Главная       Вокруг авто       Общий тюнинг      Автолегенды      Практические советы      Полезно знать      Контакты







    Эволюция автомобильных фар




    автомобильная фара

    Прогресс фар

    Прошли десятки лет с тех пор, как мы перестали пользоваться свечами и стали освещать дорогу электролампами. Но сейчас «яркие технологии» выводят на новый уровень качество автомобильного света.
    Наши автомобили изменяются и становятся все более и более надежными! Множество электронных помощников, таких как ABS и ESP, заботятся о том, чтобы все было под контролем. Но при плохой видимости даже эти электронные системы не смогут вам помочь. По статистике, среди причин ночных аварий каждый пятый пострадавший в ночное время суток называет именно плохую видимость.

    С чего все начиналось

    Первоначальные попытки применения электроэнергии для освещения пути перед автомобилем не дали положительных результатов. В начальный период применялись исключительно ацетиленовые фары, так как габаритная яркость пламени ацетиленовой горелки, составлявшая приблизительно 7,2-104 кд/м², была почти вдвое выше. Кроме фар, на автомобилях в обязательном порядке применялся также и фонарь для освещения заднего номерного (регистрационного) знака, который часто снабжался красным глазком, обращенным назад, и мог также использовать в качестве источника света ацетиленовую горелку. Однако ненадежность и опасность подвода к нему ацетилена резиновой трубкой часто заставляла использовать независимые задние фонари с масляной или керосиновой горелкой.
    Изобретение в 1913 г. газонаполненной лампы накаливания с нитью, свернутой в спираль и потому обладающей высокой габаритной яркостью, резко изменило положение и открыло дорогу применению фар с электрическим источником света. С этого момента, в сущности, и начинается история развития электрических световых приборов на автомобиле, быстро достигших высокой степени совершенства, как по конструкции, так и по качеству производственного выполнения.
    Однако ацетиленовые фары продолжали применяться еще долгое время, постепенно вытесняясь электрическими. Это объясняется тем, что стандартные автомобили того времени обычно имели зажигание рабочей смеси в цилиндрах двигателя от магнето высокого напряжения, являвшегося автономным источником электроэнергии, а пуск двигателя производился вручную вращением пусковой рукоятки.

    Приход электричества

    первые электрические лампы
    Первые электрические лампы. 1913 г.

    Изобретение в 1912 г. электрического стартера для пуска двигателя вызвало необходимость обязательной установки на автомобиле аккумуляторной батареи, а для ее подзаряда - электрического генератора постоянного тока. Так что применение электрического освещения стало технически и экономически целесообразным. По мере совершенствования автомобильных генераторных установок электрическое освещение применялось все шире и шире. Тем не менее, электрооборудование автомобиля (т. е. генератор, стартер, батарея и электрическое освещение) рассматривалось в то время как дополнительно устанавливаемое на автомобиле по желанию покупателя за отдельную плату. Только с 1925 г. практически все автомобили стали выпускаться с электрическим освещением, и система электрооборудования стала обязательной принадлежностью каждого автомобиля.

    Конструкции

    Таким образом, к 1925 г. оптическая система автомобильной фары окончательно сформировалась, и ее элементы остались неизменными до настоящего времени, подвергаясь лишь конструктивным изменениям.
    В первые же годы применения на автомобилях электрических фар с газонаполнеными лампами высокой габаритной яркости возникла серьезная опасность аварий и столкновений при встречном движении автомобилей на шоссе из-за ослепления их водителей ярким светом фар. Конструкторы автомобильных фар были поставлены перед необходимостью удовлетворить два несовместимых требования:
    а) хорошо осветить дорогу и возможные препятствия высотой по крайней мере 2-2,5 м на расстояние не менее 100 м, для чего необходима сила света 10 000 кд,
    б) не вызывать ослепления водителей встречных автомобилей, а для этого сила света лучей, направленных в глаза водителя встречного автомобиля, должна быть, во всяком случае, меньше 1000 кд. Эта проблема слепимости при встречном разъезде автомобилей является специфической и труднейшей проблемой автомобильного освещения и, несмотря на крупные усовершенствования современных автомобильных фар, сохранила остроту и до настоящего времени. Постепенно сформировалось сознание необходимости изменять силу света и распределение светового потока фар при разъезде с встречными автомобилями, т. е. конструировать фары с двумя режимами: «дальнего» и «ближнего» света.

    «Ближний-дальний»

    Первоначально фары, спроектированные для хорошего освещения дороги вдаль, при появлении встречного автомобиля переводились в режим «встречного разъезда» следующими способами:
    а) понижением накала нитей ламп и их светового потока путем включения последовательно с ними добавочных сопротивлений (1916-1920 гг.);
    б) наклоном фар или их отражателей при помощи тросового привода или электромагнита таким образом, чтобы ось светового пучка пересекала поверхность дороги на расстоянии 15 - 20 м перед автомобилем (1921-1936 гг.).
    При этом большей частью отклонялся отражатель наружной (правой) фары, так что ее световой пучок, кроме наклона вниз, смещался несколько вправо, освещая обочину; внутренняя (левая) фара выключалась и оставались лишь габаритные огни, указывающие ширину автомобиля;
    в) на автомобилях высокого класса применялись два комплекта фар: один для дальнего освещения с лампами мощностью 20-35 Вт и выше, и почти горизонтальным направлением оси светового пучка, другой - для неслепящего встречного или ближнего света с лампами 10 - 20 Вт и большим наклоном оси светового пучка к поверхности дороги. Подобные вспомогательные фары устанавливались либо на крыльях, либо под главными фарами и использовались также и для освещения на стоянке, чтобы стоящий автомобиль и его габарит были хорошо видны ночью остальным участникам дорожного движения.
    В 1924 г. в Европе изобрели фары с двухнитевыми лампами, в которых световой пучок дальнего света создавался главной нитью лампы, расположенной в фокусе отражателя; при разъезде с встречными автомобилями вместо главной включалась вспомогательная нить лампы, расположенная вне фокуса и создающая световой пучок ближнего света, в котором слепимость для водителей встречных автомобилей была смягчена.
    Такой принцип стал широко применяться в автомобилестроении, подвергаясь лишь некоторым видоизменениям.
    Работы по созданию фар с асиметричным ближним светом раньше всего развернулись в США. С 1932 г. стали появляться различные системы подобных фар, в которых за счет деформирования отражателя и специального расчета рассеивателя световой пучок каждой фары ограничивался по ширине и освещал лишь половину ширины дороги. При этом фары устанавливались так, что световые пучки их перекрещивались, т. е. правая фара освещала левую полосу движения, а левая - правую. Подобная система пригодна при изменении порядка переключения фар как для правостороннего, так и для левостороннего движения; однако конструкция описанных специальных фар значительно усложняется, при их изготовлении требуются очень жесткие допуски и они обходятся дорого. Подобные системы применялись в США в 1935-1940 гг. на автомобилях высокого класса, но в дальнейшем перестали разрабатываться.
    В 1940 г. в США была разработана и введена в эксплуатацию лампа-фара, или, иначе, неразборный оптический элемент. Стеклянный отражатель и стеклянный же рассеиватель спаяны вместе. Внутренняя полость заполнена инертным газом, а держатели нитей накала впаяны в заднюю часть отражателя. Таким образом, оптическая система фары, включая источник света - нити накала, представляет собой одно неразборное целое. В Европе работы по асимметричному ближнему свету начались позже, и только в 1957 г. была введена система асимметричного ближнего света на основе прежней конструкции лампы «Билюкс» с экраном.
    С 1957 г. в США получила распространение четырехфарная система, являющаяся возрождением старой четырехфарной системы с раздельными фарами для дальнего и ближнего света, но на новом техническом уровне.
    При двухфарной системе каждая фара может создавать как дальний, так и ближний свет, и поэтому при расчете элементов рассеивателя приходится искать компромисс между требованиями дальнего и ближнего света. В четырехфарной системе две фары с однонитевыми лампами мощностью 37,5 Вт используются только для дальнего света. Другие две фары, расположенные ближе к плоскостям бокового габарита автомобиля, имеют двухнитевые лампы, у которых основная нить мощностью в 50 Вт используется для ближнего света при встречном разъезде; вторая нить мощностью 37,5 Вт включается только одновременно с фарами дальнего света и служит для дополнительной подсветки ближних участков дороги при дальнем свете. Таким образом, при дальнем свете горят четыре фары, потребляя 150 Вт, при ближнем свете - две фары - 100 Вт. Описанное разделение назначения фар облегчает конструирование рассеивателей, позволяя придать им оптимальные характеристики, так как теперь к ним предъявляются однозначные требования.
    Четырехфарная система, основанная на описанных выше принципах, получила широкое применение в США, а несколько позже и в Европе.

    фары на светодиодах

    Дизайн

    В первоначальный период применения электрических фар на автомобилях, когда их светотехнические характеристики были еще недостаточно совершенны, стремились увеличивать диаметр отражателя.
    В дальнейшем совершенствование и улучшение качества оптики фар позволило ограничить их диаметр, что также отвечало и эстетическим, и компоновочным соображениям. Монтаж фар на автомобиле производился на кронштейнах, и они располагались по бокам радиатора. Позже, в связи с изменением формы кузовов и крыльев, прежде всего у легковых автомобилей, широкое распространение получил встроенный монтаж, при котором фары утапливались в крылья автомобиля до ободков, что упрощало конструкцию их корпуса, создавало более обтекаемые поверхности крыльев и капота, и облегчало мойку автомобиля. Встроенный монтаж (с 1945 г.) обусловил дальнейшее уменьшение диаметра светового отверстия фар, который теперь не превышает 180 мм.

    И пришел галоген

    Уже давно для фар применяют галогенные лампы. Для повышения яркости и световой отдачи необходимо повышать рабочую температуру вольфрамовой нити накала; однако при этом резко увеличивается испарение вольфрама нити, в результате чего появляются местные уменьшения диаметра вольфрамовой проволоки, из которой намотана спиральная нить накала, в свою очередь увеличивающие температуру дефектных участков и усиливающие испарение вольфрама с этих участков, что приводит к перегоранию нити. Испарившийся же вольфрам, оседая на стенки колбы, создает на них темный налет.
    В 1960 г. появились автомобильные лампы накаливания с галогенным циклом, позволившие увеличить рабочую температуру нити до 3000-3200 К, а следовательно, и ее световую отдачу. Первые автомобильные фары с галогенными лампами были выпущены в 1964 г. французской фирмой «Сибье». Принцип действия галогенных ламп следующий. В нейтральную газовую смесь, наполняющую колбу лампы, вводится некоторое количество паров йода. Испарившиеся частицы вольфрама, оседающие на горячей стенке колбы лампы, соединяются с парами йода, образуя йодистый вольфрам WI2. Это соединение испаряется, и, диффундируя в парообразном состоянии, попадает в зону высокой температуры вблизи нити, где распадается. Причем, частицы вольфрама оседают на нить обратно, а пары йода остаются в газе. Таким образом, описанный галогенный цикл возвращает испарившийся с нити вольфрам обратно на нить.

    Лампы

    Лампы категорий Н1-НЗ были созданы почти одновременно различными фирмами и не являются взаимозаменяемыми. Лампы Н1 и Н2 имеют нить, расположенную вдоль оси цоколя, и отличаются между собой главным образом конструкцией последнего. Лампа НЗ, кроме другого цоколя, имеет нить накали расположенную перпендикулярно оси.
    В свое время очень популярной и наиболее распространенной была лампа НЗ. Как очень сложная в производстве, Н2 почти не применяется. Появление двухнитевой галогенной лампы Н4 ограничило область применения однонитевых ламп категории Н1 и НЗ противотуманными фарами, фарами дальнего света в четырехфарных системах и дополнительными фарами дальнего света.


     Продолжение






  (c) moskvich2140.ru
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru