Avto-Science.ru

Совокупность приборов освещения и сигнальных устройств, расположенных снаружи и внутри автомобиля, называется системой освещения. Система освещения выполняет следующие функции:

• освещение дорожного полотна, обочины и расположенных на них объектов в условиях ограниченной видимости;
• предоставление информации другим участникам движения о наличии на дороге транспортного средства, его размерах, характере движения, совершаемых маневрах, а также принадлежности;
• освещение салона автомобиля, а также других его частей (багажного отсека, подкапотного пространства и др.) в темное время суток.

Система освещения автомобиля включает следующие основные конструктивные элементы:

• передняя фара;
• передняя противотуманная фара;
• задний фонарь;
• задний противотуманный фонарь;
• фонарь освещения номерного знака;
• приборы внутреннего освещения;
• аппаратура управления.

Передняя фара

Передняя фара (другое название – головная фара, блок-фара) освещает дорогу впереди автомобиля, а также представляет информацию другим участникам движения, находящимся впереди транспортного средства. Передние фары устанавливаются попарно симметрично с правой и левой стороны автомобиля. На современных автомобилях в дополнение к передним фарам может устанавливаться система ночного видения.

Передняя фара выполнена, как правило, в едином корпусе, в котором объединены следующие световые приборы:

• ближний свет;
• дальний свет;
• габаритный огонь;
• указатель поворотов;
• дневные ходовые огни.

Ближний свет фары служит для освещения дороги при наличии впереди других участников движения. Ближний свет ассиметричный, при правостороннем движении лучше освещена правая часть дороги и обочины. Дальний свет используется при отсутствии впереди других участников движения. Он представляет собой симметричный световой луч высокой интенсивности. Габаритный огонь используется для обозначения размеров транспортного средства. Габаритный огонь устанавливается также в заднем фонаре.

Указатель поворота может устанавливаться как в блок-фаре, так и вне ее в передней части автомобиля. Указатель поворота используется для информирования других участников движения о намерении совершить маневр (поворот, разворот, смену полосы движения). Указатель поворота устанавливается также в заднем фонаре. Помимо этого с боковой стороны автомобиля предусматривается повторитель указателя поворота. В последнее время повторитель указателя поворота стало популярно размещать в наружном зеркале заднего вида. Все указатели поворота должны работать синхронно.

В качестве сигнала поворота используется источник света желтого цвета, работающий в режиме мигания. Частота работы указателя должна составлять 1-2 мигания в секунду. Указатель поворота может иметь два режима работы: постоянный (пока не отключат), разовый (три-пять миганий при нажатии). Указатель поворота управляется с помощью соответствующего переключателя. Конструкция переключателя предусматривает автоматическое выключение сигнала при возвращении рулевого колеса в нейтральное положение.

Указатель поворота работает совместно с рядом систем активной безопасности: система помощи при перестроении, система помощи движению по полосе. Указатели поворота также используются в качестве сигнала аварийной остановки.

В некоторых странах предусмотрено использование дневных ходовых огней, которые предназначаются для повышения видимости транспортного средства в дневное время. Дневные ходовые огни представляют собой автоматически или вручную управляемый ближний свет фар полной или пониженной интенсивности. В некоторых случаях может использоваться дальний свет фар пониженной интенсивности.

Устройство фары

Несмотря на различия по форме, конструкции, цвету, материалам можно выделить следующее общее устройство фары:

• корпус;
• источник света;
• отражатель;
• рассеиватель.

Корпус служит основой для размещения и крепления остальных элементов фары. Он выполняется, как правило, из пластмассы. В качестве источников света используются различные ламы: накаливания – вольфрамовые, галогенные, газоразрядные –ксеноновые. Все большую популярность у автопроизводителей завоевывают светодиодные источники света.

Вольфрамовые лампы самые дешевые по цене и имеют низкую световую интенсивность. Поэтому данные лампы используются в качестве источника света габаритных огней, указателей поворота, стоп-сигнала, фонаря заднего ходя, приборов внутреннего освещения. Галогенные лампы являются самым распространенным источником ближнего и дальнего света фары. Для каждого из видов головного освещения может использоваться одна лампа (например, Н4 с двумя нитями накаливания) или две раздельные лампы (например, Н7 с одной нитью накаливания).

Большой популярностью в нашей стране пользуются ксеноновые лампы, которые могут использоваться как для ближнего, так и для дальнего света. Светодиодные источники света используются в основном для реализации сигнальных функций: стояночные огни, стоп-сигнал, сигнал поворота, дневные ходовые огни. Реже светодиоды можно увидеть в качестве источника головного света.

Отражатель в конструкции фары отвечает за формирование пучка света. Простейший отражатель имеет параболическую форму. Современные отражатели имеют более сложную форму. Отражатель изготавливается из пластмассы. Для создания зеркальной поверхности наносится тонкая пленка алюминия и покрывается лаком.

Рассеиватель пропускает световой поток и в зависимости от конструкции преломляет его. Другая функция рассеивателя – защита фары от внешних воздействий. Рассеиватель изготавливается из прозрачного пластика, реже из стекла.

Передняя противотуманная фара

Передняя противотуманная фара предназначена для улучшения освещения дорожного полотна и обочины в условиях плохой видимости: дождь, туман, пыль, снег. Противотуманнынные фары используются попарно, устанавливаются в качестве опции, реже самостоятельно. Могут иметь белый или желтый цвет.

Противотуманные фары обеспечивают широкий луч света с отсеченной верхней частью. Передние противотуманные фары используются вместо ближнего света или совместно с ним. Эффект от применения фар заключается в уменьшении обратных бликов и, тем самым, улучшении видимости при атмосферных осадках. Наличие передних противотуманных фар не является обязательным, а в некоторых странах они вообще запрещены.

Задний фонарь

Задний фонарь предназначен для информирования участников движения, находящихся сзади автомобиля. Фонарь объединяет следующие световые приборы:

• задний габаритный огонь;
• стоп-сигнал;
• задний указатель поворота;
• фонарь заднего хода.

Задние фонари устанавливаются попарно симметрично. Фонарь может быть выполнен в виде единого блока или в виде связанных двух блоков, установленных в кузове и крышке багажника (пятой двери).

Задний габаритный огонь работает совместно с передним габаритным огнем. Конструктивно может быть объединен с стоп-сигналом. При этом используются или отдельные лампы накаливания (светодиоды) или лампы с двумя нитями разной световой интенсивности.

Стоп-сигнал активизируется автоматически при нажатии водителем педали тормоза. Задний габаритный огонь и стоп-сигнал имеют красный цвет, но стоп-сигнал горит ярче. На некоторых автомобилях реализован т.н. адаптивный стоп-сигнал, при котором световая интенсивность находится в зависимости от интенсивности торможения (чем сильнее жмешь, тем ярче горит). Представляет интерес функция аварийного стоп-сигнала(Emergency Stop Signal, ESS), реализованная в виде вспышек стоп-сигнала при экстренном нажатии на педаль тормоза.

Задний указатель поворота работает совместно с передним указателем поворота. Имеет желтый цвет. Фонарь заднего ходаобеспечивает освещение при движении автомобиля задним ходом. Активизируется автоматически при включении задней передачи (режима заднего хода). Является обязательным световым прибором. Устанавливается один или два (симметрично) фонаря заднего ходя белого цвета.

Задние противотуманные фонари

Задние противотуманные фонари используются для предупреждения сзади идущих автомобилей в условиях плохой видимости. Конструктивно могут быть выполнены в составе заднего фонаря или отдельно – ниже фонаря в бампере автомобиля.

На автомобиле устанавливается один (в левой части автомобиля) или два (симметрично) задних противотуманных фонаря. Наличие заднего противотуманного фонаря является обязательным. Имеет большую световую интенсивность, чем задний габаритный огонь.

Управление приборами освещения

Управление приборами освещения, входящими в состав системы освещения, осуществляется соответствующими переключателями из салона автомобиля. На некоторых автомобилях реализованоавтоматическое управление отдельными функциями:

Устройство автомобиля –
"Развитие автомобильных систем освещения"

ОСНОВНОЙ элемент любой автомобильной фары – это источник света. В принципе, чем он мощнее, тем лучше водитель видит дорогу в темноте и при плохой погоде. Значит, движение будет безопаснее.

Первые машины похвастать хорошей светотехникой не могли, ведь источником света у них служили масляные или керосиновые горелки, а на некоторых моделях вообще применялись обычные свечи. Они лишь обозначали габариты автомобиля в темноте, но осветить дорогу не могли. К тому же такие “фары” легко гасли от малейшего порыва ветра.

Ситуация изменилась в начале ХХ века с появлением ацетиленовых светильников, применявшихся даже в качестве паровозных прожекторов. “Дальнобойность” лучших образцов подобных фар была весьма велика для того времени и достигала порой нескольких сот метров. Но для того, чтобы ацетиленовая светотехника заработала, водителю надо было совершить целый ритуал. Ему следовало остановиться, выйти из машины, открыть краник ацетиленового генератора (как правило, он находился на подножке автомобиля), подождать, пока газ по трубкам дойдет до фары, и лишь затем поджечь его. Кроме того, через несколько часов работы установку приходилось перезаряжать.

Избежать столь длительной и неудобной процедуры помогло изобретение лампы накаливания. Впервые ее стали использовать в фарах еще в 1898 году на электромобиле “Columbia”, но тогда добиться достаточного срока службы создателям не удалось.

Только когда хрупкую угольную нить в лампе заменили вольфрамовой, она стала надежно и долго работать даже в условиях постоянной тряски. Поэтому после установки таких ламп в фары “Cadillac” образца 1912 года подобная светотехника в течение нескольких лет появилась и на моделях других автопроизводителей.

Газовый фактор

Центральная фара автомобиля “Willys-Knight 70A Touring” поворачивалась вместе с передними колесами.

Ацетиленовые светильники неплохо освещали дорогу, но чтобы зажечь их, требовалось немало усилий.

ОДНАКО при дальнейшем увеличении мощности источников света конструкторы снова столкнулись с проблемой надежности. Дело в том, что яркость лампы накаливания напрямую зависит от температуры вольфрамовой нити, а та при чрезмерном нагреве начинает интенсивно испаряться, оседая на стекле колбы темным налетом. В результате лампа быстро выходит из строя.

Решение нашлось лишь в середине прошлого века, когда колбу стали заполнять особым газом – “галогеном”, обладающим свойством восстанавливать вольфрамовую нить. Тем самым значительно продлевался срок ее службы. В результате по сравнению с обычной лампой галогенная стала компактнее, мощнее, а ее ресурс увеличился практически вдвое.

И это был не предел. Дальнейшие исследования показали, что если в качестве наполнителя использовать не галоген, а газ ксенон, то температуру в колбе можно повысить почти до точки плавления вольфрама. Иными словами – добиться от лампы накаливания максимально возможной яркости.

Кроме того, свойства ксенона позволили создать принципиально новый источник света – газоразрядную лампу. Традиционной нити накаливания в ней нет. Ее заменяет электрическая дуга, возникающая между двумя электродами. Ксеноновые лампы потребляют меньше электроэнергии и при этом светят примерно вдвое ярче обычных. А поскольку хрупкой нити в “газоразрядках” нет, то и из строя они выходят гораздо реже.

Казалось бы, у ксеноновых фар одни плюсы, и дни обычных ламп сочтены. Но не все так просто. Для того чтобы заставить ксеноновую лампу светиться, необходимо создать на электродах напряжение 20-25 киловольт и даже больше. Примерно как в системе зажигания. Поэтому в электрооборудование автомобиля приходится добавлять специальные модули – так называемые блоки розжига.

Но в любом случае, чтобы загореться, такой лампе требуется некоторое время, поэтому на BMW 7-й серии (на которую в 1991 году впервые стали устанавливать ксеноновые фары) для дальнего света применялись традиционные галогенки. Они позволяли в случае необходимости мигнуть фарами. Полноценный “биксенон” (фары, в которых газоразрядные лампы обеспечивают как ближний, так и дальний свет) появился лишь спустя несколько лет, причем дальний свет включался, как правило, одним из двух разных способов. Переключение режимов осуществлялось либо с помощью специальной шторки с электроприводом (она отсекает часть светового потока в режиме ближнего света и при необходимости отодвигается в сторону), либо перемещением лампы внутри корпуса фары относительно отражателя. Правда, на некоторых представительских моделях также иногда встречаются отдельные ксеноновые лампы для ближнего и дальнего света.

В любом случае использование газоразрядных фар значительно увеличивает цену автомобиля, ведь помимо блоков розжига европейские правила по безопасности требуют оснащать такие модели омывателями фар и автоматическими регуляторами уровня (чтобы яркий свет не слепил встречных водителей). Поэтому на доступных машинах ксеноновая светотехника предлагается пока лишь в качестве дополнительного оборудования.

Высокие технологии

КАКИЕ фары будут у автомобилей будущего? По мнению автопроизводителей, хорошие перспективы у светодиодов – полупроводниковых элементов, излучающих свет при прохождении через них электротока. Такие источники света срабатывают быстрее обычных ламп, потребляют минимум энергии и при этом практически вечны.

Но сегодня использовать светодиоды в качестве основного компонента фары мешает их небольшая светоотдача, при увеличении которой требуется сложная и дорогая система охлаждения. Поэтому на современных автомобилях светодиоды пока в основном используются лишь в качестве вспомогательной светотехники. Например, благодаря своему высокому быстродействию они идеально подошли для стоп-сигналов. Применяются и в габаритных огнях. В частности, подобные элементы можно увидеть на многих моделях компании “Audi”. Однако для “Audi R8” уже сейчас в качестве опции предлагают фары, полностью состоящие из светодиодов.

Также специалисты прогнозируют, что в недалеком будущем в автомобильной светотехнике будет применяться волоконная оптика. В этом случае лампу накаливания или светодиод (здесь это не важно) можно расположить где угодно, а свет направить к фарам с помощью специальных световодов. Например, такое решение использовали создатели представленного в 2001 году концептуального хэтчбека “Volvo SCC”, ставшего прообразом серийной машины “Volvo C30”. Световоды позволяют придать фарам автомобиля практически любую, даже самую вычурную форму. Ведь в этом случае фантазия дизайнеров ограничена лишь диаметром линзы, направляющей световой поток.

Не слепить!

Так выглядела реклама одной из первых фар со специальным рассеивателем, исключающим ослепление встречных водителей и пешеходов.

С МОМЕНТА появления относительно мощных ацетиленовых светильников, перед конструкторами автомобилей встала серьезная проблема: яркие фары слепили водителей встречных машин. Чего только ни придумывали инженеры, чтобы побороть этот эффект, – различные сдвижные шторки, жалюзи и т.д. Лишь в 20-х годах прошлого века нашлось оптимальное решение. И даже не одно. Во-первых, появились разновидности ламп накаливания с двумя нитями (одна отвечала за ближний свет, другая – за дальний). Во-вторых, фары стали закрывать рифленым стеклом – рассеивателем, отклоняющим световой поток в необходимом направлении.

