2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Светодиодные фары

Светодиодные фары

Здесь вы найдете полезные сведения и важные советы о светодиодных фарах для автомобилей.

В настоящее время светодиоды заменяют классические лампы накаливания в современных автомобилях. Они обеспечивают не только высокую светоотдачу и высокий уровень безопасности, но и большую свободу проектирования и значительный потенциал энергосбережения. Любители технологий могут утолить жажду знаний и получить основную информацию о светодиодной технологии в автомобилях на этой странице. Здесь вы также узнаете, что следует учитывать при настройке современных светодиодных фар.

Важное указание по технике безопасности
Следующая информация и практические советы были составлены HELLA для профессиональной помощи автомастерским. Информация, предоставленная на этом веб-сайте, должна применяться только соответствующим образом подготовленными специалистами.

Основы светодиодной техники – определение, устройство и принцип действия

Регулирование освещения светодиодных фар на примере Audi A8

ОСНОВЫ СВЕТОДИОДНОЙ ТЕХНИКИ – УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ : ОСНОВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Светодиод также называется люминесцентным диодом или сокращенно LED. «LED» означает «Light Emitting Diode» (светоиспускающий диод), поскольку он преобразует электрическую энергию в свет. С точки зрения физики он является источником холодного света и электронным полупроводниковым компонентом оптоэлектроники, проводимость которого находится между проводниками (например, металлы, вода, графит) и непроводниками (неметаллы, стекло, дерево).

Конструкция

Светодиоды доступны в широком диапазоне размеров, конструкций и цветов, применяемых в зависимости от потребностей. Классический вариант (стандартный LED) имеет цилиндрическую форму и в месте выхода света заканчивается полушарием.

Простые светодиоды состоят из следующих компонентов:

  • Кристалл светодиода
  • Рефлектор (с контактом к катоду)
  • Провод из золота (контакт к аноду)
  • Пластиковая линза (объединяет и фиксирует компоненты)

Маленький и резистивный – высокомощный светодиод

Высокомощные светодиоды имеют большой металлический корпус для лучшего терморегулирования. Поскольку тепло легче рассеивается, то через диод может протекать больше тока, светоизлучение имеет большую площадь, и световая мощность увеличивается. По сравнению с простым 5-миллиметровым светодиодом, тепловое сопротивление данного диода снижается в десять раз. На практике это означает, что высокомощный диод, такой как Luxeon Rebel, имеет квадратную площадь излучения около 1 мм и КПД около 40–100 лм. Мощность обычного 5-миллиметрового стандартного светодиода, напротив, уменьшается. При размере 0,25 мм и мощности менее 0,1 Вт и 20–30 мА достигается КПД всего 1–2 лм.

Компактная, плоская конструкция светодиодов обеспечивает большое конструктивное пространство для передового дизайна изделий: например, модули дневного света фар LEDayFlex для легковых, грузовых автомобилей и домов на колесах.

Конструкции

Существуют различные типы и конструкции светодиодов. В зависимости от области применения они различаются по конструкции, мощности и сроку службы. Среди самых распространенных светодиодов стоит упомянуть:

Проводные светодиоды

Первыми светодиодами являются проводные светодиоды, которые в основном использовались для управления. В сочетании с несколькими светодиодами на сегодняшний день они также используются в качестве светодиодных светильников, люминесцентных ламп, светодиодных модулей или трубок. Они доступны в размерах 3, 5 и 10 мм. Катод, отрицательный полюс проводного светодиода, короче, чем анод (положительный полюс), а его пластиковая оболочка сплющена. Угол выхода света определяется формой линзы в корпусе.

SuperFlux

Более мощными, чем обычные проводные светодиоды являются SuperFlux. Они имеют до четырех кристаллов (полупроводниковые кристаллы). Самые распространенные модели называются «Piranha» и «Spider». Они характеризуются большим углом наклона излучения и используются, в частности, для освещения больших поверхностей, поскольку свет имеет плоское излучение. Хорошее рассеивание тепла достигается за счет наличия четырех контактов, которыми можно управлять по отдельности. Конструкция High Flux обеспечивает длительный срок службы и делает его эффективным источником света, который можно использовать повсеместно.

