Из чего состоит фара автомобиля?

Valeo › Блог › 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.

Регулировка фар

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.

Фотометрические диаграммы

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.

Отражатели в фаре

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.

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.

Передние блок-фары: элементы конструкции
Ближний свет фар
Дальний свет фар
Устройство фары
Источник света
Отражатель
Рассеиватель
Виды источников света
Лампы накаливания
Галогенные лампы
Ксеноновые (газоразрядные) лампы
Светодиодные лампы
Инновационные разработки
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.

Параболический отражатель. Самый доступный вариант, отличающийся своей статичной конструкцией. Фары с таким устройством нельзя корректировать, изменяя яркость, интенсивность и направление световых лучей.
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.
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.

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.

Назначение и устройство автомобильной фары

Устройство автомобильной фары

1.Корпус.

Содержит все компоненты фары – кабель, отражатель, лампу и т.д. Устанавливается в кузов автомобиля, защищает лампу от перегрева, влажности и механических повреждений. Изготавливается из термопластика.

2. Отражатель.

Лампа излучает неполяризованный свет, лучи которого не имеет одного направления, а испускаются во все стороны. Отражатель собирает лучи и направляет его в сторону дороги. Внутренняя поверхность сделана из латуни, пластика или стекла и покрыта отражающим слоем серебра, хрома или алюминия.

3. Рассеиватель.

Бывает двух видов: с рисунком и прозрачным покрытием.

1. Рассеиватель «с рисунком». Оптические элементы – углубления и засечки на линзе, рассеивают частично поляризованный отражателем свет, чтобы получить нужный угол освещения дороги. Конструкция устарела и сейчас используется крайне редко.

2. Рассеиватель с прозрачным покрытием не имеет оптических элементов. Используется для 3 типов фар: с биксеноновыми лампами, с дополнительной рассеивающей линзой, для фар свободной формы. Основная функция – защищать лампу от грязи и воды. Изготавливаются из стекла или пластика. Пластик имеет ряд преимуществ: более прочный, более легкий, из пластика легче сделать фару любого дизайна.

4. Излучатель.

1. Лампа накаливания. Традиционный излучатель. Внутри стеклянной колбы создан вакуум, внутри которого вольфрамовая нить нагревается электрическим током до 2000 град С.

2. Галогенная лампа. Стеклянная колба заполнена буферным галогенным газом – йодом или бромом. Благодаря галогенам работает до 1000 часов. Галогены – 17 группа элементов в таблице Менделеева. Обладают общими свойствами – неметаллы, сильные окислители.

3. Газоразрядная лампа (HID). Свет излучает нагретый газ (ксенон). Работает до 2000 часов. Ксенон – благородный газ. Не имеет вкуса, цвета или запаха. Применяется в лампах накаливания, для лечения травм головного мозга, медицинской диагностики, как рабочее тело лазеров.

4. Светодиоды (LED). Работают на основе заполнения электронами пустых «дырок» в полупроводнике с выделением фотона. Многократное выделение фотонов приводит к свечению. Энергоэкономичны.

Принцип действия.

В общем, процесс излучения света фарой состоит в следующем: Излучатель испускает рассеянный свет, лучи которого направлены во все стороны. Отражатель собирает лучи и направляет их на рассеиватель. Рассеиватель снова распыляет лучи, чтобы получить свет нужной направленности.

По типу отражателя различают параболоидную систему, свободную форму и супер DE.

1.Пораболоидная система. Отражатель имеет пораболоидную форму. Старейшая технология, которая используется для распределения света, но редко применяющаяся сейчас. Для ближнего света используется верхняя часть отражателя, для дальнего – обе. Источник света расположен таким образом, что свет сначала попадает на верхнюю часть отражателя, затем идет на рассеиватель. Вертикальные оптические элементы в линзе распределяют свет в горизонтальном направлении, а призматические элементы распределяют свет на наиболее важные участки дороги. КПД – 27%.

