Особенности автомобильных фар

Система электрооборудования автомобиля

Конструкция и типы фар

Как регулируется и проверяется свет

Ближний свет фар является главным при управлении автомобилем. Характеристики ближнего света фар должны давать ассиметричную картину ближнего света, которая выполнена в растянутом визуальном диапазоне по правой стороне дороги.
Для повышения эффективности работы фар применяют различные сложные формы (HNS, PD2). Для улучшения освещения применяют также газозарядные лампы, которые выдают света почти в 2 раза больше галогенных. Фары должны обеспечивать видимость линии раздела между поверхностями освещенными и не освещенными. Такая видимость может создаватся специальными нитями накала, которые используются в лампах (Н1, Н7,НВ4). Это позволяет получить яркость ниже, а тень выше.

Требования предъявляемые к лампам:
— уровень минимальной освещенности (нормальная видимость)
— максимальная сила света (но не ослепляющая водителей автомобилей движущихся на встречу)

Конструктивные особенности фар.

Термины и определения системы


Однофокусные отражатели. Чтобы обеспечить повышенную эффективность светового потока на вспомогательных участках отражателей имеется 1на фокальная точка с отражателем для получения короткого фокусного расстояния. свет от вспомогательных отражателей нам дает улучшение качества бокового освещения, но не влияет на дальний. (Лампа Н4)

Многофокусные отражатели.
Отличаются многофокусные отражатели тем, что участки для получения пучка света имеют большое количество фокальных точек. Распределение структур осуществляется по вертикальным участкам параболы.

Система зажигания предназначена

для создания и подачи искрового разряда

К основным фарам освещения траснпортного

средства можно отнести следующие:

Установка бесконтактного электронного

зажигания на автомобили ВАЗ 2101, ВАЗ 2102, ВАЗ 2103, ВАЗ 2104,

ВАЗ 2105, ВАЗ 2106, ВАЗ 2107 своими руками

Устройство и виды передних фар автомобиля

Центральное место в системе освещения автомобиля занимают передние блок-фары (головного света). Они обеспечивают безопасность поездок в вечернее и ночное время, освещая дорогу перед транспортным средством и информируя других водителей о приближении автомобиля.

  1. Передние блок-фары: элементы конструкции
  2. Ближний свет фар
  3. Дальний свет фар
  4. Устройство фары
  5. Источник света
  6. Отражатель
  7. Рассеиватель
  8. Виды источников света
  9. Лампы накаливания
  10. Галогенные лампы
  11. Ксеноновые (газоразрядные) лампы
  12. Светодиодные лампы
  13. Инновационные разработки
  14. Способы управления головным светом

Передние блок-фары: элементы конструкции

Передние фары совершенствовались на протяжении десятилетий. Вплоть до конца ХХ века на автомобили устанавливались круглые фары прожекторного типа. Однако по мере изменения эргономики и аэродинамики кузова возникла необходимость в новых решениях: круглые фары не позволяли создавать плавные, обтекаемые линии кузова. Поэтому дизайнеры и конструкторы начали внедрять новые более привлекательные формы, не уступающие по световым качествам и характеристикам.

Основные элементы передних блок-фар автомобиля

Современная фара головного света объединяет в себе несколько устройств:

  • фары ближнего и дальнего света;
  • габаритные огни;
  • указатели поворота;
  • дневные ходовые огни.

Единая конструкция носит название блок-фара. В дополнение к ней на передней части автомобиля могут устанавливаться противотуманные фары (ПТФ), обеспечивающие безопасность поездки в условиях недостаточной видимости.

Ближний свет фар

В зависимости от дорожных условий, в темное время суток могут использоваться фары ближнего или дальнего света.

Ближний свет фар обеспечивает освещение дорожного полотна на 50-60 метров перед автомобилем. Также фары освещают правую обочину.

Ближний свет не должен доставлять дискомфорта водителям встречных транспортных средств. Если же ваша машина ослепляет других автомобилистов, значит, фарам требуется регулировка.

В мире приняты две системы светораспределения потока – европейская и американская. Каждая из них имеет свои особенности в структуре и принципах формирования пучка.