SMD означает «Surface Mounted Device» (устройство поверхностного монтажа), то есть данный диод используется для поверхностного монтажа. Светодиоды SMD обычно состоят из трех-четырех кристаллов и имеют контакты, которые припаиваются к соответствующей печатной плате или соединительной поверхности. Они относительно нечувствительны к плотности тока и поэтому обеспечивают интенсивное освещение. Светодиоды SMD имеют очень разнообразные исполнения. Размеры, форму корпуса и силу светового потока можно выбрать в зависимости от требований заказчика. В сочетании с другими светодиодами SMD они используются в светодиодных люминесцентных лампах или модулях. В автомобильной промышленности такие светодиоды преимущественно используются для указателей поворотов, стоп-сигналов дневных ходовых огней.

High Power

Светодиоды High Power – это мощные и резистивные светодиоды, которые при оптимальных условиях эксплуатации могут работать с силой тока в 1000 мА. Чаще всего они используются в печатных платах с металлическим ядром. Их необычная конструкция предъявляет повышенные требования к терморегуляции.

Светодиодный индикатор с бескорпусным монтажом кристаллов на печатной плате (COB) является самым продуманным светодиодом. Он называется так, потому что крепится непосредственно на печатной плате. Для этого используется «группирование», при котором кристаллы полностью автоматически закрепляются на позолоченной печатной плате. Контакт с противоположным полюсом выполняется через золотую или алюминиевую проволоку. Поскольку светодиоды COB не используют отражатели и линзованнуюую оптику, то их угол излучения очень велик. Наибольшими преимуществами технологии COB являются высокая светоотдача, однородность освещения и широкий спектр применения.

Читайте так же:
Приспособление для регулировки карбюратора мотоцикла

Но из чего вообще состоит светодиод?

По сути, светодиод состоит из нескольких слоев полупроводниковых соединений. Полупроводники, такие как кремний, представляют собой вещества, которые по своей электропроводности находятся между проводниками, такими как металлы серебро и медь, и непроводниками (изоляторами), такими как тефлон и кварцевое стекло. На проводимость полупроводников может значительным образом влиять целенаправленное включение в них электрически активных инородных веществ (легирование). Различные полупроводниковые слои вместе образуют светодиодный кристалл. Способ формирования этих слоев (различные полупроводники) определяет светоотдачу (эффективность) светодиода и цвет его света.

Если ток проходит через светодиод в прямом направлении (от анода + к катоду -), то генерируется (излучается) свет.

Слой, легированный примесями n-типа, выполняется путем введения атомов примесей таким образом, что создается избыток электронов. В слое, легированном примесями p-типа, присутствует лишь незначительное количество этих носителей заряда. Это приводит к так называемым электронным вакансиям (дыркам). При подаче электрического напряжения (+) на слой, легированный примесями p-типа, и (-) на слой, легированный примесями n-типа, носители заряда перемещаются друг к другу. При переходе типа p-n выполняется рекомбинация (воссоединение противоположно заряженных частиц в нейтральную структуру). Вследствие этого процесса высвобождается энергия в виде света.

Электрические свойства – почему слишком высокий ток вреден

Если напряжение подается на светодиод, то его сопротивление падает до нуля. Светодиоды являются чрезвычайно чувствительными компонентами, в которых даже малейшее превышение допустимого уровня силы тока приводит к разрушению. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы светодиоды никогда не подключались непосредственно к источнику напряжения. Подключать их разрешается только после установки ограничителя тока или добавочного сопротивления в цепи тока. Для включения высокомощных светодиодов применяется электронный балласт, который подает постоянный ток.

