1. пристрій фари
2. Джерело світла
3. відбивач
4. рассеиватель
5. види ламп
6. Лампа розжарювання
7. галогенні лампи
8. Ксенонові лампи (газорозрядні)
9. світлодіоди
10. лазер
11. сучасні розробки

Світлотехніка на машині - основа безпеки і зручності на дорогах. Це така ж невід'ємна частина транспортного засобу, як колеса і кермо. У той же час, видів і конфігурацій світлової техніки на машину існує досить багато. У цій публікації ми розглянемо основні типи передніх фар і їх призначення.

За прямим функціоналу передні фари автомобіля можна розділити на окремі класи:

• Габаритні вогні - призначені для позначення габаритів транспортного засобу, стоять попереду і ззаду.
• Ближнє світло - основні фари, призначені для освітлення дороги безпосередньо перед машиною, світять вони яскраво, але тільки на обмежену невелику відстань, близько 40-50 метрів.
• Дальнє світло - фари, що світять на велику відстань, на 200-300 метрів. Вони забезпечують комфортний світловий шлях навіть на дуже великій швидкості.
• Протитуманні фари - додаткові фари для погіршених погодних умов (заметіль, туман і інше). При одночасному використанні з ближнім світлом противотуманки сильно сліплять інших учасників руху.
• Ходові вогні працюють вдень для додаткового позначення машини. Вперше отримали застосування в країнах Скандинавії і Британських островів, там, де іноді днем ​​освітлення недостатнє для повного забезпечення безпеки.
• Спеціальні передні світлові пристрої, на зразок ралійних фар, світлових шукачів, прожекторів та інше.

пристрій фари

Пристрій фари автомобіля приблизно одне для всіх модифікацій. Світіння створюється за рахунок трьох сегментів фари.

Джерело світла

Випромінювання лампи не спрямоване прямо, як ліхтар, насправді, вона швидше за світить на всі боки, направляючи частки світла на наступний сегмент.

відбивач

Він буває різної форми, часто це відносно правильний конус, але може бути безліч варіацій в залежності від конфігурації фари і дизайну передньої частини машини в цілому. Зазвичай це скло або пластмаса з невеликим напиленням алюмінію. Як цілком ясно з внутрішньої форми слова - основне його завдання - відображати, весь світ, який на нього потрапляє. При цьому відображенні він посилюється. Спеціальні коректори в свою чергу обмежують світлову зону направляючи промінь світла. В плані відбиття світла можна також виділити три основні підтипи:

1. Параболічний відбивач. Найпростіший, дешевий і поширений. Це статична конструкція, що відбиває світло горить лампи. Таку фару можна підкоригувати, яскравість, інтенсивність, напрям світла в них статичні.
2. Рефлектор вільної форми (Free Form Reflector). Такий рефлектор розділений на кілька зон (кількість їх може сильно варіюватися), кожна відображає і направляє свій пучок світла. Світло таких фар також є статичною, але більш чіткий, менше светопотері при розсіюванні, значно менша ймовірність засліплення інших водіїв або себе.
3. Лінзова оптика. Світло від лампи в цьому випадку розсіюється і посилюється спеціальним еліптичних світлоповертачем, але після цього направляється на другий фокус - спеціальний щиток, знову збирає цей світ. Від цієї перегородки світло знову розсіюється в сторону лінзи, та збирає його, десь обрізаючи, десь перенаправляючи. Така оптика максимально виключає надмірну светопотері і осліплення світлом. Лінзова оптика дорога, але дуже якісна і забезпечує максимальну безпеку навіть в умовах важкої видимості. Головна проблема - вся ця система досить динамічна, в ході зносу або пошкодження стабільність лінзи може знизитися, можуть виникнути несправності, светопотері. В такому випадку лінза вимагає специфічної коригування в автосалоні.

   Принцип роботи ксенонових фар

рассеиватель

Це зовнішня частина фари, також зі скла або спеціального матеріалу. Бачили на фото або кінозйомках величезні білі листи на штативі? Призначення автомобільного розсіювача схоже. Його завдання - захищати фару від зовнішнього впливу, а також розсіювати і направляти її світло. Скажімо, протитуманні фари світять скоріше не прямо вперед, а як би «під ноги», вниз - вперед. Для цих функцій форма розсіювача може бути різною. Дещо інший метод роботи у світлодіодних і матричних фар, ми розглянемо цю специфіку трохи пізніше, коли будемо говорити про світлодіодах окремо.

Це функціональний розподіл фар, однакове для будь-якого транспортного засобу. Можна їх розділити і за принципом пристрою. Науковий прогрес не стоїть на місці, технологи і проектувальники задаються одним важливим питанням: як забезпечити максимальну безпеку і дальність освітлення, при цьому нівелюючи сліпучим фактором. Також важливі принципово надійність фари, міцність, тривалий ресурс використання, екологічність, не забуваємо про дизайн.

види ламп

Фари за методом дії лампи можна виділити в чотири типи:

• лампи розжарювання
• галогенні
• ксенонові
• світлодіодні

Лампа розжарювання

Найпростіші, такі ж, як звичайні лампочки. Робота її забезпечується вольфрамовою ниткою, вміщеній в безповітряну скляну колбу. При подачі напруги відбувається нагрів вольфрамової нитки, що і породжує світло. Такі лампи не дуже надійні, вони морально застаріли: вольфрам постійно випаровується з нитки. Вона тоншає, що призводить в результаті до розриву. Також такі пристрої легко темніють і дуже сприйнятливі до перепадів напруги. Вони ще широко використовуються в побуті, але поступово виходять з ужитку через множинних вад. На транспортних засобах вже не використовуються.

галогенні лампи

Також часто використовуються в побуті. Механізм її роботи приблизно такий же, - розжарювання вольфрамової нитки, однак за рахунок того, що всередину колби закачано пари галогенів (йоду або брому), які взаємодіють з атомами вольфраму і не дають останнім осісти, вони рухаються навколо нитки по спіралі, періодично знову до ній прилипаючи.

Термін служби таких ламп у багато разів довше звичайних ламп розжарювання. Такі лампи мають довгий ресурс експлуатації, Тут багато що залежить від якості і, відповідно, вартості. Хороші галогенні лампи можуть працювати протягом декількох років постійної експлуатації. У технічній документації зазвичай прописують невеликі терміни служби, близько тисячі годин безперервної роботи і далі, за фактом ж якісна галогенні лампи може прослужити в два-три рази довше, ніж передбачає термін експлуатації. Важлива тут також повна справність проводки в автомобілі. Неполадки з електронікою або акумулятором позначаються на тривалості роботи фар.

Ксенонові лампи (газорозрядні)

Також поширені в автомобільній промисловості. Першими тут були, як завжди, німці - вони поставили ксенонові фари на BMW сьомої серії в 1994 році. Працює такий пристрій за рахунок нагрівання газу ксенону - благородного газу, при нагріванні виділяє безліч світла. Такі лампи значно потужніше газорозрядних. Скажімо, при потужності в 35 Вт ксенонова лампа народжує світловий потік в 3000-3200 лм, що на третину більше, ніж здатна видати галогенні лампи за вдвічі більшої потужності.

Ксенонові лампи економлять електрику, видають багато світла і довго служать (термін служби ксенонової фари складе близько двох тисяч годин, приблизно в два-три рази більше, ніж у свого галогенового аналога.), Але дорого коштують. У такому пристрої крім простих трьох агрегатів, про які ми вже говорили, є ще й спеціальні нагрівачі ксенону, що складаються з блоку розпалу й електронної системи управління температурою і потужністю. Ці механізми підвищують ціну на фару в кілька разів.

світлодіоди

В основі світлодіодного ліхтаря - напівпровідниковий кристал, який перетворює електричний струм в світло. Спочатку такі пристрої з'явилися в промисловій сфері, але тепер вони широко інтегровані в побут. В автомобільній промисловості світлодіоди почали використовуватися для побічного освітлення - стоп-сигнали, підсвічування приладової дошки, висвітлення в салоні і так далі.

Вважалося, що світлодіодні лампи недостатньо яскраві для установки в головні фари. Зараз вони світять дуже яскраво за рахунок того, що встановлюються цілими сегментами-сотами всередину фари. Один світлодіод виокремлює менше світла, ніж ксенонова лампа, але встановлені разом вони цілком покривають потрібне для безпеки кількість освітлення. Світлодіод сам по собі представляє самодостатній джерело світла. На деяких моделях авто світлодіодна фара складається з двох-трьох десятків окремих діодів. У кожному з них є лінза, кристал, анод і катод, що забезпечують постійно напруга струму. Перегорання або несправність одного діода зазвичай не тягне за собою поломку інших.

лазер

Найновіша технологія, яку активно розвивають, це лазерні фари. Вперше такі фари застосували на футуристичному автомобілі BMW i8. Технологія фари досить проста - лазер світить на лінзу з фосфором, який у свою чергу починає випромінювати яскраве світло, а відбивач направляє цей світ на дорогу.

Вони перевершують світлодіодні фари з освітлення та енергоспоживанню, а термін служби зіставимо. Істотним недоліком цих фар є їх вартість, вони є найдорожчими фарами сучасності, не менше 10 тис. Євро, за дану суму можна купити новий бюджетний автомобіль.

сучасні розробки

Момент пристрої світлодіодним фари доведений до технологічного абсолюту в фарі матричної. У ній водій може змінювати і підлаштовувати під себе і потреби дорожньої ситуації окремий діод. Такі матричні світлодіоди можуть індивідуально підлаштуватися під будь-яку, навіть складну обстановку з видимістю.

Головні лампи на світлодіодах з'явилися десять років тому. Світлодіодні фари на машинах стають все популярнішими через те, що у них практично немає недоліків. Вони споживають мізерну кількість електроенергії, їх ресурс в кілька разів може перевищувати термін служби інших фар, при дотриманні температурного режиму ресурс експлуатації такий лампи буде від п'яти тисяч годин і більше. Єдиний, але відчутний мінус - дорожнеча. На сучасному автомобільному ринку фари в цілому - задоволення не з дешевих і наближається до вартості лазерних фар - за ціну світлодіодним фари іноді можна купити цілий автомобіль, нехай і старий. З іншого боку, така лампа при правильній експлуатації може прослужити багато років і жодного разу про собі не нагадати, що в підсумку може вилитися в солідних економію.

Спочатку світлодіодні фари ставилися на машини преміум-класу, на деякі моделі Cadillac, Audi. Зараз же деякі виробники роблять фари на світлодіодах, які можна поставити цього разу місце фар ксенонових, так що світлодіодне освітлення тепер можна ставити і на марки, спочатку на це не розраховані. В цілому думка автомобілістів сходиться в тому, що світлодіодні фари, так чи інакше, захоплять ринок.

Проблема з браком світла вирішена завдяки технологічним нововведенням, а ціна буде поступово знижуватися під натиском попиту і зменшення цін на матеріали. Можливо, в недалекому майбутньому велика частина автомобілів буде оснащена саме світлодіодними фарами. Але поки, з об'єктивних причин основою ринку залишаються фари ксенонові і галогенні.