Учебно-информационный
центр Автомобилиста.

 
 

Немного об автомобильной оптике

Фары (или световые приборы), удовлетворяющие европейским требованиям "ECE" (Economic Commission of Europe, ЕЭК/ООН), обозначаются литерой E и цифрами в кружке. Цифра указывает на страну, сертифицировавшую данный продукт (1 - Германия, 2 - Франция, 3 - Италия,.., 22 - Россия).

Правилами как ECE, так и DOT регламентируется лишь регулировка ближнего света. Для света "европейских" автомобилей с 1957 года установлена "четкая" светотеневая граница с асимметричным светораспределением (правая часть поднимается вверх под углом 15°, обеспечивая акцентированное освещение правой обочины).

Кроме того, стандарт ЕЭК предписывает более низкий допустимый уровень ослепления встречных водителей, чем, например, в США. В странах с левосторонним движением, например, в Великобритании с кодом страны 11, требования могут зеркально отличаться; НО в целом, исключая зеркальность левосторонних движений, в правилах светотехники ряд стран постепенно мигрируют к европейским стандартам: Великобритания в конце 1970-х, Австралия в 1980-х, Япония в 1990-х.

В отличие от европейских, свет североамериканских фар распределяется почти симметрично. Световые приборы, предназначенные для США, маркируются аббревиатурой DOT (Department Of Transport, Министерство транспорта США). Поскольку DOT обращает повышенное внимание на освещение дорожных знаков и разметки, в итоге это выражается в более высоком допустимой уровне бликов (эффекте ослепления) для встречного транспорта. К тому же, в США фары положено регулировать только по вертикали. Световые приборы, предназначенные для внутреннего рынка японских автомобилей (JDM, Japan Domestic Market) рассчитаны на левостороннее движение, и по сути, удовлетворяют зеркальной копии ECE.


Три типа автомобильных фар

Параболические - самыми распространенными являются обычные фары с параболическим отражателем. Их особенность - лампочка расположена в фокусе (фокальной точке), благодаря чему отражатель направляет пучок света вдоль оси (удобно для дальнего света). Рассеиватель расширяет луч горизонтально. Полезный выход света ("к.п.д.") таких фар - около 27%. FF-рефлекторы - эллиптический отражатель "свободной формы" (free form, freie flechen). Просчитанная на компьютере поверхность рефлектора поделена на отдельные сегменты, каждый из которых отвечает за свою часть освещаемого пространства. Луч распределяется более целенаправленно и повышается его дальность, а "к.п.д." достигает уже около 45%.

Прожекторные. Все больше моделей автомобилей отходят от традиционных параболических фар, начинающих сильно проигрывать в эффективности. Производители начинают предпочитать фары с эллипсоидными отражателями - именуемые в народе точечной или линзовой оптикой. Лучи лампы, находящейся в первом фокусе, собираются во втором и затем попадают в собирающую линзу. Впервые "линзовые" фары ближнего света появились в 1986 году на "семерке" BMW. Лучи, собираясь во втором фокусе отражателя, "подрезаются" экраном, который обеспечивает заданную светотеневую границу, а затем еще раз фокусируются линзой. Их к.п.д. (особенно второго поколения) уже начинает превышать 50%. При этом вместе с прекрасно сфокусированным ярким светом линзовая оптика старается оберегать от него глаза встречных водителей, не допуская опасного засвечивания встречной полосы (но об этом ниже).

Преимущества прожекторных фар: - повышенная светоотдача при лучшей экономичности. - улучшенная видимость, большая безопасность и обзорность. - современный стиль вид автомобиля.
Недостатки: как правило, довольно высокая стоимость.


Светотеневая граница


По нормативам большинства стран, одной из важнейших характеристик световых приборов автомобиля служит так называемый "светотеневая граница" (ближнего света) - условная линия там, где луч ваших фар кончается, переходя в почти полную темноту впереди на дороге.