На изображении слева показана электрическая цепь, необходимая для оптимальной работы светодиода. В этом случае в качестве ограничителя используется добавочное сопротивление, регулирующее прямой ток IF, протекающий через светодиод. Для выбора сопротивления необходимо предварительно определить прямое напряжение UF.

Для расчета добавочного сопротивления RV необходимы величины общего напряжения, прямого напряжения и прямого тока.

Формула добавочного сопротивления RV

Включение светодиодов

Для свечения светодиодам нужна лишь небольшая часть (несколько мА) допустимого прямого тока. Зачастую этого достаточно для обеспечения оптимального освещения. Как уже упоминалось выше, в зависимости от области применения существуют различные возможности эксплуатации светодиодов.

Три возможности включения светодиодов

Срок службы – как изменение температуры влияет на срок службы
Когда мы говорим о сроке службы или о световой дегенерации светодиода, то мы имеем в виду время, в течение которого диод горит, пока его сила света не упадет до половины начального значения свечения. Работоспособность светодиодов зависит от многих факторов. Применяемый материал полупроводников при этом так же важен, как условия эксплуатации или дегенерация кристалла кремния.

Однако, как правило, невозможно определить, какова реальная продолжительность срока службы. В то время как стандартные светодиоды служат до 100 000 часов, срок службы высокомощных светодиодов в два–четыре раза меньше (25 000–50 000 часов). Оба диода могли бы непрерывно работать в течение одиннадцати или двух лет, соответственно.

Срок службы в значительной мере зависит от места эксплуатации и плотности тока питания. Чем выше сила тока, тем больше нагревается диод. Это сокращает срок службы. Температура окружающей среды также влияет на срок службы: чем выше температура, тем больше вероятность выхода из строя диода. Интенсивность светового излучения всех светодиодов непрерывно снижается со временем. Это является преимуществом, потому что в отличие от обычных ламп (ламп накаливания, галогенных), светодиодные лампы гаснут мгновенно. Даже если яркость уменьшается, то при нормальных условиях светодиод не выходит из строя. Пластиковые линзы, обычно применяемые для большинства светодиодов, со временем становятся мутными, что также отрицательно сказывается на светоотдаче.

Главные факторы воздействия на срок службы

  • Температура
  • Плотность тока
  • Дегенерация кристалла кремния

Будущее светодиодов – оптимальные условия освещения автомобиля

Хотя вследствие высокой стоимости светодиоды до сих пор применяются лишь в премиум-сегменте автомобильной промышленности, в перспективе они должны вытеснить другие лампы во всех сегментах. Потому что наряду с экономическими аспектами в пользу серийной установки светодиодов прежде всего свидетельствуют технические причины.

Светодиоды впечатляют своей функциональностью, техническими характеристиками и оптимальными результатами освещения. Они способствуют энергосбережению и повышают безопасность дорожного движения. Кроме того, светлый свет, напоминающий дневной, обеспечивает приятное и более субъективное восприятие.

Читайте так же:
Регулировка оборотов однофазного асинхронного электродвигателя

Рынок светодиодов для фонарей и фар будет длительное время развиваться в двух направлениях: с одной стороны, премиум-сегмент будет становиться более важным, ведь он требует высокой функциональности и превосходной световой мощности. С другой стороны, все большее развитие приобретает экономически и экологически мотивированный сегмент, который наряду с небольшим энергопотреблением предполагает введение экономичных решений. Высокоразвито, функционально, экономично – светодиоды предлагают большие возможности.

ВЫСОЧАЙШАЯ КОМПЕТЕНЦИЯ В СФЕРЕ ОСВЕЩЕНИЯ

С 2010 года автомобиль Audi A8 доступен с опциональными полностью светодиодными фарами. Десять проекционных линз обеспечивают уникальный ближний свет. Дневной ходовой огонь также имеет уникальную характеристику, поскольку он применяется как с указателем поворота, так и со стояночным огнем. Функции AFS позволяют индивидуально адаптировать функции освещения к соответствующим условиям, поскольку они позволяют включать и выключать отдельные светодиоды. В режиме движения отдельные светодиоды выключаются в странах с левосторонним движением. Светодиодная технология делает конструкцию фары очень сложной. По сравнению с фарами прежних типов число компонентов в фаре значительно возросло.

Светодиодные оптические устройства в автомобиле

Существуют различные методы направления света. Важнейшими методами изменения направления света в системе освещения автомобиля являются отражение, преломление и гибридный метод (сочетание отражения и преломления).

Принцип регулировки яркости светодиодов

Если упустить подробности и объяснения, то схема регулировки яркости светодиодов предстанет в самом простом виде. Такое управление отлично от метода ШИМ, который мы рассмотрим чуть позже.
Итак, элементарный регулятор будет включать в себя всего четыре элемента:

  • блок питания;
  • стабилизатор;
  • переменный резистор;
  • непосредственно лампочка.

элементарный регулятор яркости светодиодов

И резистор, и стабилизатор можно купить в любом радиомагазине. Подключаются они точно так, как показано на схеме. Отличия могут заключаться в индивидуальных параметрах каждого элемента и в способе соединения стабилизатора и резистора (проводами или пайкой напрямую).

Собрав своими руками такую схему за несколько минут, вы сможете убедиться, что меняя сопротивление, то есть, вращая ручку резистора, вы будете осуществлять регулировку яркости лампы.

В показательном примере аккумулятор берут на 12 Вольт, резистор на 1 кОм, а стабилизатор используют на самой распространенной микросхеме Lm317. Схема хороша тем, что помогает нам сделать первые шаги в радиоэлектронике. Это аналоговый способ управления яркость. Однако он не подойдет для приборов, требующих более тонкой регулировки.

Необходимость в регуляторах яркости

Теперь разберем вопрос немного подробнее, узнаем, зачем нужна регулировка яркости, и как можно по-другому управлять яркостью светодиодов.

  • Самый известный случай, когда необходим регулятор яркости для нескольких светодиодов, связан с освещением жилого помещения. Мы привыкли управлять яркостью света: делать его мягче в вечернее время, включать на всю мощность во время работы, подсвечивать отдельные предметы и участки комнаты.
  • Регулировать яркость необходимо и в более сложных приборах, таких как мониторы телевизоров и ноутбуков. Без нее не обходятся автомобильные фары и карманные фонарики.
  • Регулировка яркости позволяет экономить нам электроэнергию, если речь идет о мощных потребителях.
  • Зная правила регулировки, можно создать автоматическое или дистанционное управление светом, что очень удобно.

В некоторых приборах просто уменьшать значение тока, увеличивая сопротивление, нельзя, поскольку это может привести к изменению белого цвета на зеленоватый. К тому же увеличение сопротивления приводит к нежелательному повышенному выделению тепла.

ШИМ управление

Выходом из, казалось бы, сложной ситуации стало ШИМ управление (широтно-импульсная модуляция). Ток на светодиод подается импульсами. Причем значение его либо ноль, либо номинальное – самое оптимальное для свечения. Получается, что светодиод периодически то загорается, то гаснет. Чем больше время свечении, тем ярче, как нам кажется, светит лампа. Чем меньше время свечения, тем лампочка светит тусклее. В этом и состоит принцип ШИМ.

ШИМ управление

Управлять яркими светодиодами и светодиодными лентами можно непосредственно с помощью мощных МОП-транзисторов или, как их еще называют, MOSFET. Если же требуется управлять одной-двумя маломощными светодиодными лампочками, то в роли ключей используют обычные биполярные транзисторы или подсоединяют светодиоды напрямую к выходам микросхемы.

ШИМ управление схема

Вращая ручку реостата R2, мы будет регулировать яркость свечения светодиодов. Здесь представлены светодиодные ленты (3 шт.), которые присоединили к одному источнику питания.

Зная теорию, можно собрать схему ШИМ устройства самостоятельно, не прибегая к готовым стабилизаторам и диммерам. Например, такую, как предлагается на просторах интернета.

схема ШИМ устройства

NE555 – это и есть генератор импульсов, в котором все временные характеристики стабильны. IRFZ44N – тот самый мощный транзистор, способный управлять нагрузкой высокой мощности. Конденсаторы задают частоту импульсов, а к клеммам «выход» подсоединятся нагрузка.

Поскольку светодиод обладает малой инертностью, то есть, очень быстро загорается и гаснет, то метод ШИМ регулирования является оптимальным для него.

Читайте так же:
Регулировка заднего моста митсубиси паджеро

Готовые к использованию регуляторы яркости

Регулятор, который продается в готовом виде для светодиодных ламп, называются диммером. Частота импульсов, создавая им, достаточно велика для того, чтобы мы не чувствовали мерцания. Благодаря ШИМ контролеру осуществляется плавная регулировка, позволяющая добиваться максимальной яркости свечения или угасания лампы.

Встраивая такой диммер в стену, можно пользоваться им, как обычным выключателем. Для исключительно удобства регулятор яркости светодиодов может управляться радио пультом.

Способность ламп, созданных на основе светодиодов, менять свою яркость открывает большие возможности для проведения световых шоу, создания красивой уличной подсветки. Да и обычным карманным фонариком становится значительно удобнее пользоваться, если есть возможность регулировать интенсивность его свечения.

Замена штатных автомобильных ламп на светодиодные

Задний фонарь на светодиодах

Лампы накаливания, до сих пор широко применяемые в автомобилях, кажутся по меркам XXI века уже анахронизмом: потребляющие большой ток, греющиеся, нестойкие к тряске и ударам. Поэтому все большее распространение получают светодиоды: от подсветки кнопок и панели приборов они пришли уже и в головную оптику новейших автомобилей.
Так, может, стоит «проапгрейдить» и машину, где с завода светодиоды не ставятся? Благо вариантов светодиодных сборок со стандартными цоколями в автомагазинах хватает. Однако не все так просто.

Светодиоды как замена маломощным лампам подсветки

Здесь проблем с заменой меньше всего: вместо маломощных ламп накаливания можно смело применять светодиодные на одном кристалле или компактные сборки. Однако нужно учитывать, что при этом регулировка яркости подсветки в автомобиле, скорее всего, перестанет работать.

На автомобилях, где в подсветке использованы обычные лампочки, их суммарное эквивалентное сопротивление измеряется несколькими омами, максимум – 10-15 Ом. Поэтому регулятор яркости для них – это простой переменный резистор небольшого сопротивления (на максимальном значении), включенный с ними последовательно. Например, если эквивалентное сопротивление всех ламп подсветки – 10 Ом, то резистор с таким же сопротивлением уже уменьшит ток через них вдвое.

А вот у светодиодов эквивалентное сопротивление, высчитанное по токопотреблению, будет уже выше в разы. Собственно говоря, именно поэтому они значительно экономичнее. И поэтому же манипуляции с регулятором яркости подсветки не дадут практически никакого эффекта.

Для управления яркостью светодиодов применяются регуляторы на широтно-импульсной модуляции – они подают в нагрузку импульсы с высокой частотой и переменной длительностью. Из-за инертности человеческого зрения эти пульсации глазу незаметны, а вот перемена длительности импульсов воспринимается как изменение яркости.

Замена ламп габаритов, стоп-сигналов на светодиодные

Тут в однозначных плюсах у светодиодов – больший ресурс и стойкость к тряске: в принципе, вероятность отказа у светодиодов во время езды гораздо меньше. Но и здесь есть набор «но».

Начнем с того, что любой светодиод чисто конструктивно является источником направленного света, в отличие от лампы накаливания, которая «светит во все стороны». Поэтому оптика, рассчитанная под лампы накаливания, со светодиодами начинает страдать в углах обзора – под углом в 90 градусов к плоскости фары/фонаря яркость даже увеличится, а вот со стороны упадет. Эта проблема решаема – выпускаются сборки на кристаллах, расположенных по поверхности цилиндра или сферы, имитируя тем самым ненаправленное свечение.

Вторая проблема светодиодов – необходимость стабилизации тока питания. И при его уменьшении, и особенно – при увеличении скорость деградации кристалла возрастает, при перегрузке он способен выгореть за секунды. Меньше всего неизбежные скачки напряжения в автомобильной бортовой сети сказываются на маломощных светодиодах, а с ростом мощности требования к стабилизации тока растут. Поэтому для миниатюрных кристаллов допустимо применение обычных токоограничительных резисторов, а вот мощные светодиодные лампы требуют уже применения полноценного стабилизатора тока.

Отдельная проблема возникает у ламп, устанавливаемых в головной оптике в гнезда отражателей фар. При этом светодиоды подвергаются сильному нагреву от включенных галогеновых ламп, а перегрев для светодиода критичен: габариты быстро начнут «подмигивать» (первый признак скорого отказа светодиода), затем полностью гаснут. Вместо ожидаемого прироста ресурса, напротив, получается его уменьшение.

С 80-х годов все большее распространение получают системы контроля исправности ламп – сначала примитивные, основанные на контроле тока нагрузки через реле, сейчас – интегрированные в бортовые контроллеры кузовной электрики. Но при замене штатных ламп накаливания на светодиодные происходит одно и то же: значительное уменьшение потребляемого на линии тока приводит к срабатыванию предупреждения о неисправности ламп даже в случае, если из всех них на светодиодную заменена только одна. На старых автомобилях с аналоговым контролем это не так страшно – сами лампы-то гореть будут, а индикатор на панели приборов можно и отключить при желании. А вот нынешние контроллеры, фиксируя «обрыв» в линии габаритов или стоп-сигналов, могут и полностью отключить подачу в нее тока до «устранения неисправности» и сброса ошибки в памяти блока управления кузовной проводкой. То есть светодиодные лампы в фарах работать не будут.

Читайте так же:
Инструмент для регулировки клапанов шайбами

При установке светодиодов в поворотники проблема «вылезает», даже если в самой машине контроля целостности ламп нет: само реле сигналов поворота контролирует текущий через него ток, чтобы учащенным морганием предупредить водителя об отказе одной из ламп. Что произойдет при установке светодиодов? Естественно, плавное моргание оранжевых огней превратится в «пулеметную очередь». Без перепайки реле поворотников выход только один – параллельно лампам включить мощные балластные резисторы, которые увеличат суммарное токопотребление и «обманут» цепь контроля тока. Работать все будет, как положено – но вот от экономичности светодиодных ламп не останется и следа, всю экономию аннулирует балласт.

Замена ламп дальнего и ближнего света

Светодиодные лампы

А вот этот «антитюнинг» если и заслуживает какого-либо определения, так только одного – «колхоз».

Начнем с того, что вся оптика головного света рассчитывается на определенную диаграмму светораспределения – та самая «галочка», которую выставляют на нужную высоту при регулировке фар. Но правильная фокусировка обеспечивается только при заданном расположении источника света – то есть нити накаливания, вынесенной относительно цоколя на стандартизированное расстояние.

Очевидно, что светодиодная сборка, как ни ухищряйся с ее конструкцией, стать полноценным аналогом галогеновой лампы по светораспределению не сможет. Поэтому светить рефлекторные фары начнут в неизвестном направлении. У линзовой оптики свет будет более «прямым», но уложиться в нормативы не смогут и они.

Вторая проблема – это нагрев. Конечно, светодиоды экономичны, но все-таки мощные сборки светодиодов и монокристаллы греются уже очень сильно и нуждаются в теплоотводе. А какой-либо вентиляции в штатной оптике под лампы накаливания никто не предусматривает – ведь «галогенкам» высокие температуры не вредят, их нет нужды охлаждать. Из-за этого светодиодным лампам такой мощности, которая позволит применять их в головном свете, потребуются развитые радиаторы охлаждения, которые просто-напросто не вписать в ограниченное пространство фар.