Европейская и американская системы светораспределения

Нить накала в фарах американских автомобилей располагается немного выше горизонтальной плоскости. Световой поток делится на две части, одна из которых освещает дорогу и обочину, а вторая направляется в сторону встречного автомобильного движения. Чтобы фары не слепили водителей, изменяется глубина отражателя, формирующего нижнюю часть светового пучка.

В европейских транспортных средствах нить накаливания расположена выше фокуса отражателя и заслонена специальным экраном, препятствующим попаданию светового потока на нижнюю полусферу. Благодаря такой системе фары европейского типа более комфортны для автомобилистов, едущих навстречу. Световой поток направляется вперед и вниз, непосредственно на дорожное покрытие перед автомобилем.

Дальний свет фар

Дальний свет фар отличается наибольшей интенсивностью и яркостью светового потока, выхватывая из темноты 200-300 метров дорожного полотна. Он обеспечивает максимальную дальность освещения дороги. Но использовать его можно только в том случае, если в зоне видимости перед автомобилем нет других машин: слишком яркий свет ослепляет водителей.

Снизить отрицательный эффект дальнего света помогает система адаптивного освещения, которая в качестве дополнительной функции устанавливается на некоторые современные автомобили.

Устройство фары

Вне зависимости от вида передних фар, можно выделить три основных элемента, обеспечивающих работу оптики.

Источник света

Источник света – главный элемент любой фары. Наиболее распространенным источником в передних блок-фарах являются галогенные лампы. Относительно недавно конкуренцию им составили ксеноновые лампы, а еще позже – светодиодные устройства.

Отражатель

Отражатель изготавливается из стекла или пластмассы с небольшим напылением алюминия. Главная задача элемента – отражать световые потоки, исходящие от источника, и усиливать их мощность. Направлять луч света в заданном направлении помогают корректоры и световые экраны.

По характеристикам отражатели можно разделить на три основных типа.

  1. Параболический отражатель. Самый доступный вариант, отличающийся своей статичной конструкцией. Фары с таким устройством нельзя корректировать, изменяя яркость, интенсивность и направление световых лучей.
  2. Рефлектор свободной формы. Имеет несколько зон, отражающих отдельные части светового пучка. Свет в таких фарах остается статичным, но при рассеивании отмечается гораздо меньшая светопотеря. Также свет фар с рефлектором свободной формы является более комфортным для других водителей.
  3. Эллипсоидный отражатель (линзовая оптика) – наиболее дорогой, но в то же время самый качественный вариант, исключающий светопотерю и ослепление других водителей. Рассеиваемый поток света усиливается с помощью эллиптического светоотражателя, а затем перенаправляется во второй фокус – специальную перегородку, вновь собирающую свет. От щитка поток повторно рассеивается в сторону линзы, которая собирает свет, усекая или перенаправляя его. Главный недостаток линзы в том, что при активной эксплуатации автомобиля ее стабильность может понизиться. Это, в свою очередь, приведет к неисправностям или светопотерям. Устранить недостаток можно будет только при помощи профессиональной корректировки линз, выполняемой в автосервисе.

Виды отражателей фар

Рассеиватель

Рассеивателем света в автомобиле является внешняя часть фары, выполненная из стекла или прозрачной пластмассы. На внутренней стороне рассеивателя располагается система линз и призм, размер которых может варьироваться от миллиметра до нескольких сантиметров. Основная задача данного элемента – защитить источник света от внешнего воздействия, рассеить пучок, направив поток в заданном направлении. Регулировать направление света помогает разная форма рассеивателей.

Виды источников света

В современных автомобилях можно выделить несколько видов фар в зависимости от применяемых источников света.

Лампы накаливания

Наиболее простой и доступный, но уже устаревший источник – это лампы накаливания. Их работу обеспечивает вольфрамовая нить, находящаяся в безвоздушной стеклянной колбе. Когда в лампу поступает напряжение, нить нагревается и от нее начинает исходить свечение. Однако при постоянной эксплуатации вольфрам имеет свойство испаряться, что в итоге приводит к разрыву нити. По мере развития новых технологий лампы накаливания не выдержали конкуренции и перестали использоваться в автомобильной оптике.

Галогенные лампы

Несмотря на то, что принцип работы галогенных ламп схож с лампами накаливания, срок службы галогенок – в разы дольше. Увеличивать продолжительность работы ламп, а также повышать уровень освещения помогают пары галогенного газа (йода или брома), закачанные внутрь лампы. Газ взаимодействует с атомами вольфрама на нити накаливания. Испаряясь, вольфрам циркулирует по колбе, а затем, соединяясь с нитью накаливания, вновь оседает на ней. Такая система позволяет продлить срок службы лампы до 1 000 часов и более.

Читайте также  Представлена новая модификация автомобиля Lexus UX с гибридной силовой установкой

Ксеноновые (газоразрядные) лампы

В ксеноновых лампах свет образуется благодаря нагреву газа под высоким напряжением. Однако розжиг и питание лампы может осуществляться только с помощью специального оборудования, увеличивающего итоговую стоимость оптики. Но затраты оправданы: ксеноновые фары способны прослужить 2 000 часов и более.

Наиболее часто в системе головного света используются би-ксеноновые фары, совмещающие в себе ближний и дальний свет.

Светодиоды постепенно набирают популярность, составляя конкуренцию галогенным и ксеноновым лампам

Светодиодные лампы

Светодиоды – наиболее современный и набирающий популярность источник света. Срок службы таких ламп достигает 3 000 и более часов. При наименьшем потреблении энергии, светодиоды способны обеспечивать достаточный уровень освещенности. Такие лампы активно используются как во внешней, так и во внутренней системе освещения автомобиля.

В передних блок-фарах светодиоды стали применяться с 2007 года. Для обеспечения нужного уровня яркости света, в головные фары устанавливается сразу несколько сегментов светодиодных источников. В некоторых случаях передние фары могут включать в себя до двух-трех десятков светодиодов.

Инновационные разработки

Не исключено, что в будущем современные источники света будут вытеснены новыми разработками. Например, инновационной технологией являются лазерные фары, которые впервые были применены на автомобиле BMW i8. В качестве источника освещения в фаре применяется лазер, который светит на покрытую фосфором линзу. В результате образуется яркое свечение, направляемое отражателем на дорожное полотно.

Срок службы лазера сопоставим со светодиодами, но яркость и энергопотребление – в разы лучше.

Стоимость комплекта лазерных фар головного света начинается от 10 000 евро. Данная цена сопоставима со стоимостью бюджетного автомобиля.

Еще одна современная разработка – матричные фары, созданные на основе светодиодных источников света. В зависимости от дорожной обстановки автомобиль может автоматически настраивать работу каждой секции светодиодов в отдельности. Такая настройка помогает обеспечить отличное освещение даже в сложных условиях недостаточной видимости.

Инновационные лазерные фары на BMW i8

Способы управления головным светом

Способ включения передних блок-фар в автомобиле зависит от марки, модели и комплектации машины. В бюджетных вариантах предусмотрен ручной способ управления оптикой. Водитель использует специальный переключатель, который может быть установлен под рулем или на панели управления.

В более современных и дорогих моделях присутствует устройство, автоматически включающее свет фар при определенных условиях. Например, оптика может начинать работу в момент запуска двигателя. Иногда устройство включения фар объединено с датчиком дождя или специальными элементами, реагирующие на уровень освещенности.

Главная задача передних блок-фар — освещать дорогу и обеспечивать безопасность в темное время суток

Как и другие элементы автомобиля, передние блок-фары продолжают совершенствоваться. Они приобретают не только яркий и технологичный дизайн, но и улучшенные световые характеристики. Однако главная задача головных фар остается неизменной и заключается в обеспечении безопасности водителя, его пассажиров и других участников дорожного движения в темное время суток.

