс электрификация всех авто
Хорошо знакомые нам электрические фары стали широко применяться на автомобилях с начала 20-х годов XX века. Впрочем, на моделях класса «люкс» их начали использовать даже раньше: с середины 10-х гг. – практически сразу после изобретения. Одними из первых электрофары в стандартной комплектации получили Cadillac Model 30 и легендарный Rolls-Royce Silver Ghost.
По сути, первые подобные фары представляли собой электрические прожекторы, и с основной своей задачей они, естественно, справлялись на ура. Возникла, однако, другая проблема: водители, ехавшие ночью встречными курсами, нещадно ослепляли друг друга. Так появились первые корректоры фар, причем разных типов: рычажные, тросовые, гидравлические. Некоторые производители выводили на переднюю панель рычажок реостата, которым водитель мог отрегулировать яркость ламп.
До чего дошел прогресс…
На первый взгляд современные автомобильные фары далеко «уехали» от прожекторов начала 20-х. Отчасти это действительно так, но… Как говорят в Одессе, вы будете смеяться: в целом конструктивная схема фар головного света и сегодня остается той же! Они по сию пору состоят из корпуса, отражателя, рассеивателя и лампы – источника света.
Прогресс, однако, на месте не стоит, и в рамках этой нехитрой принципиальной схемы конструкция автомобильной фары регулярно дополнялась важными элементами, делавшими ее все более функциональной, долговечной, удобной и безопасной в использовании.
Так, в 1919 году компания Bosch представила лампу с двумя нитями накаливания. Вкупе с изобретенным к тому временем рассеивателем это был важный шаг на пути решения проблемы, над которой бились конструкторы все предыдущие десятилетия: как эффективно освещать дорогу и при этом не слепить встречных?
В середине 50-х французская фирма Cibie предложила революционное по тем временам решение, применяемое до сих пор. Идея состояла в создании асимметричного пучка света, чтобы со стороны водителя фары светили ближе, чем со стороны пассажира. С 1957 года подобное распределение света входит во все европейские технические регламенты для автомобилей массового производства.
В 1962 году компания Hella представила первую автомобильную галогенную лампу. Колба такой лампы заполняется галогенидами – газообразными соединениями йода или брома, препятствующими активному испарению вольфрама с нити накаливания. В итоге светоотдача «галогенки» выросла в полтора раза по сравнению с лампами прежних поколений, ресурс – сразу вдвое, снизилась теплоотдача, да еще и сама лампа стала гораздо компактнее! Галогенные лампы до сих пор остаются «золотым стандартом» в области автомобильной светотехники.
Примерно в те же годы стали производиться автомобили с фарами прямоугольной формы. Затем, с внедрением технологий компьютерного моделирования, конструкторы получили возможность создавать комбинированные рефлекторы сложной формы: с делением на сегменты, каждый из которых по-разному фокусирует световой пучок.
В 1993 году Opel впервые применил на массовом автомобиле (модель Omega) пластиковый поликарбонатный рассеиватель. Это улучшило светопропускание фары и радикально снизило ее общую массу: почти на килограмм.
В конце 90-х – начале 2 000-х началось широкое применение так называемых поворотных фар, световой пучок в которых направлялся вправо/влево вслед за соответствующим поворотом рулевого колеса. Первые эксперименты в этом направлении начались практически сразу после изобретения электрических фар. Однако вскоре попали чуть ли не под законодательный запрет: технологии того времени не позволяли менять направление светового потока так быстро, как это было необходимо во время движения автомобиля.
Довести идею до ума одной из первых смогла компания Citroen при технической поддержке уже упомянутой фирмы Cibie. Первые поворотные фары дальнего света появились в 1968 году на легендарной модели DS.
К слову, сегодня функция освещения траектории движения в повороте отнюдь не всегда реализуется за счет поворачивающегося прожектора. На недорогих машинах эта задача возлагается на дополнительные боковые лампочки или «противотуманки».
Впрочем, даже самый «продвинутый» вариант поворотного света – комбинированный, при котором на малых скоростях включаются боковые лампы, а на высоких – поворачивающиеся прожекторы, – перестал быть уделом моделей класса «Люкс». Такие фары доступны и на автомобилях гольф-класса. Хотя опция эта – отнюдь не дешевая…
В настоящее же время мы наблюдаем, по сути дела, закат «карьеры» лампы накаливания как основного источника света в автомобильных фарах. Эффектную точку в ней призваны поставить газоразрядные лампы. Более известные широкой публике как ксеноновые.
Даже в самом простом варианте использования ксенона – в качестве заполнителя колбы лампы накаливания – эффективность освещения существенно возрастает, а световой поток приближается по спектру к солнечному излучению.
Максимальной же эффективности работы традиционных фар можно добиться при использовании ксеноновых газоразрядных ламп, в которых светится не вольфрамовая нить, а сам газ при подаче высокого напряжения. «Ксенон» потребляет значительно меньше энергии, светит вдвое ярче обычных «галогенок», а служит при этом гораздо дольше за счет принципиального отсутствия хрупкой нити.
«Безламповое» будущее
Но, как бы ни были эффективны ксеноновые лампы, – будущее, по мнению специалистов, за фарами на основе светодиодов. Инженеры Philips, например, заявляют, что уже в ближайшее время такие фары вытеснят не только «ксенон», но и галогеновые лампы.
Светодиоды потребляют меньше энергии, нежели традиционные лампы, а служат едва ли не на порядок дольше. Но главное – устройство светодиодных фар проще, чем ксеноновых, а кроме того у них практически отсутствует характерная для «ксенона» инерция при включении.
Первыми серийными автомобилями с оптикой на светодиодах были, как водится, люксовые модели. В 1992 году BMW 3-Series Cabrio получил центральный светодиодный стоп-сигнал, в начале 2000-х на Audi A8 W12 появились светодиодные дневные ходовые огни. А на Lexus LS 600h 2008 года передние блок-фары впервые в мире стали полностью светодиодными.
Ну а сегодня такие системы головного освещения уже не являются экзотикой. Полностью светодиодные фары (правда, пока только в качестве опции) получил, например Seat Leon нового поколения.
Думается, пройдет совсем немного времени – и подобные фары будут столь же привычны на массовых авто, как и сегодняшние «галогенки»…
Еще один «стандарт будущего», о котором нельзя не сказать: на концептах немецких производителей – Audi и BMW — уже используются лазерные фары.
И если Audi со слов исполнительного директора Руперта Штадлера собирается оснащать лазерной оптикой серийные модели, но не называет никаких конкретных дат, то в BMW уже предлагают лазерные фары в качестве опции для спортивного гибрида i8, серийный выпуск которого назначен на 2014 год.
В январе текущего года на выставке потребительской электроники CES в Лас-Вегасе во время демонстрации концепт-кара Audi Sport quattro, оснащенного инновационными фарами, компания производитель рассказала про отличительные особенности лазерных диодов от традиционных, упомянув дальность освещения – фантастические 500 метров!
Экономичность, компактность и могучая интенсивность света — вот безусловные козыри лазерной оптики. Естественно никто не будет светить лазером в глаза встречному потоку, тем более что решение, как сделать работу таких элементов безопасным, уже есть… Встречаем будущее!
Любое транспортное средство – автомобиль, поезд, самолет, мотоцикл, скутер и др. – оснащается осветительными приборами. Автомобильные фары предназначены для освещения дороги в обычных условиях, а также в непогоду и темное время суток яркими лучами света, направленными вдаль.
С развитием отрасли машиностроения усовершенствовалась и автомобильная оптика. Если раньше фары автомобиля представляли собой аналог фонарей, то сегодня - это сложные оптические устройства, в которых применяются различные источники света: лампы накаливания, галогенные и ксеноновые лампы, светодиоды, лазерные лучи. Внешний вид и конструкция фар тоже значительно изменились.
В свое время огромным прорывом стало изобретение фар на основе отражателей. Их корпус имеет параболическую или ступенчатую форму. В параболическом корпусе источник освещения располагается таким образом, чтобы отраженные лучи выходили из фар по горизонтали. Линза, установленная на выходе, преломляет луч и под небольшим углом направляет его вниз, оберегая пешеходов и водителей встречных авто от ослепления. В фарах, где конструктивно предусмотрен ступенчатый отражатель, дополнительная линза отсутствует, поскольку световой поток изначально направляется вниз.
Впервые автомобиль, фары которого работали от динамо-машин, был выпущен в 1899 году концерном Columbia Automobile Company. Далее, в 1900 году производители наладили выпуск ацетиленовых фар, способных работать и в дождливую, и в ветреную погоду. В 1908 году на смену данной технологии пришло электричество. Электрическими фарами стали оборудоваться все автомобили.
Фары с лампами накаливания
Классическими фарами с лампами накаливания разных типов оснащались все машины, выпускавшиеся до начала 90-х годов прошлого столетия. Внутри ламп не содержится ничего, кроме вакуума и вольфрамовой нити. Такие фары дают мало света на выходе, при этом отличаются достаточно большими энергозатратами. Но, несмотря на недостатки, они до сих пор остаются наиболее распространенным, правда, в усовершенствованном варианте.