Посмотрите на штатную головную оптику со светодиодами: например, в фарах Mercedes-Benz никто и не стремится убрать источник света в одну лампу, в оптике Multibeam LED установлены 84 отдельных кристалла. Таким образом решаются проблемы и с охлаждением, и с фокусировкой (светодиоды разнесены по криволинейной поверхности и управляются каждый по отдельности).

Что же касается светодиодных фар со стандартными цоколями типа Н4, Н7 и так далее, то о их «качестве» красноречиво говорит отсутствие подобных изделий у сколько либо известных производителей автомобильной оптики и ламп. Увы, в отличие от китайских продавцов с Алиэкспресса, им свою продукцию приходится сертифицировать на соответствие стандарта – и отсутствие брендовых светодиодных ламп с «галогеновыми» цоколями прямо намекает на то, что конструктивно они невозможны при надлежащем качестве.

Переход автопроизводителей на светодиодную оптику привел к тому, что менять перегоревшие элементы становится крайне сложно и дорого. Так как производитель допускает только замену элемента целиком в сборе. Хотя есть умельцы, которые берут аналог кристалла (иногда найти подходящие светодиоды можно даже на Алиэкспрессе), вскрывают фонарь и перепаивают. Затем фонарь проклеивается и, вуаля, готово!

Виды автомобильной оптики: фара головного света

Сегодня даже опытные автомобилисты порой имеют весьма поверхностные представления о конструкции фары головного света. – такое их теперь многообразие. Давайте попробуем внести ясность в этот вопрос и вместе разобраться в столь важной детали современного автомобиля.

Безопасность и комфорт

Главная задача фары головного света – максимально ярко освещать дорогу перед автомобилем и не слепить других участников движения. Прежде всего, это касается ближнего света. По принятым в 1957 году европейским стандартам установлено понятие светотеневая граница (СТГ) с асимметричным светораспределением. СТГ – это такая линия на дороге (примерно в 55-60 метрах перед автомобилем), где луч света должен заканчиваться и переходить в практически полную темноту. Асимметричность заключается в том, что правая часть светового потока светит дальше, обеспечивая акцентированное освещение правой стороны дороги и обочины. До 90-х годов правильная СТГ достигалась путем отсечения световых пучков фильтрами и шторками, позже появились другие решения, но обо всем по порядку.

Автомобильные фары параболическим отражателем

Вплоть до 90-х годов все автомобили были оснащены фарами с зеркальным параболическим отражателем. Лампа в них располагалась строго по центру, что удобно для дальнего света, когда лучи попадают на всю поверхность отражателя. При включении ближнего света, специальный фильтр не давал лучам падать на нижнюю часть зеркала. Также лампа прикрывалась специальным колпачком, который не позволял свету проходить прямо.

Читайте так же:
Регулировка перепускного клапана теплого пола

Недостатком таких фар была низкая эффективность. Лишь часть света лампы в итоге попадало на дорогу. Что подтверждает КПД в 27%. Ни один современный автопроизводитель уже не использует такой вид головной оптики в конструкции автомобиля.

Сравните внешний вид фары ближнего и дальнего света ВАЗ-2106. Фара ближнего света (левая) оснащена защитным колпачком черного цвета.

Автомобильные фары с отражателем сложной формы (рефлекторные)

В 90-х годах, с появлением совершенно новых материалов, изменением технологий и внедрением компьютерного моделирования в автопромышленность пришли отражатели сложной формы, что кардинально преобразило внешний вид фары.

Лампу по-прежнему закрывает защитный колпачок

Отражатель в рефлекторных фарах разработан таким образом, чтобы свет от него попадал в нужное место дороги. Каждый изгиб фары отвечает за освещение конкретного участка дороги. При этом задействована и верхняя, и нижняя часть автомобильной фары.