Устройство фар автомобиля

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:

  1. Параболический отражатель. Самый простой, дешёвый и распространённый. Это статичная конструкция, отражающая свет горящей лампы. Такую фару нельзя подкорректировать, яркость, интенсивность, направление света в них статичны.
  2. Рефлектор свободной формы (Free Form Reflector). Такой рефлектор разделён на несколько зон (количество их может сильно варьироваться), каждая отражает и направляет свой пучок света. Свет таких фар также статичен, но более отчётлив, меньше светопотеря при рассеивании, значительно меньше вероятность ослепления других водителей или себя.
  3. Линзовая оптика. Свет от лампы в этом случае рассеивается и усиливается специальным эллиптическим светоотражателем, но после этого направляется на второй фокус – специальный щиток, вновь собирающий этот свет. От этой перегородки свет снова рассеивается в сторону линзы, та собирает его, где-то обрезая, где-то перенаправляя. Такая оптика максимально исключает чрезмерную светопотерю и ослепление светом. Линзовая оптика дорога, но очень качественна и обеспечивает максимальную безопасность даже в условиях трудной видимости. Главная проблема – вся эта система довольно динамична, в ходе износа или повреждения стабильность линзы может понизиться, могут возникнуть неисправности, светопотери. В таком случае линза требует специфической корректировки в автосалоне.

Принцип работы ксеноновых фар

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.

Автомобильные фары: виды, особенности, назначение

В современных автомобилях фары — это не просто источник света, а сложный узел, который постоянно совершенствуется. Еще в начале 90х на все машины устанавливали устройства с лампами накаливания. Но технологии не стоят на месте и сейчас существует несколько разновидностей фар

Фары делятся на:

  • Передние, задние;
  • основные и дополнительные;
  • галогенные, ксеноновые, светодиодные.

Маркировка

У каждой фары есть маркировка из цифр и букв. По международному стандарту она состоит из следующих частей:

— знак официального утверждения (в США «DOT» (Department Of Transport/Министерство транспорта), в Европе — буква «Е» с кодом страны (Например Е1 – это Германия)

— наличие одной стрелки означает, что фара предназначена для левостороннего движения, ее отсутствие означает правостороннее движение, двусторонняя стрелка означает универсальность фары

— в нижнем ряду обозначений закодирован номер официального утверждения.

Расшифруем для вас буквенные обозначения:

H — фара только для галогенных ламп;

C — фара ближнего света;

R — фара дальнего света;

PL — рассеиватель состоит из пластика;

B — противотуманная фара.

На данный момент на машины устанавливают такие фары:

С — ближнего, R — дальнего, СR — двухрежимного света с лампами накаливания

HС — ближнего, HR — дальнего, HСR — двухрежимного света с галогенными лампами

DС — ближнего, DR — дальнего, DСR — двухрежимного света с ксеноновыми лампами

Противотуманные фары

Созданы для использования в условиях дождя, снега и тумана. Специфика этого вида фар в том, что по вертикали они обеспечивают широкий поток света, а по вертикали – узкий луч. При плохих погодных условиях свет не отражается и не слепит водителя, а проходит сквозь дымку. Задние ПТФ позволяют водителю следующей за вами машины не терять вас из вида.

Ближнего света

Освещают ограниченную часть дороги, дальность приблизительно 50-60 метров. Луч фар направлен вниз и в противоположную сторону от встречного транспорта. Поэтому даже на узкой дороге обеспечен безопасный разъезд автомобилей.

Дальнего света

Предназначены для освещения большого участка дороги перед автомобилем. Дальность света таких фар – до 150 метров. Их нельзя использовать, если есть встречный транспорт. Чтобы не ослепить водителя, свет переключают на ближний.

Дневного света

Используют в дневное время суток, чтобы сделать автомобиль на дороге более заметным. Белый свет таких фар обеспечивает контраст даже в солнечный день.

Более подробно расскажем о видах фар в зависимости от типа осветительного элемента.

Фары с галогенными лампами накаливания

Отличается от стандартных ламп накаливания тем, что колбу наполняют специальным газом – соединением йода и брома. Благодаря этому температура нити более высокая, свет ярче, а срок службы больше. Популярность таких ламп связана еще и с тем, что стоят они намного дешевле ксеноновых и светодиодных.

На рисунке ниже вы можете увидеть некоторые типы галогенных ламп.

Фары с ксеноновыми лампами

Лампа в такой фаре заполнена газом ксеноном. Когда он горит, то выделяет много яркого света. Мощность и срок службы этих ламп в 2-3 раза выше, чем у галогенных. Для работы каждой лампы необходим блок розжига ксенона и специальная система управления. Этим обоснована дорогая стоимость ксеноновых фар.