Галогенные фары
Галогенные лампы впервые появились в 1962 году. Они, как и лампы накаливания, имеют внутреннюю спираль (или две спирали), создающую температуру до 3000 оС, но их объем заполнен парами галогенов: брома или йода. Это предотвращает появление на стенках колбы осадка из атомов вольфрама, усиливает яркость автомобильных фар в 2-2,5 раза и увеличивает срок службы в 2-4 раза. Средняя мощность галогенных ламп составляет 35-60 Вт, а максимальная – 130 Вт. Сила светового потока для ближнего света фар – 1000 люмен, для дальнего – 1650-2100 люмен.
Различные типы галогенных ламп отличаются друг от друга по способу установки в автомобильной фаре и подключения к бортовой электросети. Чаще всего в автомобильной оптике применяются галогенные лампы со следующей маркировкой: H1, H3, H4 (самые распространенные), H7, H9, H11, а также HB3, HB4 и R2.
Ксеноновые фары
Ксеноновые фары давно завоевали популярность среди производителей и автомобилистов. Внутри колбы газоразрядной ксеноновой фары находится одноименный ионизированный инертный газ, производящий яркий белый естественный свет. А вместо спирали используются два электрода. Между ними возникает дуга, разогревающая ксенон. Давление внутри колбы составляет примерно 30 атмосфер, а при работающих фарах – до 120 атмосфер.
Чем ярче свет, тем ниже потребление электричества. Поэтому такие фары являются экономичнее предыдущих вариантов, при этом они также обеспечивают хорошую видимость на дороге, поскольку мощный световой поток, создаваемый ими, достигает 3200 люмен. Иногда вместо ксенона в лампах используется другой инертный газ – криптон либо смесь газов.
Кстати, ксеноновые лампы также применяются в мощных кинопроекторах и фотовспышках. Но, в отличие от них, ксеноновые автомобильные фары имеют другую структуру. В них инертный газ выступает в роли «запала», а дуга, создающая световой поток, возникает в атмосфере паров ртути и солей натрия и скандия. Таким образом, ксеноновые фары правильнее было бы называть металлогалогенными, но данный термин не прижился. Название «ксеноновые» подчеркивает отличие этих источников света от галогенных ламп и обычных ламп накаливания.
Ксеноновые лампы работают при постоянном напряжении 42 В или 85 В. Но для того, чтобы «запустить процесс», необходим импульс переменного тока частотой от 400 Гц и напряжением до 25000 В. Для формирования такого импульса служит электронный блок розжига, индивидуальный для каждой лампы. Необходимость его установки является недостатком газоразрядных ламп.
В ксеноновой автомобильной оптике применяются полиэллипсоидные отражатели. Задняя часть их корпуса, имеющая отражающую поверхность, выполнена в форме эллипса. Подобная конфигурация помогает концентрировать все исходящие лучи в одной точке, а затем пропускать их через конденсорную линзу, которая предназначена для создания параллельного потока лучей.
Ксеноновые фары, в которых присутствует элемент, управляющий силой светового потока, называются биксеноновыми. Но переключение с дальнего света на ближний требует определенного времени, поскольку инертные газы разогреваются не быстро. Классификация ксеноновых фар строится по принципу направления луча: лампы D1S, D2S, D3S и D4S предназначены для фар прожекторного типа, а D1R, D2R, D3R и D4R – для фар рефлекторного типа (с отражателями).
Светодиодные фары
Современные светодиодные автомобильные фары – это модифицированная версия обычных лампочек, используемых в уличных источниках освещения, адаптированная к применению в транспортных средствах. Их основой является набор мощных, очень ярких светодиодов, излучающих белый свет.
Впервые светодиодные фары появились в 1992 году в качестве замены лампам в сигналах поворота и габаритных огнях. В фарах переднего (головного) света светодиоды в основном устанавливаются в престижных моделях автомобилей.
Их отличительные характеристики – эффективность, надежность, яркость, долговечность, компактность, нечувствительность к ударам и вибрациям, а также экономичность и более высокая мощность по сравнению с обычными световыми фарами. Главным недостатком, препятствующим массовому распространению светодиодных автомобильных фар, является их непомерно высокая стоимость, достигающая 100000 рублей за штуку! Но, возможно, большой потенциал светодиодов позволит в скором времени их удешевить и сделать доступными для большего числа автолюбителей.
Лазерные фары
Нынешнего потребителя, кажется, уже нельзя ничем удивить! Если раньше к автомобилю относились как к роскоши, то сегодня это действительно средство передвижения и ничего больше. В условиях, когда машина есть практически у всех, а у некоторых и не одна, выделиться очень сложно. И тогда на передний план выходят различные автомобильные «примочки», например, лазерные фары.