Фары основные

Учебный центр Auto3N представляет курсы для обучения специалистов по продаже автозапчастей. Пройдите вебинары, тренинги и электронные курсы, и проверьте знания по тестам.

2.Отражатель свободной формы. Наиболее распространенный тип. Форма отражателя не является правильной, а моделируется так, чтобы распределять свет на наиболее важные участки дороги. Благодаря особой конструкции все области отражателя используются для ближнего света. Свет приобретает направленность уже в отражателе, необходимости в линзах с оптическими элементами отсутвует. Горизонтальные отражательные сегменты создают ассиметричное освещение, дополнительное освещая обочину. КПД – 45%.

3. Эллипсоидный. Излучатель располагается таким образом, чтобы подавать как можно больше света на определенные точки отражателя. Отражатель за счет правильной эллипсоидной формы собирает свет и фокусирует на прозрачную линзу, которая рассеивает их. КПД – 52%.

Отражатели.

До 1980-х отражатели делались из штампованного железа и имели форму параболы. В 1983 году на Остин Маэстро впервые поставили новые монофокальные отражатели. В 1980 году появляется технология CAD – система автоматизированного проектирования, которая позволяет делать отражатели любой формы. Верхняя часть отражателя может иметь форму ветки параболы, а нижняя быть произвольной формы, которая эффективней собирает пучки света и направляет их на рассеиватель или линзу. В 2000-х делались из стали. В настоящее время используется термопластик. Он легче, поверхность отражателя более ровная. Из пластика проще сделать нужный дизайн. Линзы. Обычно производятся из стекла. Необходимые требование: нет пузырьков или инородных вкраплений. В настоящее время чаще всего делают из поликарбонатов, у которых есть ряд преимуществ:прочные; очень легкие; свобода конструирования формы; противоцарапная поверхность.

Позже производители экспериментировали с прозрачными линзами. Новая форма отражателей собирала свет и формировала пучок лучей, который охватывал территорию нужного диапазона, что рассеиватель не требовался. Первым автомобилем, который был оснащен фарами с прозрачными линзами был японский Хонда Аккорд.

Возможности тюнинга фар

1. «Ангельские глазки». Выполняют роль дневных ходовых или габаритных огней. Представляют собой несколько связанных светодиодов, установленных вокруг основных ламп. Не могут использоваться в качестве основного источника освещения дороги.

2.«Ресницы» — тонкие накладки на фары. Выполняют эстетическую функцию. Не должны перекрывать свет от ламп.

3. Тонировка фар. Если после тонировки фары пленкой, лаком или другими красителями, фара изменила свет излучения, то такая тонировка считается нарушением правил ПДД и запрещена.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ФАРЫ И ЛАМПЫ

Кандидат технических наук Д. ЗЫКОВ.

В современном автомобиле можно насчитать более полусотни всевозможных ламп, лампочек и светодиодов. Часть из них предназначена для освещения дороги впереди и позади машины, другая часть — для обозначения габаритов, третья — для того, чтобы информировать окружающих о намерениях водителя, четвертая — для освещения салона, его закутков, панели приборов, багажника, моторного отсека, пятая — сигнальные лампы. Сегодня речь пойдет о лампах так называемого головного света — фарах.

Любая автомобильная фара состоит из корпуса, отражателя, рассеивателя и источника света, которым обычно служит лампа накаливания или газоразрядная лампа. Иногда отражатель, рассеиватель и источник света объединены в неразъемную конструкцию, называемую лампа-фара. Ее преимущество состоит в том, что раскаленная спираль находится в большом объеме газа, и за счет этого лампа лучше охлаждается. Кроме того, лампы-фары герметичны, поэтому у них не портится зеркальная поверхность отражателя и не загрязняется рассеиватель. Однако, когда такая лампа-фара перегорает, а это, увы, случается, приходится менять ее целиком. Стоит же такое изделие в пять-семь раз больше самой дорогой галогенной лампы для обычных фар.