Светодиодные фары

Состоят из светодиодов, выстроенных в несколько рядов. За счет их совокупности получается яркий белый свет. Плюсы светодиодных фар:

  • экономичность,
  • длительный срок службы (более 10000 часов),
  • устойчивость к вибрациям.

А главным минусом остается их высокая стоимость. Поэтому сейчас светодиодные фары ставят на автомобили премиум класса.

Конструктивные особенности автомобильных фар головного освещения на светодиодах Текст научной статьи по специальности « Прочие технологии»

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Пахомова Е. Э., Горкин В. П., Якунов Д. М.

В статье рассмотрены особенности конструкции и светораспределения автомобильных фар головного освещения на светодиодах. Выполнены сравнительные светотехнические испытания светодиодных фар и обычных фар головного освещения.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Пахомова Е. Э., Горкин В. П., Якунов Д. М.

Design features of automobile LED head lighting

The article describes the features of design and light distribution of automobile LED head lighting. The comparative lighting tests of LED headlamps and conventional ones were carried out.

Текст научной работы на тему «Конструктивные особенности автомобильных фар головного освещения на светодиодах»

Эти автомобили способны двигаться по рассматриваемым грунтовым поверхностям с некоторым запасом силы тяги по сцеплению, а также с меньшим сопротивлением качению, глубиной образуемой колеи и с большей скоростью, чем переднеприводные автомобили.

1. ГОСТ Р В 52048-2003 «Автомобили многоцелевого назначения. Параметры проходимости и методы их определения». — М.: Издательство стандартов, 2003.

2. Острецов А.В., Есаков А.Е., Шарипов В.М. Результаты экспериментальных исследований опорной проходимости автомобилей КамАЗ-4350, КамАЗ-43114 и Урал-4320-31 на сухом сыпучем песке// Известия МГТУ «МАМИ». Научный рецензируемый журнал. Серия 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели. — М., МГТУ «МАМИ», № 1(19), 2014, т. 1. — С. 50-54.

3. Результаты исследований опорной проходимости полноприводных автомобилей по снежной целине/ А.В. Острецов, В.М. Шарипов, Е.В. Климова, Л.И. Тарасова // Тракторы и сельхозмашины, 2014, №6. — С. 27-29.

4. Чистов М.П. Исследование сопротивления качению при движении полноприводного автомобиля по деформируемым грунтам: Дис. канд. техн. наук. — М., 1971.

Конструктивные особенности автомобильных фар головного освещения

доц. Пахомова Е.Э., Горкин В.П., Якунов Д.М. Университет машиностроения, ФГУП «НАМИ» 8 (495) 223-05-23, доб. 1574, light62@mail.ru, asmas42@yandex.ru,

8 (495) 223-05-23, доб. 1574, mxzer@mail.ru

Аннотация. В статье рассмотрены особенности конструкции и светораспреде-ления автомобильных фар головного освещения на светодиодах. Выполнены сравнительные светотехнические испытания светодиодных фар и обычных фар головного освещения.

Ключевые слова: автомобильные светодиоды, светотехнические характеристики, светораспределение фар головного освещения автомобилей.

В настоящее время светодиоды используются в освещении автомобильных салонов, панелей приборов и в фарах головного освещения. Однако переход на светодиодное освещение предполагает, что разработчики светотехнических изделий адаптируют их рабочие параметры в соответствии с требуемыми условиями эксплуатации, характерными для автотранспорта. Хотя светодиоды уже применяют в качестве источника света в светосигнальных фонарях на протяжении нескольких лет, стандартные источники света только сейчас начинают уступать свои позиции в фарах головного освещения автотранспортных средств.

Пока только в автомобилях премиум-класса с повышенным комфортом устанавливаются светодиодные фары головного освещения вместо галогенных или газоразрядных («ксено-новых») ламп. В качестве примера можно привести светодиодные фары головного освещения автомобиля Lexus LS600h.Общий вид фары показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Общий вид светодиодной фары автомобиля Lexus LS600h

Светодиоды этой фары головного освещения были разработаны фирмой Koito Manufacturing Со Ltd (Япония). При разработке этой системы освещения решались такие проблемы, как обеспечение достаточной яркости, сокращение потребляемой энергии, охлаждение све-тодиодов.