Рассеиватель стал больше не нужен, фара закрыта теперь ровным поликарбонатом. Отказ от стекла позволил снизить вес конструкции почти на килограмм. Благодаря всем изменениям эффективность рефлекторной фары повысилась почти в два раза, до 45% .

Линзовая фара с проекционным (эллипсоидным) отражателем

Это самый современной тип фары, использующей отражатель. Пучок света в линзовых фарах формирует линза, которая и распределяет его в нужное место дороги.

Линза в фаре не только формирует световой пучок, но и усиливает его

Для получения четкой СТГ (свето-теневой границы), в линзовой фаре применяется специальный экран, отсекающий часть света. Он выполняет роль заслонки, прерывающей луч света снизу. Подобная технология используется в биксеноновой фаре, но об этом позже.

КПД линзовой фары составляет 52%.

Корректоры света

Первые фары с параболическим отражателем нуждались в механической регулировке при помощи специальных винтов. Сегодня все автомобили оснащаются устройством, меняющим высоту света из салона. Водитель приподнимает лучи или опускает их, в зависимости от рельефа местности и загруженности багажника. Называется такое устройство корректором.

Бывают механические, гидравлические, пневматические и электромеханические устройства. Чаще всего встречаются электромеханические корректоры. Их начали применять с середины девяностых годов 20 века и используют до сих пор в большинстве легковых автомобилей.

Сегодня корректором света фар оснащаются абсолютно все современные автомобили

С появлением ксеноновых ламп, понадобились автоматические корректоры. Они регулируют высоту лучей на основе телеметрических датчиков, отслеживающих высоту дорожного просвета.

Если вы решили самостоятельно установить в свои фары ксенон, учтите, что по ГОСТ Р 51709-2001 вам придется раскошелиться и на автоматический корректор, иначе серьезного разговора с инспектором ДПС не избежать.

Какие лампы подойдут в фары?

Часто на автофорумах приходится читать утверждения «опытных» водителей о том, что «линзованная оптика разработана исключительно для ксенона».

Начнем с того, что любая ксеноновая лампа имеет в своем названии букву S или R . S — type предназначена для элипсоидных отражателей, R – type – для рефлекторных.

Ксеноновые лампы S — type применяются в биксеноне. При переключении на ближний, свет лампы не уменьшается, как думают многие, а используется механическая шторка, которая поднимается и перекрывает нижнюю часть отражателя, образуя светотеневую границу.

Ксеноновые лампы R – type разработаны для рефлекторных отражателей и работают, как правило, в качестве ламп ближнего света. Функцию механической шторки выполняет фильтр, расположенный на самой колбе лампы. По сути, это защитное покрытие, которое не пропускает свет на нижний отражатель и формирует все ту же СТГ.

Как увеличить яркость света фар?

Еще один распространенный вопрос автомобилистов: «Можно ли ставить лампу большей мощности, чем рекомендует изготовитель?». Если на фаре написано 55Вт, то превышать эту цифру не стоит.

Во-первых, вырастет энергопотребление бортовой сети. Во-вторых, более мощная лампа будет перегревать фару, что в конечном итоге выведет из строя весь блок. Если вы не удовлетворены яркостью лампы, вам не обязательно повышать ее мощность. Например, новое поколение NIGHT BREAKER LASER является сегодня самой яркой галогенной автолампой OSRAM! При этом потребляемая мощность составляет все те же 55 Вт.

Инновационные лазерные технологии обеспечивают до 150% больше яркости, если сравнивать с минимальными установленными требованиями, а тщательно продуманная структура нити накала позволила добиться дополнительной светоотдачи. Световой луч от этой лампы до 150 м длиннее, а излучаемый свет до 20% белее. Как конструкторам удалось добиться столь выдающихся показателей, мы расскажем позже в отдельной статье.

Галогенные лампы повышенной яркости OSRAM NIGHT BREAKER LASER выпускаются с цоколем H1, H3, H4, H7, H8, H11, HB3, HB4.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector