что такое рефлекторная оптика в авто

рис. 4 Пластиковые фары (до и после полировки)

рис. 5 Рифленая фара (слева со снятым стеклом)

рис. 6 Модульные фары
Модули представляют собой герметичные самостоятельные оптические элементы, и также как фары бывают линзованными и рефлекторными (рис. 7). Различают моно- и бимодули. В бимодуле (билинзе) реализован одновременно ближний/дальний свет, а переключение происходит перемещением шторки, формирующей светотеневую границу (СТГ) ближнего света (рис. 8 ).

рис. 7 Мономодули	рис. 8 Бимодуль со снятой линзой. Переключение ближний/дальний

Принципиально галогеновый и ксеноновый модули отличаются цоколем лампы и светораспределением внутри светового пучка (для ксенона выше требования по равномерности распределения света на дороге). Также мономодули могут отличаться формой шторки, для ксенона всегда ступенька, для галогена может быть и ступенька, и галка.

рис. 9 Светотеневая граница для галогена и ксенона

Линзованные фары (прожекторная оптика) содержат в своей конструкции собирающую линзу и находят наибольшее предпочтение среди автовладельцев. Безусловно, у линзованных фар есть ряд преимуществ перед рефлекторной оптикой:

— выше КПД, т.е. бОльшая часть света от лампы попадает на дорогу;

— более равномерное освещение дорожного полотна, нет чередующихся светлых и темных пятен;

— шире освещенная часть дорожного полотна, видны обочины по обоим краям дороги;

— более экономное расходование омывающей жидкости из-за меньшего размера очищаемой области фары при использовании омывателя высокого давления;

— стильный современный вид;

Источник

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.

С 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.

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.

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.

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

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

Линзовая фара с проекционным (эллипсоидным) отражателем
Это самый современной тип фары, использующей отражатель. Пучок света в них формирует линза, которая и распределяет его в нужное место дороги.

Для получения четкой СТГ, 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.

С появлением ксеноновых ламп, понадобились автоматические корректоры. Они регулируют высоту лучей на основе телеметрических датчиков, отслеживающих высоту дорожного просвета.
Если вы решили самостоятельно установить ксенон в фары, в которых он не предусмотрен штатно, 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?
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.

S-type применяется 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.
R –type разработана для рефлекторных отражателей и работает, как правило, в качестве лампы 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?
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.

Источник

Та самая статья про фары, но теперь на русском языке

Шутки про ближний-дальний — одна из самых распространенных тем автомобильного юмора. А шутка, обычно, тем смешнее, чем более серьезный и важный предмет в ней обсуждается. «Ближний-дальний» же — иными словами — оптика это важно. Это залог безопасности не только водителя и пассажиров. Но и других участников движения. Тем более, что автосвет — вообще сложная штука. В прошлой статье мы рассказывали, про адаптивный головной свет. Сегодня поговорим об истоках — как развивалась автомобильная оптика, что такое фотометрия, зачем корректировать свет фар и по какому принципу работает BI-xenon. Как все это устроено и выстраивается в единую систему.

В конце, как обычно конкурс — ставьте лайки, подписывайтесь и рассказывайте в комментариях, о чем еще хотели бы узнать. Авторам лучших комментариев подарим призы!

Автомобильный свет начинается с фотометрии — науки про измерение визуальной реакции человека на свет. Первая характеристика света, о которой надо сказать — интенсивность. По сути, речь о мощности потока, которая передается от источника света в определенном направлении. Единица измерения интенсивности — Сandela (cd) — производная от английского «candle» — свеча. В фотометрии свеча — это эталонный источник света, поэтому ее интенсивность равна 1 cd. Интенсивность же, например, света заднего стоп-сигнала — 60 cd.

Еще один важный параметр — световой поток, который измеряется в люменах (Лм). Грубо говоря, световой поток — это весь свет с разной длиной волны, распространяемый источником. Человек может различать ограниченную часть светового потока.

Как это работает, можно увидеть на двух диаграммах, описывающих разные источники света: мощность светового потока первого источника постепенно нарастает, а у второго — распределяется небольшими отрезками. Красная линия на диаграмме — это та область, которую видит человек.

На первой диаграмме изображено, как мощность света нарастает, но ее максимум не попадает под красную линию. На второй — большинство скачков мощности находится в поле зрения человека. А это значит, что второй источник света кажется нам намного ярче, чем первый, хотя с точки зрения физики это и не так.

Но даже при одинаковой мощности, восприятие сильно зависит от цвета источника. На рисунке выше показано, как отличается восприятие света автоламп в зависимости от их цвета: белая лампочка P21W покажется человеку намного ярче, чем оранжевая той же мощности.

Третий важный параметр — освещенность, иными словами это высвеченная площадь поверхности, на которую падает световой поток. Освещенность зависит от мощности светового потока и расстояния до источника света.

В свою очередь, световая эффективность показывает отношение всего света, который распространяет источник к свету, который воспринимает глаз человека. Например, лампы накаливания излучают много тепла — это инфракрасная часть спектра. Ее человек невооруженным глазом не видит. С точки зрения освещения эффективность ламп накаливания не высока — 25 лм/Вт. Большей эффективностью обладают ксеноновые лампы, а у светодиодов она максимальная — 100 лм/Вт.

Типы автомобильного света

Хорошие автомобильные фары обеспечивают максимальную видимость водителю на дороге и не создают неудобства для других участников дорожного движения. Поэтому в автомобиле традиционно используется всем знакомые три типа освещения: противотуманные фары, ближний и дальний свет.

Ближний свет создает широкую освещенную область перед автомобилем и не слепит встречных водителей. Качество ближнего света оценивают по трем параметрам:
ширине — она обеспечивает видимость при поворотах или плохих погодных условиях на 20-30 метров;
комфорту — свет должен охватывать область, куда падает взгляд водителя — обычно это диаметр 30-60 метров;
дальности — более 60 метров.

Дальний свет распределяется далеко вдоль оси автомобиля, поэтому светит в том числе и на встречную полосу, ослепляя других водителей. Качество этого света оценивают по тем же параметрам, что и ближний:
ширине — 10-20 метров,
комфорту — 50-150 метров,
дальности — более 150 метров.

Противотуманные фары решают другую задачу — освещают как можно более широкую область на небольшом расстоянии — до 20 метров.

Чтобы не ослеплять встречных водителей, свет фар направляют под определенным углом, который называется углом прицеливания.

Изначально угол прицеливания настраивает производитель на заводе — с точностью до 0,1%. Обычно параметры угла написаны на фаре автомобиля. Это значение рассчитано с учетом того, что в машине находится один водитель, без пассажиров и дополнительного груза. В противном случае — когда водитель перевозит пассажиров или загрузил полный багажник вещей, угол падения света изменится. Для оптимальной видимости его придется корректировать вручную, если в конструкции нет автоматической системы регулировки угла прицеливания.

В фары автомобилей с ручным выравниванием встроена специальная система управления. Автоматическая система выравнивания обязательна для фар с высокой яркостью, например, ксеноновых. Регулировкой управляют автоматические датчики и электронный блок, которые корректируют свет фар в зависимости от нагрузки автомобиля и его скорости.

При настройке фар производитель учитывает сразу несколько параметров, связанных, как с дорогой, так и с особенностями физиологии водителя.

Точка 75R — расположена в 75 м на правой обочине. Здесь должна быть максимальная освещенность, это место, где взгляду водителя максимально комфортно.

Точки 50R и 50V — расположены на расстоянии 50 м от автомобиля. Также важно учитывать точку B50L, которая находится на расстоянии 50 метров на встречной полосе — здесь должна быть минимальная освещенность, чтобы не ослеплять встречных водителей.

Точки 25L и 25R расположены на расстоянии 25 м от автомобиля, это ширина луча.

Для точной настройки света используют фотометрические диаграммы. Они стандартизированы для каждого типа источника света и меняются в ходе того, как эволюционируют системы освещения. Простыми словами, фотометрическая диаграмма — это график проекции света на расстоянии 25 м на плоском вертикальном экране, которое симулирует реальное освещение на дороге. С 2015 года интенсивность света на такой диаграмме измеряется в Lux или cd.

Для создания хорошей видимости на дороге, в автомобильной фаре используется несколько технологий: переключение дальнего и ближнего света, корректировка угла освещения, ассиметричные лучи, которые не ослепляют встречных водителей.

Все эти технологии работают за счет использования отражателей — сложной системы зеркал. В автомобилях используются параболические отражатели, отражатели со сложными поверхностями или эллиптическая оптика.

Параболические отражатели создают ближний и дальний свет при использовании двойной лампы накаливания. Такие отражатели в основном используются в европейских автомобилях в лампах с двойным накаливанием H4. Например, так устроены фары в Opel Corsa. Чтобы не ослеплять встречных водителей, в фаре устанавливают специальный экран. Но из-за такого экрана теряется 40% энергии, производимой лампой H4.

Отражатели со сложной поверхностью позволяют уменьшить потери энергии. Такие фары позволяют настроить любой тип дальнего и ближнего света. Эта технология, например, использовалась на Peugeot 207 с 2006 года и на Renault Laguna 2 c 2005 года.
Эллиптическая оптика — следующее поколение. Такие фары обеспечивают лучшее освещение, при этом, сами они значительно меньше по размерам, так как источник света расположен в отражателе, а передняя линза фокусирует луч.

Отражатель в таких фарах состоит из эллиптических и параболических поверхностей, расположенных вокруг источника света. Отражение лучей в эллиптических зонах дает лучший диапазон и охват при использовании дальнего света. Параболические зоны предназначены для создания света в близком диапазоне.

Чтобы не ослеплять водителей, в такой оптике используют специальный экран. Он расположен между отражателем и линзой. Так экран может быть фиксированным или подвижным.

В продвинутых системах объединяют различные типы фар и источников света: (H1, H7, Xenon, Led). Яркий пример такой системы — фары Valeo для Audi A4. Здесь используются лампы D2S+H7 с эллиптическим модулем и сложными поверхностями в отражателе.

Эллиптические отражатели позволяют создавать ближний и дальний свет с использованием одной и той же лампы. Эта технология называется Bi-Xenon:

Экран включается при помощи соленоида или электромеханической системы. Кроме того, перемещая сам отражатель в ксеноновых фарах можно переключаться между ближним и дальним светом.

Отражатель имеет два заданных положения внутри фары: один для ближнего света, другой — для дальнего. Такая система используется в автомобилях Volvo-XC 90
c лампами D2R+H7 lamps.

Автомобильная фара, да и весь комплекс оптики в машине — крайне сложная система. Когда-то можно было сказать: фара — всего лишь лампочка под стеклом. Сегодня, чтобы понять как все это устроено приходится глубоко окунаться в инженерные процессы. Надеемся, вам это понравилось. Напишите, пожалуйста, в комментариях, что вам понравилось в этом тексте, и о чем хотели бы прочитать еще.
Подписчики — авторы конструктивных комментариев получат гарантированные призы от Valeo. Самый лучший — станет основой нового поста.

Источник

Универсальный ксенон: как это работает? Часть 1

На сегодняшняя время большинство водителей пытаются модернизироваться и улучшить собственное транспортное средство. Многие прибегают к монтажу ксенонового оборудования, будучи убежденными, что оно обеспечивает лучшую освещенность, видимость и безопасность на дороге. Таким образом, большинство водителей приобретают адаптивный ксенон и производят его монтаж на собственные автомобили. Но, давайте попробуем ближе разобраться в том, так ли эффективен монтаж адаптивного, или же как его называют «кустарного» ксенона.

Виды автомобильных фар и их особенности

Большинство автомобилей, которые с завода не комплектуются ксеноновым оборудованием имеют рефлекторный тип оптики и только минимальное количество транспортных средств выпускаются с линзованной, как галогеновой, так и ксеноновой оптикой.

Рефлекторный тип фар.

Рефлекторная автомобильная оптика состоит из лампочки и зеркального отражателя. Такой тип фар работает по принципу распределения светового луча, который излучается лампой в горизонтальной плоскости. Чтобы обеспечивать правильную освещенность дороги и максимальную производительность светового потока, лампа располагается в фокусе рефлектора.

На сегодняшнее время выпускается достаточно большое количество автомобилей с качественной рефлекторной оптикой, отражателем и колбой лампы. Поэтому они обладают высокой производительностью и обеспечивают достаточно хорошую освещенность дорожного полотна.

Различают два вида рефлекторных фар:

Линзованный тип фар.

Данный тип фар очень редко можно встретить на автомобилях, поскольку он обладает большей себестоимостью за счет очень сложного принципа работы и дополнительного оборудования. Такая оптика сконструирована из специального отражателя, имеющего форму эллипса и особой линзы, для рассеивания и однородности излучения светового потока. Такие фары зачастую устанавливаются только на дорогие модели транспортных средств.

Преимущества линзованного типа фар:

Протяженность выдачи луча.

Но, еще раз подчеркнем, что большинство автомобилей комплектуются рефлекторным типом оптики. Именно поэтому, если поставить даже самую качественную ксеноновую лампу, то одновременно однородного, правильного и более насыщенного свечения вы не получите никогда и это необходимо четко понимать. Зачастую, если просто устанавливают в стандартный отражатель ксеноновую лампу, то это грозит появлением засветов, темных участков и свет ослепляется водителей встреченного транспорта.

Классификация автомобильных ламп: краткая характеристика

На сегодняшнее время существует три основных типа автомобильных лампочек, которые часто или же редко используются для оснащения головной оптики транспортных средств.

1. Лампы накаливания или же галогеновые источники.

Это самая распространённая лампа на сегодняшнее время, которой комплектуется огромное количество транспортных средств на всех дрогах мира. Это лампа, которая оснащается вольфрамовой нитью накала, через которую проходит ток и она начинает раскалываться, что и обеспечивает выдачу светового потока. Для усиления света используется смесь инертных газов, которые заполняют колбу лампы.

Совсем недавно такие лампы были единственным источником света для головной оптики автомобиля. Но с развитие технологий и данные изделия стали отходить на второй план. Недостатком таких лампочек являются низкая производительность, небольшой срок эксплуатации в среднем 1000 часов, невысокая яркость светового потока, а также желтоватый оттенок, который портит наружность транспортных средств.

2. Газоразрядные или же ксеноновые источники света.

Данные излучатели также заполняются газом, где большая часть отведена на ксенона. Но, в них нет нити накала, а вместо нее присутствует два электрода, между которыми при подаче мощного высоковольтного импульса активизируется электрическая дуга.

Таким образом, лампа разгорается и обеспечивает выдачу насыщенного и мощного потока света. Основными преимуществами данных источников являются высокая производительность, мощный свет, яркость, белоснежный поток, модернизирующий наружность транспортного средства.

В достоинствам стоит отнести и длительный срок эксплуатации в среднем 2500-4000 часов, а также небольшая мощность потребления энергии автомобиля. К недостаткам данного оборудования можно отнести высокую стоимость, а также многокомпонентность.

Для работы таких источников обязательно необходимы блоки розжига, то есть небольшие трансформаторы. Они обеспечивают подачу мощного импульса, влияющего на быстрейший розжиг ксенонового источника.

3. Светодиодные инновационные лампы.

На сегодняшнее время светодиодные лампы не распространены для использования в головной автомобильной оптике. Это инновационные лампочки, которым не нужно дополнительное оборудование для розжига, не нужно много энергии для работы. Светодиоды обеспечивают выдачу яркого, насыщенного и интенсивного белоснежного потока, не боятся вибраций, не характеризуются высокой температурой нагрева при работе. Также могут служить срок более 10000 часов. Использование в головной оптике данных устройств еще является будущим, но достаточно близким.

Почему именно ксенон пользуется огромной востребованностью?

То, что ксеноновые лампы обладают огромными преимуществами еще не делает их самыми идеальными источниками, которые можно применить в разных транспортных средствах. У таких модернизированных и востребованных источников света для головной оптики существует и много недостатков, о которых должен знать каждый водитель.

Основная проблема и минус таких изделий:

Для того, чтобы активизировалась ксеноновая, она же газоразрядная лампа необходима подача мощного напряжения в среднем 25000 В. Обеспечить это может только дополнительное оборудование, называемое блоком розжига, являющее достаточно сложным и дорогостоящим изделием.

Именно поэтому, если ксеноновое оборудование и устанавливается на неадаптированное под него авто, то могут возникать помехи и проблемы в электронном бортовом компьютере.

Также, стоит отметить, что ксеноновое освещение стоит дорого. При выходе из строя одной лампы менять их необходимо попарно, чтобы сохранить однородную цветность излучения и равномерное распределение луча по дорожному полотну. Обуславливается такая ситуация тем, что ксеноновые лампы со временем немного изменяют цветовой спектр, примерно через 200-400 часов работы.

Еще одной проблемой является и плохое распределение света, выдача нецеленаправленного луча, который падает куда-угодно, но не дорожное полотно. Именно поэтому приходится дополнительно приобретать и автокорректоры фар, способные настраивать положение лампы таким образом, чтобы она обеспечивала выдачу целенаправленного, однородного потока света.

Что вы должны понимать?

При установке ксенонового оборудования на свое транспортное средство, не адаптированное под данное освещение вы должны понимать, что существует опасность такой модернизации. Несмотря на то, что ксеноновое оборудование обеспечивает мощный и интенсивный поток света, при его неправильной установке появляются засветы, ослепления водителей встречных авто. Это приводит к ухудшению безопасности на дороге и часто становится причиной к столкновениям, особенно ночью. Стоит отметить, что часто водители обращаются в СТО, где им регулируют положение лампочек, направляя свет вниз. Но это приводит к тому, что лучи отражаются от мокрого асфальта и также создают нежелательные засветы.

Источник

• ← что такое иммуномодуляторы и входят ли они в состав вакцин против гриппа
• что такое письменные вычисления →