Яркость светодиодных фар головного освещения автомобилей должна быть по крайней мере 20 кд/м , что соответствует яркости галогенной лампы. Существующие «белые» светодиоды излучают несколько кд/м2. Поэтому было принято решение установить четыре больших (около 1мм ) светодиода в один «пакет». Каждый светодиод потребляет мощность 2,5 Вт (прямой ток 700 мА). Общая мощность такого светодиода составила 10 Вт, а яркость составила 25 кд/м . Сравнительные светотехнические параметры современных автомобильных источников света приведены в таблице 1.

Источники света фар Применяемые Газоразрядные лампы Галогенные

головного освещения светодиоды (ксеноновые) лампы

Яркость, кд/м 25 60 20

Световой поток, лм 400 3200 1300

Цветовая температура, К 4300 4000 3000

Разработчики данной оптической системы существенно продлили срок службы свето-диодов. Используемые светодиоды пришлось монтировать в том же пространстве, где устанавливалась галогенная лампа, используемая в модели Lexus LS460, а это означало, что охлаждение светодиодов ухудшилось бы. Поэтому в разработанных светодиодах используют стеклянные линзы для уменьшения термической деградации в процессе эксплуатации, по сравнению с более часто используемыми материалами, такими как силикон и эпоксидные смолы.

Такие инновации позволили обеспечить стабильную работу светодиодов до 8000 часов при температуре 115°С без изменения характеристик (у большинства светодиодов этот срок составляет 5000 часов).

Для охлаждения светодиодов, в фарах головного освещения обычно используются теп-лоотводы с охлаждающими ребрами и вентиляторы, но применение вентилятора требует увеличение размера фары, и поэтому было принято решение использовать теплоотводы, наполненные дистиллированной водой без дополнительного использованиявентилятора.

Так же была изменена структура светового пучка, создаваемого светодиодами, которые используются для ближнего света. В проекторных фарах головного освещения для создания требуемого светораспределения, в зоне второго фокуса отражателя устанавливается непрозрачный экран с формой границы, симметричной светотеневой границе заданного режима освещения для ближнего света (рисунок 2). В новой системе освещения, вместо экрана, используется специальное зеркало, которое назвали «формирователь светового пучка» (рисунок 3).

Благодаря зеркалу верхняя часть

Рисунок 2. Обычная конструкция Рисунок 3. Конструкция фары Lexus LS600h фары

Ближний свет новой фары формируют пять светодиодов: три светодиода установлены в проекторные модули (фары головного освещения с проекторным принципом формирования

светового пучка), которые освещают дорогу на большом расстоянии. Два других светодиода устанавливаются ниже основных. Световой поток, который излучают эти светодиоды, формируется небольшим зеркалом, которое размещается под светодиодами. Эта группа светоди-одов освещает зону вокруг автомобиля и перед ним. «Формирователь светового пучка» создает требуемую светотеневую границу ближнего света и позволяет избежать ослепления водителей встречного транспорта, так как, благодаря зеркалу формирователя, верхняя часть светового пучка, ослепляющая водителя, «отбрасывается» вниз (рисунки 3, 4).

Распределение ближнего света фар головного освещения европейской системы регламентируется освещенностью в контрольных точках и зонах специального экрана (рисунок 5). Экран предназначен для лабораторной проверки фар на соответствие их светораспределения европейским нормам и представляет собой имитацию перспективы двухполосной автомобильной дороги. Правила ЕЭК ООН №112 (ГОСТ 41.112-2005) устанавливают минимально и максимально допустимую освещенность для контрольных точек и зон экрана при проверке фар головного освещения.

Контрольные точки и Нормативы ЕЭК ООН Результаты испытания Результаты испытания

зоны измерительном освещенности, лк Lexus LS600h, лк Лада Приора, лк

В 50Ь 12 21.21 16.2

75Ь 12 23.14 21.12

зона III 3 8.826 4

зона I Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.