Впервые подобные световые элементы начали разрабатывать в лабораториях известного немецкого автоконцерна BMW. Их серийный выпуск пока еще не налажен, но отдельные модели, например, BMW i8, уже оснащены лазерными фарами.
Их конструкция довольно проста. Создается рамочная основа, на ней закрепляются три лазерных элемента. Также в конструкции имеются зеркальные отражатели и специальная «фосфорная» линза. Попадая на отражатели, лучи лазера перенаправляются на линзу, и желтый фосфор под их воздействием излучает свет. Отражательная пластина фокусирует его перед автомобилем.
По утверждению разработчиков, лазерные фары намного эффективнее предшествующих им светодиодных элементов по нескольким параметрам: яркости свечения (в 1000 раз), энергопотреблению (значительно ниже), сроку службы (10000 часов работы). Кроме этого, лазерная технология позволяет создавать элементы света любой конфигурации, что является очевидным преимуществом данной новинки.
Тех, кто переживает о вредном воздействии лазера на организм, разработчики стремятся успокоить: в данном случае использование лазерного луча абсолютно безопасно, поскольку световой поток генерируется желтым фосфором, который является совершенно безобидным элементом.
Классификация фар по назначению
Но автомобильные фары классифицируются не только по виду источника света. Они бывают ближними, дальними, противотуманными, ходовыми, передними и задними.
Фары ближнего света предназначены для обеспечения водителям видимости в обычных световых и погодных условиях.
Фары дальнего света обеспечивают обзор дороги на большом расстоянии (до 60 м) в темное время суток. Однако высокая яркость света этих фар может стать источником опасности для водителей встречных машин – ослепленные, они теряют видимость и управление. Дальний свет рекомендуется использовать на трассах за пределами крупных населенных пунктов.
Кстати, систему переключения между ближним и дальним светом придумали в 1915 году специалисты компании Guide Lamp Company. Но поначалу для того чтобы переключить режим приходилось останавливаться, поскольку переключатели находились непосредственно рядом с фарами. В салон авто рычаг переключения света был перенесен в 1917 году компанией Cadillac, но поначалу он был ножным.
Противотуманные фары используются в любом современном автомобиле. Они незаменимы при езде в плохих погодных условиях: тумане, дожде, снеговых осадках. Их конструктивная особенность заключается в направлении светового луча вниз, на полотно дороги.
Ходовые (дневные) огни – это внешние световые приборы, которые применяются для улучшения видимости в светлое время суток в качестве более экономичной замены ближнего света.
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.
Фары современных автомобилей можно условно разделить на несколько основных типов - фары дальнего и ближнего света, противотуманные и специализированные дополнительные фары.
Дополнительными фарами могут называться прожектора, обеспечивающие безопасное скоростное движение по ночной магистрали, фары заднего и бокового освещения для комфортного маневрирования на парковках или бездорожье в темное время суток. Особенности света того или иного типа фары обеспечивает расположение лампы относительно ее отражателя и рисунок на ее стекле, а также размещение фары на транспортном средстве.
Противотуманная фара (англ. - Fog light или Fog lamp)
В дождь, туман или густой снег обычная фара ближнего света снижает эффективность освещения дороги. Первая реакция на ухудшение видимости, это включение дальнего света, но в тот же момент водитель понимает, что ситуация только ухудшилась, это происходит из-за эффекта ослепления. Объясняется все просто, дальний свет не имеет ограничений и не обрезан в верхней части светового луча. Луч дальнего света, отражаясь от капелек тумана или снежинок, ослепляет водителя отраженным светом.
При постоянном внешнем освещении количество света, попадающее в глаз за единицу времени, пропорционально площади зрачка. Глаз реагирует на внешнюю освещенность, рефлекторно расширяя или сужая зрачок, причем реагирует и зрачок неосвещенного глаза, это называется содружественная реакция на свет.
Реакция на свет является полезным регуляторным механизмом, так как в условиях яркого освещения уменьшается количество света, попадающего на сетчатку. Таким образом, свет от фар освещающих дорогу становится плохо различим или совсем невиден, это и есть эффект ослепления.
Противотуманная фара специально разработана для плохих погодных условий и изначально предусматривает ее узконаправленное применение.
Противотуманные фары имеют широкую диаграмму светораспределения по горизонтали и очень узкий луч по вертикали. Основной задачей противотуманных фар светить как бы под туман, дождь или снег тем самым не ослепляя водителя отраженным светом, как это происходит при включении дальнего света.
Требования к противотуманным фарам: верхняя светотеневая граница должна быть максимально резкой, угол рассеивания в вертикальной плоскости наименьшим, около 5 град, а в горизонтальной плоскости наибольшим, около 60 град, и максимум силы света должен быть приближен к верхней светотеневой границе.
Настоятельно рекомендуем не устанавливать ксеноновые лампы в фары противотуманного света. Нарушается фокусировка фары т.к. ксеноновая лампа имеет не фиксированный источник света, а вращающуюся высоковольтную дугу, образующую светящейся шар. Фара, посчитанная под конкретный тип ламп, не справляется с новым источником света и в отражателе возникают многократные взаимные отражения и преломления, что вызывает размытие светотеневых границ и в конечном счете ослепление встречных и попутных водителей. Помимо этого противотуманная фара теряет способность обеспечить видимость и освещение дороги в плохих погодных условиях.
Так же существуют задние противотуманные фонари. Они потому так и называются, что предназначены для условий недостаточной видимости для водителей едущих позади вас. Подключать их совместно со стоп сигналами, а также включать ясной ночью запрещено. Например, в “пробке” противотуманные фонари с довольно мощными лампами 21W будут если не слепить, то раздражать едущих позади водителей. Да и стоп сигналы на их фоне видны гораздо хуже. Другими словами, включенные не к месту задние противотуманные фонари не помогут, а навредят!
 Диаграмма светораспределения |
 Так водитель видит туман в свете фар ближнего света |
 Тот же туман, но без ближнего света при включенных ПТФ |
 ПТ Ф Модуль D100 |
Ближний свет (англ. - Dipped Beam или Low Beam)
Фара ближнего света - световой прибор, предназначенный для освещения дороги впереди транспортного средства. Светотехнические параметры фар ближнего света подбираются так, чтобы обеспечить видимость дороги вперёд на 50-60 метров и безопасный разъезд на сравнительно узкой дороге без ослепления встречных водителей.
Современные системы освещения можно разделить по типам светораспределения - на европейскую и американскую.
Европейская и американская системы освещения головного света автомобиля различны как по структуре создаваемого светового пучка, так и по принципам его формирования. Это обусловлено как особенностями организации движения, так и качеством дорожного покрытия. И та и другая системы имеют как двух, так и четырехфарное исполнение.
На американских автомобилях установлены фары, а чаще лампы-фары, в которых нить накала ближнего света смещена выше горизонтальной плоскости. Благодаря такому расположению световой поток ближнего света смещен в сторону правой обочины дороги и наклонен вниз. В формировании лучей и ближнего и дальнего света участвует вся светоотражающая поверхность рефлектора фары.
Европейская система освещения выполнена конструктивно иначе, нить накаливания ближнего света смещена вверх относительно фокуса отражателя, при этом нить заслонена от нижней полусферы специальным металлическим экраном.
В формировании ближнего света участвует только верхняя полусфера рефлектора фары. C левой стороны экран срезан под углом 15 градусов, это позволяет получить четкий ассиметричный луч ближнего света. Граница освещенной зоны четкая, правая обочина ярко освещена, а левая часть луча не ослепляет встречных водителей. Дальность освещения ближнего света не превышает 50-60 метров. Современные фары ближнего света, так же как и дальние, имеют исполнение с прозрачным стеклом, а формирование ассиметричного луча происходит на поверхности отражателя, имеющего выраженный рельеф. Эта конструкция позволяет увеличить яркость светового потока, так как луч не рассевается на поверхности рифленого стекла фары и, как правило, имеет одинаковую яркость по всей освещаемой плоскости. Эта технология называется free form и применяется на всех современных автомобилях, как в головной, так и в дополнительной оптике.
Дальний свет (англ. - Driving light, Main Beam или Hi Beam)
Фара дальнего света - световой прибор, предназначенный для освещения дороги впереди транспортного средства при отсутствии встречного транспорта. Дальний свет обеспечивает освещение дороги и обочины на расстоянии 100-150 метров, создавая яркий, плоский луч света относительно большой силы (мин. требования).
Фары дальнего света условно можно разделить на две категории. Это штатные фары дальнего света входящего в состав транспортного средства и дополнительные навесные фары, различных форм и размеров имеющие разнообразные характеристики светового луча и мощности ламп.
Как правило, штатные фары современных автомобилей в угоду дизайна имеют скромные размеры отражателя и обладают минимально необходимыми характеристиками. Для нечастых ночных поездок, света штатных фар вполне достаточно. Но, если ночные поездки на дальние расстояния являются для вас необходимостью, то установив дополнительные фары дальнего света, вы существенно обезопасите движение в темное время суток.
Модельный ряд фар дальнего света настолько разнообразен, что позволяет подобрать навесные фары, как на компактный легковой автомобиль, так и на подготовленный внедорожник. Определившись с размером и дизайном фар, необходимо подобрать основные светотехнические характеристики, а именно форму луча и светосилу фары.
Скоростное движение по ночной магистрали требует от фар максимальной дальности луча, для своевременной реакции на возникшее препятствие. Для таких условий наилучшим образом подойдут фары с узким лучом, где вся светосила фары направлена на достижении максимальной дальности. Фары такого типа называются прожектором. Прожектор создает узкий слабо рассеивающийся концентрированный луч и служит для освещения предметов на значительном удалении до 1 километра.
Если вы чаще передвигаетесь по второстепенным дорогам, гораздо важней ширина луча, освещающая обочину и прилегающую к ней территорию, т.к. обочина дороги в ночное время таит много неожиданностей. Для таких условий, мы рекомендуем фары именно дальнего света и фары дальнего света с широким лучом. Эти фары не так “дальнобойны” как прожектора, но их дальность вполне достаточна для своевременной реакции на возникшее препятствие.
Напоминаем, что во избежание ослепления дальний свет должен быть переключен на ближний не менее чем за 150 метров до встречного автомобиля, а также на большем расстоянии, если встречный водитель периодически переключает свет своих фар. Ослепление может возникнуть также через зеркало заднего вида. Очень опасно неожиданное ослепление водителей встречных автомобилей, движущихся за переломом продольного профиля дороги или за поворотом. В этих случаях нужно заблаговременно переключить дальний свет на ближний.
Фары дневного света (англ. - Daytime Running Lights или DRL)
Первыми, кто осознал пользу постоянно включенных фар, были скандинавские страны. До недавнего времени их поддерживали частично: где-то включать фары обязывают лишь за городом или только в зимнее время. Но, похоже, это лишь полумеры...
Европейская статистика и многочисленные исследования убедительно подтверждали: "дневной" свет на автомобилях нужно узаконить. И вот все страны Европейского союза решили присоединиться к своим северным соседям - с 2003 года включенные фары стали столь же обязательным условием движения, как пристегнутый ремень безопасности!
В двадцати округах Нижней Саксонии провели акцию под названием "Включи свет днем". На опасных участках дорог установили информационные щиты, призывающие водителей в светлое время суток включить фары. И хотя призывы носили рекомендательный характер, немецкий педантизм возвел их в ранг закона. Результаты впечатляли: количество жертв на обозначенных трассах сократилось на четверть!
Фары дневного света или дневной ходовой огонь, это фары на передней части автотранспортного средства, излучающие яркий белый свет, для увеличения видимости транспортного средства в условиях дневного освещения.
Преимущества фар дневного света:
. Малое потребление электроэнергии, что практически не увеличивает расход топлива.
. Не увеличивает износ обычных головных фар.
. Оптимальный контраст в яркий солнечный день.
С февраля 2011 года легковые автомобили и легкие грузовики, продающиеся во всех странах Евросоюза, должны быть в обязательном порядке оснащены так называемыми фарами дневного света.
 |
Фары рабочего света (англ. - Worklight)
Для проведения в ночное время строительных, монтажных, погрузочных и подобных работ необходим специализированный свет. Так как стандартные фары ближнего и дальнего света, а тем более прожектора не могут создать необходимого светового пятна, для этих целей применяют специальные фары рабочего света, предназначенные для освещения больших площадей.
В силу определенной специфики фары рабочего света Hella имеют множество моделей, различающихся по уровню защищенности, количеству ламп и светораспределению.
Немаловажным моментом является то, что все современные фары рабочего света Hella построены по современной технологии FF (FF - сокращение от английского Free-Form - свободная форма или свободная поверхность). Расчет поверхности отражателя выполнен на компьютере, результат оптимальная подгонка поверхности рефлектора к лампе с повышенной светоотдачей.
Определенные части рефлектора, рассчитанного точка за точкой, отвечают за освещение определенной части дороги. Формируемый FF рефлектором световой поток распределяется более ровно, чем от классического параболического отражателя и создает равномерно залитый светом участок дороги с мягкими переходами и без резких контрастов. Например, у большинства фар интенсивность светового луча имеет плавный переход от максимальной яркости вверху оптического элемента с плавным снижением к нижней части. Этот эффект создается FF отражателем для равномерного освещения. Луч, падая на плоскость дорожного полотна, создает равномерную заливку с одинаковой яркостью пятна на всем его протяжении.
Фары рабочего света Hella имеют несколько типов светораспределения:
Long Range - Большинство фар с таким индексом имеют прозрачное стекло, без рисунка, фары такого типа формируют световое пятно на некотором удалении от источника света, причем промежуток между фарой и световым пятном остается минимально освещенным с четкой светотеневой границей. Подобное светораспределение избавляет от нежелательной засвети конструктивных элементов транспортного средства (капот, ковш или отвал). Как правило, такими свойствами обладают галогеновые фары рабочего света, фары с газоразрядной лампой (ксенон) и индексом светораспределения Long Range формируют световой коридор небольшой ширины, но внушительной дальностью до 140 метров.
Close Range
- Широкий, заливающий луч этой фары освещает не только большую площадь, но и вертикальные препятствия. Световое пятно формируется в непосредственной близости от источника света. Возникает ощущение, что свет “заглядывает” за угол. Для увеличения яркости пятна мы рекомендуем выпирать фары с двумя лампами 55W 12V или 70W 24V или с фары с газоразрядной лампой (ксенон).
Ground illumination
- Специализированная фара для освещения земли с очень широким и ярким лучом, превосходящего фары Close Range. В верхней части светового луча фара имеет четкую светотеневую границу, что не приводит к ослеплению стороннего наблюдателя.
Ground illumination идеально подходит для случаев, когда нужно акцентировано осветить грунт на большой площади. Фара поставляется как с галогеновыми лампами H9 65W так и с газоразрядными (ксенон).
Reversing Light - Есть еще один тип светораспределения Reversing Light имеющий косвенное отношения к фарам рабочего света, единственное, что их объединяет, это уровень защищенности фар и одинаковые корпуса. Reversing Light - Это специализированный свет для движения задним ходом, фара формирует широкий плоский луч “веер” и требует минимальной высоты монтажа. В таком случае свет от фары размазывается на плоскости, создавая максимальную площадь освещения и не ослепляя водителей двигающихся позади вас.
Бессмысленно использовать в качестве фар рабочего света:
- Фары ближнего света.
- Фары дальнего света.
- Фара противотуманного света.
 |
Противотуманный свет |
Рабочий свет |
Не работают фары? Нужно поменять лампочки для фар автомобилей? Разберёмся.
Для начала рассмотрим, какие бывают лампочки в фарах.
В первую очередь лампы для автомобиля можно поделить на 2 основных типа:
Лампы головного света - устанавливаются в передние фары автомобиля.
Лампы дополнительного света - к ним относятся габаритные огни, стояночные и лампы салона, стоп-сигналы.
Каждый тип ламп имеет свои обозначения и стандарты подключения (например, H1, H3, H4 - обозначения для ламп с содержанием галогеновых газов).
Во-вторых, по назначению передние лампы делят:
Лампочки дальнего/ближнего света - основное освещение дорожного покрытия перед автомобилем. Представляют собой составляющие блок-фары, переключаемые при необходимости осветить дальние/ближайшие участки дороги.
Противотуманные лампы - устанавливаются в головной оптике. Свет от фар как бы стелется по дороге, не освещая туман по высоте. Используются в тяжелых метеоусловиях (туман, дождь, снегопад). Не только помогают водителю лучше ориентироваться на дороге в непогоду, но и увеличивают видимость самого транспортного средства для других участников дорожного движения.
В-третьих, деление по конструкции:
Автомобильные лампы накаливания - самый старый вид ламп. Можно сказать устаревший.
Галогенные (галогеновые) лампы - представляют собой лампу накаливания, в колбе которой находится буферный газ (пары галогенов - брома или йода). Отличаются большим сроком службы. Самый распространенный тип ламп, используемых в фарах авто. Постоянно дорабатываются для получения большей интенсивности света и увеличения радиуса освещения перед авто.
Ксеноновые лампы - состоят из колбы с газом (ксеноном) и электродов. Светятся благодаря электрической дуге, возникающей вследствие подачи напряжения. Свет, который испускает ксеноновая лампа, - белый, близкий по спектру к дневному, и яркий (интенсивность выше в 3 раза, чем у галогеновых ламп). Яркие, энергоэффективные, и долгоживущие лампы. Комфортные для глаз водителя, но могут быть чрезмерно яркими для других участников движения.
Светодиоды - состоят из многочисленных светоизлучающих диодов (LED). Излучаемый свет близок к дневному свету. Потребляют меньше электроэнергии, по сравнению с галогенными, и имеют очень долгий срок службы. Работают без износа в течение длительного времени использования. Благодаря небольшим размерам открывают широкие возможности для дизайна. Однако зимой световой поток светодиодных ламп значительно снижается.