Как устроена "линзовая оптика"


Термин "линзовая" подразумевает, что в фаре сейчас есть линза - она позволяет с меньшей поверхности отражателя получить световой пучок, превосходящий по свойствам обычный. В целом фара прожекторного типа - это оптическая система, состоящая из отражателя эллиптического типа, экрана (шторки) и выпуклой (сферической либо эллиптической) линзы. Вся конструкция напоминает проектор, который просто вставили в фару и прикрыли снаружи прозрачным стеклом или рассеивателем. Здесь лучи источника света, находящегося в первом фокусе системы, отражаются эллиптическим рефлектором и собираются во втором фокусе, где, "обрезанные" экраном, затем проецируются линзой на дорогу. Что именно отсекает свет сверху? Отсечение верхнего света, в особенности мешающего полосе встречного движения, является требованием ECE с 1957 г. В линзовой оптике, хотя общий вид луча создает отражатель, за отсечение верхнего света отвечает помещенный во втором фокусе системы экран, задающий в конечном итоге светотеневой горизонт.


О настройке линзовых систем


Линзовые приборы требовательнее к точности и настройке. Но, если фары серийные (в частности, "родные" для автомобиля), можно вполне доверять настройкам изготовителя. В иных случаях даже незначительные отклонения могут вести к тому, что свет фар станет опасным для встречных водителей, плюс может существенно ухудшить вашу собственную видимость. К примеру, скорее всего, немногие заметят разницу, если повернуть обычную фару на 4 градуса. Но поверните на 4 градуса луч линзовой оптики - вы тут же обнаружите, что с вашим светом что-то не в порядке, не говоря о других людях. Как известно, яркость светового потока ксеноновых ламп примерно вдвое выше обычных, и фары могут стать источником сильнейшего ослепления. Поэтому правила ЕЭК недавно дополнены требованием, чтобы линзованная оптика обязательно имела автоматическую систему регулировки светового пучка в вертикальной плоскости (Automatic Level adjuster), а также омыватель фар. Почему омыватель так обязателен, может показаться странным, однако это вытекает из результатов исследований фирм Alferdinck, Hella, Bosch и др., а именно: грязь, накапливающаяся на линзах фар, потенциально увеличивает эффект ослепления до 300% по сравнению с чистыми линзами. Особенно это актуально для фар повышенной яркости. В настоящее время все серийные автомобили оснащаются необходимыми устройствами.

КСЕОНОВЫЕ ЛАМПЫ: ПОДРОБНЕЕ...


Первая газоразрядная ксеноновая лампа для автомобиля была разработана фирмой Philips, носила она аскетичное имя D2S (R). HID-лампы (High Intensity Discharge или в простонародье «ксеноновая лампа») стали применяться в автомобильных осветительных приборах с 1992 года. Ксеноновая лампа имеет цветовую температуру около 4.300 градусов по Кельвину (на примере Philips (Osram) D2S). Для примера, — галогеновая лампа имеет цветовую температуру свечения порядка 2.800 градусов по Кельвину. Чтобы стало совсем понятно, — цветовая температура свечения имеет ключевое значение при освещении. Так, Солнце имеет цветовую температуру порядка 5.000 — 6.000 градусов по Кельвину. Ксеноновая лампа обладает максимально приблеженным к солнечному свету спектр излучения, обеспечивая наиболее естественное освещение. Какая потребляемая мощность у HID ламп (ксеноновых ламп)? В среднем 35W потребляет ксеноновая лампа. 55W и более — обычная. Световой поток, обеспечиваемый ксеноном — 3.000 люменов против 1.550 у стандартной галогеновой лампы мощностью 55Вт. Каков средний срок службы ксеноновых ламп? Средний срок службы ксеноновых ламп D2S (R), например, составляет порядка 2.800 – 4.000 часов. Гарантированный срок службы галогеновых 100 — 500 часов. Как переносят ксеноновые фары русские дороги? Высокая вибростойкость обеспечивается отсутствием нити накаливания. Мораль такова — нет нити — нечему обрываться.


Действительно ли обзорность лучше при ксеноновом освещении? Да, лучше.


Все мы знаем, как важна обзорность в темное время суток, дождливую, туманную или снежную погоду.
Свет, излучаемый ксеноновой лампой, имея по сравнению с обычным в 2,5 раза большую интенсивность, значительно помогают водителю улучшить видимость дороги. Геометрия освещенного участка дороги также улучшается, поскольку пучёк света фары, оснащенной ксеноновой лампой, шире. Немаловажным также является то, что «ксеноновый» свет в силу особенности своего спектрального состава позволяет водителю увидеть объекты, находящиеся на проезжей части и обочинах дороги (включая дорожные знаки) на значительно большем расстоянии. Не слепит ли отраженный от снега и дождя яркий ксеноновый свет? Даже в дождь и туман ксеноновые фары не создают перед Вашими глазами «световую стену». Лучи ксенонового света легко «пробивают» туман и освещают не капли дождя или тумана,а именно полотно дороги. Сильно ли греется ксеноновая лампа? Ксеноновая лампа греется намного меньше чем галогенная. Так при потребляемой мощности в 35 Вт у ксенона в тепло уходит порядка 7% энергии, в то время, как у галогеновой лампы при потреблении минимум 55 Вт в тепло уходит около 40% энергии.


Все нахваливают ксеноновые фары, а есть ли у них недостатки?

Недостатки ксеноновых фар относительны. Можно выделить два очевидных недостатка: 1. Дороговизна. Помимо большой стоимости лампы надо иметь ввиду следующее: в случае замены ксеноновых ламп лучше менять их в паре, поскольку со временем (все лампы белеют примерно через 200 часов наработки), спектр излучения ксеноновой лампы изменяется. 2. Необходимость в специальном блоке управления (Сначала необходимо подать на лампу напряжение около 25.000 вольт, а далее поддерживать 80 вольт с частотой 300 Гц, для этого используются устройства, которые называют «блоками поджига» или «балластными блоками»). Бывают ли поддельные ксеноновые фары, и как отличить их от настоящих?
Действительно ли они хуже оригинальных? Да, существуют целый ряд ламп, которые называют «псевдоксеноном». Дело в том, что многих автолюбителей чарует голубоватый свет ксеноновых фар. Производители, зная о таком положении вещей, начали выпуск обычных галогенных ламп накаливания, создающих именно такое голубоватое, или просто более яркое, белое свечение. Достигается это благодаря покрытию колбы голубоватыми красителями, увеличением потребляемой мощности. В первом случае освещенность дороги в ночное время еще хуже чем при использовании простой лампы, а во втором фара сильно нагревается, при попадании воды часто лопается ее стекло. Попытки приблизить спектр излучения галогенных ламп к газоразрядным (ксеноновым) производятся не только безымянными фирмами из Китая и Кореи, но и именитыми фирмами вроде Philips с их Blue Vision, Osram, PIAA и т.д. Достичь таких же показателей спектрального состава и светового потока на основе нити накаливания не получается. Однако, такие галогенные лампы разрешены к использованию, и в отличие от ламп фантомных производителей, служат дольше.


Какие ксеноновые лампы выбрать?


Чаще всего ставят: 1. Корейские лампы с готовым цоколем Н4 и шторкой. 2. D2S (R) через переходник. 3. Биксенон — режимы ближнего и дальнего света работают либо за счет движения шторки (вариант хуже), либо за счет передвижения самой колбы (лучше, чем при варианте со шторкой). В первых двух случаях приходится жертвовать дальним (реже — ближним) светом. В третьем случае остаются и дальний и ближний свет. У обычной лампы H4 торец колбы закрашен непрозрачной краской, чтобы через торец не проникал свет. Лучше найти для покупки ксеноновую лампу в которой колпачок для прикрытия торца лампы присутствует.Остается упомянуть, что корейские лампы бывают с прозрачной или голубой колбой и с температурами 5.200 К, 6.000 К, 6.500 К, 7.000 К и 8.000 К, вплоть до 15.000 К. В чем отличие D2S от D2R? D2S для линзованой оптики, а D2R для рефлекторной. Cправедливо только для фар, специально разработанных под ксенон. У D2S ярче свечение, выше световая температура, спектр света белее.

Источник: http://www.midkam.ru/

Приходько Валентин Иванович , Copyright © 2011-2016 г. E-mail: adm-site-val@rambler.ru , Украина .
Перепечатка материалов автора с обязательной ссылкой на авторство и сайт - ПРИВЕТСТВУЕТСЯ !.