Фары дальнего света

Назначение

Автомобили начали оснащать световыми приборами более ста лет назад. В процессе развития осветительного оборудования инженерам пришлось столкнуться с очень серьезной проблемой - яркий свет фар ослеплял водителей встречного транспорта. Потребовалось довольно много времени на то, чтобы придумать устройство для освещения дороги, которое бы обеспечивало достаточную видимость, не мешая другим участникам движения. Решили проблему путем разделения мощности фар на два режима - дальнего и ближнего света. Просто же отказаться от дальнего света было невозможно. Поездка на автомобиле по загородному шоссе ночью опасна тем, что ввиду отсутствия фонарей, видимость может быть практически нулевой. Для передвижения необходимо искусственное освещение дороги. Чем раньше водитель, при езде на высокой скорости, заметит на дороге препятствие – тем больше у него шансов принять необходимые меры – притормозить или объехать. Соответственно, чем дальше распространяется свет фар – тем лучше.

Итак, фары дальнего света – это режим работы специальной автомобильной лампы, при котором пучок света распространяется не менее чем на сто метров вперед. Такой режим работы фар присутствует на каждом современном автомобиле.  

История развития

Изначально, для освещения дороги на автомобилях закреплялись восковые свечи, а позже - масляные горелки. Разумеется, пользы от таких приспособлений было не много.

Первый шаг в развитии светового автомобильного оборудования был сделан в 1908 году - появились карбидные лампы. Такие фары освещали дорогу на 300 метров вперед, но какой ценой! Сама лампа представляла собой бочонок с карбидом кальция. Для ее активации нужно было открыть подачу воды, чтобы выделить ацетилен. Газ по трубке поступал к горелке, где его нужно было зажечь спичкой.

Кроме сложностей в эксплуатации, водители столкнулись с другой проблемой – ослепление встречного транспорта. С этим пытались бороться, перемещая рефлектор, придумывая  всевозможные шторки и жалюзи. Все было тщетно, до тех пор, пока на смену ацетилену не пришли лампы накаливания.

Первый серийный автомобиль с электрическим светом – Cadillac 30 Self Starter, появившийся в 1912 году. Через пять лет после его дебюта, на 99% от всех автомобилей для освещения использовалась лампы накаливания. В 1919 году инженеры компании Bosch предложили свою лампу с двумя нитями накаливания – для ближнего и дальнего света. Дальнейшее развитие ламп дальнего света можно поделить на несколько этапов:

В 1955 году французская фирма Cibie предложила идею ассиметричного света, суть которой заключалась в том, чтобы фара со стороны пассажира светила дальше, чем водительская. В 1961 году в серийное производство вышли Citroen AMI 6  с прямоугольными фарами, которые имели большую площадь отражателя и увеличенный светопоток. Были у этой конструкции и отрицательные стороны – для установки таких фар требовалось больше подкапотного пространства.  В 1983 году английская фирма Lucas предложила использовать «гомофокальный» отражатель. Лучи, выпущенные лампой, перенаправлялись из первого фокуса во второй,  а затем собирались линзой в один поток. Такая конструкция позволяла уменьшить габариты фар, без потери эффективности.  Дальнейшее развитие было направлено на совершенствование отражателей. Моделировались всевозможные конфигурации фокуса и фокусного расстояния.

Современные фары обладают сложными комбинированными отражателями, которые поделены на сегменты с разным фокусом. Каждый элемент отвечает за освещение «своего участка» дороги. На замену нитям накаливания поспешно двигается газ ксенон. Кроме того, инженеры смогли воплотить давнюю идею изменения направление фары в зависимости от поворота руля.

Устройство и принцип работы

Существует два основных вида автомобильных ламп: накаливания (вольфрамовые и галогенные) и газоразрядные (ксеноновые).

Вольфрамовые лампы отличаются низкой ценой и достаточно коротким сроком службы. Поэтому все чаще на автомобилях используются галогенные лампы с двумя нитями накаливания. Набирает популярность и ксеноновая лампа. Ксенон выгодно отличается более низкой температурой нагревания и меньшим потреблением энергии.

Конструкция лампы дальнего света включает:

Корпус. Он служит площадкой для крепления остальных элементов.

Источник света - нить накаливания, ксеноновый газ.

Отражатель фары. Именно отражатель используется для верного распределения излучения от нити дальнего света, преломляя его в соответствии со своей конструкцией.

Рассеиватель. Он пропускает световой поток и защищается фару от внешнего воздействия. Изначально рассеиватель отвечал за преломление пучка света, но со временем эту функцию начал выполнять отражатель.

Теперь о принципе работы. Электрические нити в лампе накаливания находятся на определенное расстояние друг от друга. Каждая из них будет отвечать за дальний и ближний свет. Расстояние между нитями позволяет создать необходимое положение двух точечных источников света относительно оптического фокуса отражателя.

Активация дальнего света для лампы H4 (такая лампа имеет 2 нити накаливания) происходит во время переключения рукоятки на приборной панели. При включении режима дальнего света изменяется схема подачи тока, соответственно нить, отвечающая за ближний свет, тухнет и загорается нить дальнего.

Существуют лампочки с одной нитью – H7. Переключение на дальний свет осуществляется посредством линзы. Конструктивно, линза лампочки имеет экран, который перемещается с помощью электромагнита. При переключении на дальний свет, экран закрывает нижнюю половину линзы.  Свет преломляется, проходя через линзу, что дает освещение ниже уровня фар.

Кроме того, существуют так называемые биксеноновые фары. В отличие от обычных ксеноновых фар они способны излучать не только ближний или дальний свет, а оба. Ксеноновая лампа представляет собой колбу с газом.  Устройство таких фар бывает двух типов. В первом случае, колба двигается под действием электромагнитов(движение происходит либо вверх и вниз, либо вперед и назад), за счет чего образуется два типа освещения. Во втором, между самой лампой и линзой находится заслонка, которая регулирует световой поток, изменяя тем самым параметры излучения.

Современные технологии

Кроме ксенона и сложных отражателей существуют и другие пути развития световых технологий автомобиля. Например, адаптивные фары и ассистент дальнего света.

Адаптивные фары реагируют на поворот руля и скорость движения, подстраиваясь под дорожные условия. При повороте руля пучок света следует за ним, что позволяет осветить дорогу в нужном направлении и в меньшей степени слепить водителей встречных автомобилей. Автомобили с адаптивными фарами оснащены электронными датчиками, которые определяют скорость движения и угол поворота руля. Датчики передают данные на блок питания, который регулируют мощность и направление освещения.

Ассистент дальнего света – это система автоматического включения и выключения дальнего света в зависимости от ситуации. Работает такая система с помощью датчиков, которые способны распознавать степень освещения и наличие встречного движения. Кроме того, блок питания выключает дальний свет при движении в светлое время суток.