Несмотря на большое разнообразие, все фары по конструкции можно разделить на две группы: с подвижным или неподвижным рассеивателем. К первой относятся знакомые всем автолюбителям фары «Жигулей» первой модели. У них корпус фар неподвижен относительно кузова, а отражатель с рассеивателем и лампой может наклонять ся вверх-вниз и поворачиваться вправо-влево. Направление светового пучка регулируется обычно двумя винтами, расположенными на корпусе фары снаружи. Кому хоть раз приходилось это делать, прекрасно знает, как трудно бывает провернуть тонкие, насмерть заржавевшие регулировочные винты на старой машине. В фарах с неподвижным рассеивателем направление светового потока тоже задается положением отражателя и лампы, но регулировочные винты защищены от грязи и воды, поскольку обычно находятся под капотом.

Ближний и дальний свет могут давать две разные фары или одна — с двухнитевой лампой. Нить дальнего света располагается в ней точно в фокусе отражателя и полностью открыта, а нить ближнего света находится чуть дальше фокуса и закрыта снизу небольшим металлическим экраном, поэтому свет от нее попадает только на верхнюю часть отражателя. Край экрана проецируется на дорогу как линия раздела «свет-тень». При такой схеме свет фар распределя ется по типу «тень выше, свет ниже» с вполне приемлемой освещенностью и в то же время не слишком ослепляет встречных водителей.

Сегодня используются в основном галогенные двухнитевые лампы, а лампы с инертными наполнителями практически забыты. Главное преимущество галогенных ламп заключается в том, что их внутренняя поверхность со временем не темнеет. Светоотдача у них выше, чем у обыкновенных, например, лампа категории R2 (такие используются в «жигулевских» фарах) при мощности 55/50 Вт (соответственно ближний и дальний свет) выдает световой поток в пределах 400-550 лм (люмен — единица светового потока), а близкая к ней по мощности галогенная лампа категории Н4 мощностью 60/55 Вт — в пределах 1000-1650 лм. Немаловажно и то, что по сроку службы галогенные лампы превосходят обычные почти вдвое.

Не так давно в автомобильные фары стали устанавливать ксеноновые газоразрядные лампы. Они весьма надежны и обладают еще большей светоотдачей (при электрической мощности 35-40 Вт световой поток достигает 3200 лм). Срок службы газоразрядных ламп — 1500 часов. Но чтобы они работали, автомобильных 12-ти вольт не хватает, нужны специальные электронные системы управления и преобразователи напряжения, дающие от 10 до 20 кВ.

Существуют две системы требований к автомобильным осветительным приборам — европейская и американская. Они включают требования к габаритным огням, сигналам поворотов и к нормам распределения света фар. По европейскому стандарту ближний свет фар должен иметь четкую границу света и тени. В странах с правосторонним движением эта граница слева горизонтальна, а справа — отклонена вверх на 15 градусов для освещения обочины. В американской системе светотеневая граница для ближнего света не обозначена. Требования же к распределению дальнего света в обеих системах почти одинаковы. В заключение приведем несколько советов по оснащению автомобиля световыми приборами и уходу за ними, которые помогут автолюбителям уверенно чувствовать себя на дороге в темное время.

• Самое серьезное внимание следует уделить регулировке фар. О том, как это делается, журнал уже рассказывал (см. «Наука и жизнь» № 4, 1999 г., статья «Перед дальней дорогой»).

• Для того, чтобы фары светили ярко, они должны быть чистыми. Даже небольшое загрязнение стекол может снизить освещенность дороги впереди автомобиля в три-четыре раза.

• Загрязненные фары следует мыть, а не протирать «всухую». Не только грубые, но и легкие царапины на стекле способны существенно снизить освещенность дороги.

• Не стоит надевать на фары пластмассовые колпаки, они в два-три раза снижают световой поток и нарушают тепловой режим.

• Не ставьте в фары цветные лампы (они бывают желтые, голубые и синие). Ничего, кроме уменьшения светоотдачи, цветное стекло не дает.

• Устанавливая в фару галогенную лампу, не касайтесь ее колбы. Легкий жировой налет от пальцев начнет пригорать и замутнит стекло. Нагар неизбежно ухудшит условия охлаждения лампы, и она в скором времени оплавится.

• Не пытайтесь вставить в фару лампу, цоколь которой не подходит к гнезду в корпусе отражателя, установить ее точно не удастся. От тряски лампа неизбежно сместится, и фара будет светить неизвестно куда. Лучше найти подходящую лампу или переходник. Сейчас их выпускают.

• Проверьте герметичность фары после замены лампы. Если герметичность нарушена, на отражатель попадает грязь. А поскольку внутри работающей фары температура повышена, грязь пригорает. Очистить «внутренности» фары после этого невозможно, ее остается только менять.

• Не увлекайтесь лампами повышенной мощности. Некоторые автолюбители ставят на «Жигули» лампы мощностью 130/120 Вт. Они дают очень незначительное увеличение освещенности по сравнению со штатными лампами (при правильной регулировке фар), а последствия возникают самые нежелательные. Прежде всего, фары начинают перегреваться, от этого оплавляются лампы, идет коробление отражателей и выгорание их зеркального покрытия. Кроме того, подгорают и оплавляются контакты электропроводки и реле, возрастает нагрузка на генератор.

• Следите за состоянием контактов на проводах, ведущих к фарам. Особенно внимательно стоит отнестись к так называемому массовому проводу, соединяющему металлический корпус фары с кузовом. Даже незначительный слой окисла в месте крепления этого провода к кузову или корпусу фары существенно снижает силу света. Из-за этого фара может полностью отключиться.

• Не устанавливайте на автомобиль дополнительные мощные фары — они перегружают генератор. Помните, что их можно ставить только в определенных зонах, строго оговоренных в Правилах дорожного движения. Если вы все-таки решили поставить на машину дополнительные фары, обязательно подключайте их через реле. Стандартные отечественные реле подходят для любых импортных фар.

Фара автомобильная: светлая дорога в любое время суток

Все транспортные средства в соответствии с действующим законодательством оснащаются осветительными приборами — фарами различных типов. О том, что такое автомобильная фара, каких типов бывают фары, как они устроены и работают, а также о правильном выборе, замене и эксплуатации фар — читайте в статье.

Что такое фара автомобильная?

Автомобильная фара — электрический осветительный прибор, смонтированный в передней части транспортного средства. Данный прибор обеспечивает освещение дороги и окружающей местности при низком уровне освещенности, либо в условиях недостаточной видимости. Фары часто называют головным светом или головной оптикой, что отражает их назначение и расположение.

Фары являются одними из основных компонентов автомобильной светотехники, они решают несколько задач:

• Освещение участка дорожного полотна и близлежащей местности перед машиной в темное время суток — выполняет головной свет;
• Освещение дороги в условиях тумана, снегопада, песчаной бури и т.д. — выполняют противотуманные фары;
• Освещение местности на большом расстоянии вне дорог общего пользования, при проведении поисково-спасательных работ и в иных ситуациях — выполняют фары-искатели и прожекторы;
• Обеспечение заметности ТС при движении на дорогах общего пользования в светлое время суток — выполняют фары ближнего света при отсутствии или поломке дневных ходовых огней.

Эти функции возложены на фары различных видов и конструкций.

Классификация автомобильных фар

Автомобильные фары делятся на типы по способу формирования светового луча, назначению, применимости в различных схемах светотехники и устройству.

По способу формирования светового луча фары бывают двух типов:

• Рефлекторные (отражательные) — традиционные фары с отражателем параболической или сложной формы, который формирует направленный пучок света;
• Проекционные (прожекторные, линзованные, фары полуэллипсоидной системы освещения) — современные фары с оптической линзой, которая обеспечивает формирование мощного светового луча при компактных размерах всего устройства.

По своему назначению фары делятся на три группы:

• Основные (головного света) — для освещения дороги и близлежащей местности в темное время суток;
• Противотуманные — для освещения дороги в условиях недостаточной видимости;
• Фары-искатели и прожекторы — источники направленного света для освещения местности вблизи и на значительном расстоянии.

Работа фары в режиме ближнего света

Работа фары в режиме дальнего света

В свою очередь, фары головного делятся на три вида:

• Ближнего света;
• Дальнего света;
• Комбинированные — один прибор может работать в режиме ближнего и дальнего света (но только ни в двух режимах одновременно, что четко прописано в ГОСТ).

Фары ближнего и дальнего света отличаются диаграммой направленности и особенностями светового потока.

Фары ближнего света освещают дорогу непосредственно перед авто и предотвращают ослепление водителей на встречной полосе. Данное устройство формирует луч, наклоненный вниз и направленный вдоль дороги, для этого лампа монтируется перед фокусом отражателя фары, а часть светового потока от ее нити накала экранируется (в нижней части). Фары ближнего света могут формировать луч с различной диаграммой направленности:

• Симметричный — свет распространяется вперед равномерно, постепенно теряя интенсивность с отклонением от оптической оси фары вправо и влево;
• Ассиметричный (европейский) — световой луч неравномерно освещает дорогу, наибольшая интенсивность освещения обеспечивается справа, охватывая правую полосу и обочину, ослабление луча слева предотвращает ослепление водителей на встречной полосе.

Фара дальнего света освещает дорогу и местность на большом удалении от авто. Лампа этой фары расположена точно в фокусе отражателя, поэтому формируется симметричный луч высокой интенсивности, направленный вперед.

Фары могут использоваться в головной оптике различных схем:

• Двухфарная схема — используется две фары комбинированного типа, расположенных симметрично по обе стороны от средней оси данного ТС;
• Четырехфарная схема — используется четыре фары, две из которых работают только в режиме ближнего света, две — только в режиме дальнего света. Фары собраны в пары «ближний свет + дальний свет», пары расположены симметрично средней оси данного ТС.

В соответствии с действующим законодательством (ГОСТ Р 41.48-2004 (Правила ЕЭК ООН N 48) и некоторыми иными), на автомобилях должно устанавливаться строго по две фары ближнего и дальнего света, факультативно могут устанавливаться две противотуманные фары, наличие дополнительных фар ближнего и дальнего света или, напротив, отсутствие штатных приборов не допускается, такой автомобиль нельзя эксплуатировать (согласно пункта 3 «Основных положений по допуску ТС к эксплуатации…» ПДД РФ).

Конструкция и особенности автомобильных фар

По конструкции фары делятся на несколько типов:

• Корпусные — имеют отдельный корпус, могут устанавливаться на кронштейнах на кузове машины или в ином месте. К данному типу относятся фары ряда автомобилей до 60-х годов выпуска, а также противотуманки, искатели и прожекторы;
• Встраиваемые — устанавливаются в специальные ниши, предусмотренные в передней части автомобиля;
• Блок-фары — объединяют в одну конструкцию фары ближнего и дальнего света и указатели поворота. Обычно являются встраиваемыми;
• Фары-лампы — лампы увеличенного размера, Интегрированные в единую конструкцию с отражателем и рассеивателем, являются встраиваемыми. Наибольшее распространение получили на американских автомобилях, сегодня применяются значительно реже обычных фар.

Конструктивно все фары принципиально одинаковы. Основу изделия составляет корпус, в котором установлен отражатель — изогнутое определенным образом зеркало (как правило, пластиковое с металлизированным отражающим покрытием), которое обеспечивает формирование направленного вперед светового луча.