Кстати, с 1958 года в Европе законодательно ввели привычную нам асимметричную диаграмму направленности света фар (левая “бьет” ниже правой, чтобы не слепить встречных). Но в Америке до сих пор придерживаются старых стандартов: там о соседях по потоку заботятся меньше, больше беспокоясь о лучшей освещенности дороги.

Раньше большинство автомобилей оборудовалось фарами простой круглой, реже прямоугольной формы. Но постепенно в угоду эффектной внешности дизайнеры стали создавать светотехнику более замысловатого вида. Для этого им пришлось изменять форму отражателей и корпусов фар. Решая эту проблему, инженеры фирмы “Hella” создали оригинальные фары прожекторного типа.

Не вдаваясь в подробности, скажем, что они отличаются от обычных наличием специальной линзы, фокусирующей световой поток.

Вскоре отражатель фары благодаря широкому внедрению компьютерного моделирования приобрел столь сложную форму, что вполне стал справляться с направлением светового пучка без каких-либо дополнительных линз или рассеивателей. Так что от них постепенно отказались в пользу легких и прочных защитных колпаков из поликарбоната. Сейчас такая конструкция встречается на большинстве современных моделей.

Интеллектуальная светотехника

По мнению специалистов, будущее – за светодиодными фарами.

ЕЩЕ НА первых автомобилях предпринимались попытки сделать фары поворотными, чтобы они освещали ту часть дороги, куда в данный момент водитель направляет свою машину. Но в то время добиться от подобных систем приемлемой точности работы не удалось. Лишь в конце 60-х годов поворотные фары дальнего света стали устанавливать на “Citroёn DS”. Однако тогда эта идея не нашла у других автопроизводителей должной поддержки, поэтому о подобной светотехнике надолго забыли.

В последнее время с развитием электроники идея адаптивного света вновь ожила. В наши дни многие производители применяют ее на своих моделях. Причем известно несколько способов заставить фары светить вбок. Пожалуй, наиболее дешевый и простой – это использование дополнительных источников света, которые могут стоять как внутри основной фары, так и вне ее. К примеру, если водитель поворачивает руль налево, то включается левый, если вправо – правый. Такой системой, в частности, оснащена “Skoda Fabia”.

Более дорогая адаптивная светотехника обычно состоит из биксенонового источника света и поворотного механизма с электронным управлением. В этом случае компьютер оценивает скорость автомобиля, угол поворота руля, крутизну поворота и другие параметры, обрабатывает их и поворачивает прожектор на необходимый угол. Правда, сильно отклониться вбок такая фара не может, поэтому на дорогих автомобилях ее дополняют вышеупомянутой дополнительной секцией бокового света или противотуманкой, которые включаются на небольшой скорости и на крутых виражах.

Также на серийные автомобили постепенно начинает устанавливаться интеллектуальная светотехника, которая всего несколько лет назад была атрибутом лишь экспериментальных моделей. Характерный пример – усовершенствованная система AFS (“Adaptive Front Light System”) новой “Skoda Superb”: в городе, когда скорость движения обычно составляет 15-50 км/ч, электроника “Шкоды” делает пучок света более широким – для лучшей видимости обочин дороги. На автомагистралях, когда автомобиль разгоняется быстрее 90 км/ч, фары начинают светить выше и дальше, чтобы водитель успел раньше заметить опасность. На обычных загородных шоссе активируется смешанный режим. Кроме того, “интеллектуальные” фары также умеют распознавать дождь и соответствующим образом регулировать пучок света.

Специалисты считают, что скорее всего следующий шаг в развитии светотехники – объединение адаптивных фар со спутниковой навигацией и инфракрасной камерой ночного видения. Тогда система освещения сможет заранее подстраиваться под особенности маршрута и всегда обеспечивать лучшую видимость дороги.

Источник http://avto-science.ru/elektrika-i-elektronika/sistema-osveshheniya-avtomobilya.html

Источник http://www.motorpage.ru/infocenter/autoconstruction/Razvitie_avtomobilnyx_sistem_osveshheniya.html

Источник