Что нужно знать о лампочках в фары перед заменой
1. Основное правило, которое нужно помнить, если вы планируете заменить лампочки в фарах, - это то, что лампы в фарах нужно менять парами.
Для этого есть веские основания:
- Лампочки устанавливались вместе в одно время, а значит, раз перегорела одна, то и смерть другой не за горами.
- Если вы решите оставить вторую и заменить только одну в целях экономии, то тем самым вы нарушите картину светораспределения, т.к. новая лампа всегда будет светить ярче той, которая уже отработала немало.
2. Собираясь в магазин за новыми лампочками в фары, возьмите с собой старые. Так вам будет проще подобрать аналогичные и исключите риск купить неподходящие. Тем не менее, не забывайте изучить надписи на упаковках.
3. В продолжение темы про упаковки: проверьте, стоит ли ней знак соответствия. Это обязательное условие, если товар качественный (а именно такой и нужен). Если же вы увидели надпись Offroad use only («Использовать только вне дорог общего пользования») или Not for use in Europe («Не использовать в Европе»), то такие лампы пропускаем - они запрещены к использованию в России.
4. Надписи +50% Light или Beam Performance +60% на упаковке обещают вам, что некоторые точки перед автомобилем будут освещены лучше по сравнению с возможностями обычных ламп. Однако помните, что дополнительные эффекты снижают ресурс лампочек, что означает более скорую их замену.
5. Лампы белого и желтого свечения и надписи типа 2600 К. Здесь эталоном для сравнения выступает дневная цветовая температура, которая находится в рамках 4000-6500 К.
Значение на упаковке близко к нему - свет, излучаемый лампой, похож на дневной. Он комфортный и привычный, создаёт меньшую нагрузку на глаза, в нём предметы более чёткие. Однако в дождливую погоду или в тумане видимость резко падает, т.к. белый свет отражается от капель воды.
Значение на упаковке ниже 3000 К - перед вами лампы жёлтого свечения. Они эффективны в непогоду, хотя при хороших погодных условиях не так удобны. В связи с этим, устанавливают их в противотуманные фары, а не головные.
Если колба лампы цветная, скорее всего, это чисто эстетическое решение - свет будет белым. В некоторых случаях колбы окрашивают в синий, чтобы повысить цветовую температуру.
6. Отсутствует указание на срок службы лампы в фары? Стандартным временем жизни при напряжении 13,2 В считается:
- для галогеновых ламп - 600 ч.,
- для газоразрядных (ксеноновых) ламп - около 3000 ч.,
- для светодиодов (LED) – 10 000 ч.,
- для органических светодиодов (OLED) – 30 000 ч.
Превышение напряжения снижает срок службы лампочки (например, увеличение напряжения на 5% влечёт снижение срока службы лампы на 40%). Однако световой поток будет сильнее. При низком напряжении ситуация обратная.
7. Оригинальная лампа была 60/55 Вт, но в наличии только более мощная – 100/90 Вт. Стоит ли приобрести её, да и света она даёт больше? Нет, больше не значит лучше. Если не хотите, чтобы эксперимент увенчался пожаром из-за превышения нагрузки на проводку.
8. Являются ли аналогами газоразрядная (ксеноновая) лампа и галогеновая лампочка в фары с пометкой intense white хenon effect? И та и другая испускает чистый белый свет, но они всё же различаются - газоразрядные лампочки светят лучше.
Замена лампочек в фарах
Если у вас не включаются фары, как правило, не требуется полное снятие или замена фар для восстановления их работоспособности. Сам процесс замены лампы в фаре и последовательность шагов может отличаться в зависимости от модели автомобиля, однако зачастую хватает открутить несколько крепёжных болтов и немного времени. Например, замена лампочек передних фар происходит следующим образом: откручиваются болты, снимается фара (можно снять не вытаскивая разъём) либо оттянуть фару не снимая полностью весь блок, чтобы достать до лампочки, осторожно выкрутить или нажать на специальный штекер для отделения лампы, установить новый световой элемент.
Основная сложность процесса замены лампы в фаре - конструкция авто, не позволяющая беспрепятственно добраться до креплений и самой лампочки. Иногда требуется снятие других деталей автомобиля, чтобы произвести замену. Также некоторые детали слишком туго поддаются, поэтому не все справятся с этой задачей (в основном это касается девушек) или есть риск при чрезмерном усилии повредить детали (особенно если это усилие там и не нужно). В связи с этим иногда легче обратиться в автосервис, чем тратить время на то, чтобы разобраться в нюансах процесса, к тому же стоит услуга недорого, и у профессионалов займёт немного времени.
Как сделать тонировку фар читайте .