Отражатели бывают трех типов:

• Параболические — классическая конструкция, отражатель имеет форму параболоида вращения, который обеспечивает равномерное распределение света вдоль оптической линии;
• Свободной формы — отражатель имеет сложную форму с участками, имеющими различный наклон друг относительно друга, он формирует световой луч с определенной диаграммой направленности;
• Эллиптические — такую форму имеют отражатели проекционных (линзованных) фар, эллиптическая форма обеспечивает необходимую диаграмму направленности светового луча в ограниченном пространстве.

В блок-фарах используется несколько отражателей для всех ламп, интегрированных в единую конструкцию. В центре отражателя устанавливается источник света — лампа того или иного типа (обычная, галогенная, светодиодная, ксеноновая), в фарах дальнего света нить накала или дуга располагается в фокусе отражателя, в фарах ближнего света она вынесена немного вперед. Спереди фара закрыта рассеивателем — прозрачной деталью из стекла или поликарбоната, на которой нанесено рифление. Наличие рифления обеспечивает равномерное рассеивание светового луча по всей освещаемой площади. В фарах-искателях и прожекторах рассеивателя нет, точнее — закрывающее лампу стекло не имеет рифления, оно гладкое. В противотуманных фарах рассеиватель может быть окрашен в желтый цвет.

Конструкция линзованных фар более сложна. Их основу составляет эллиптический отражатель, в фокусе которого установлена лампа, а на некотором отдалении — оптическая собирающая линза. Между линзой и отражателем может находиться подвижный экран, который изменяет световой луч при переключении между ближним и дальним светом.

На корпусе и рассеивателе фары нанесена ее маркировка, в которой указаны основные характеристики и допустимые для установки типы ламп. Установка других источников света недопустима (за редким исключением), это может изменить характеристики фары, а вследствие этого транспортное средство не пройдет техосмотр.

Вопросы выбора, замены и эксплуатации автомобильные фары

Для выбора новой оптики необходимо учитывать конструкцию, особенности и характеристики старых изделий, в идеальном случае следует покупать фару той же модели. Если же речь идет о противотуманках или фарах-искателях и прожекторах, которых не было на автомобиле, то здесь следует учитывать возможность установки этих приборов на автомобиль (наличие соответствующих кронштейнов и т.д.) и их характеристики.

Отдельное внимание нужно уделить выбору блок-фар. Сегодня они, как правило, представлены в двух вариантах — с прозрачным (белым) и желтым сегментом указателя поворота. При выборе фары с желтым сегментом указателя поворота необходимо покупать лампу с прозрачной колбой, при выборе фары с белым сегментом указателя поворота необходимо покупать лампу с желтой (янтарной) колбой.

Замена фар производится согласно инструкции по эксплуатации и ремонту автомобиля. После замены необходимо выполнить регулировку фар по той же инструкции. В простейшем случае эта работа выполняется с применением экрана — вертикальной плоскости с разметкой, на которую направлен свет фар, в качестве экрана может выступать стена, гаражные ворота, ограждение и т.д.

Для ближнего света европейского типа (с ассиметричным световым лучом) необходимо добиться, чтобы верхняя граница горизонтальной части светового пятна располагалась чуть ниже центра фар. Для определения этого расстояния можно использовать следующую формулу:

где h — расстояние от оси фар до верхней границы пятна, H — расстояние от поверхности дороги до центра фар, L — расстояние от автомобиля до экрана, единица измерения — мм.

Для регулировки необходимо ставить автомобиль на расстоянии 5-8 метров от экрана, величина h должна лежать в пределах 35-100 мм в зависимости от высоты автомобиля и расположения его фар.

Для дальнего света нужно добиться, чтобы центр световых пятен лежал примерно на половине расстояния от оптической оси фары и границы светового пятна ближнего света. Также оптические оси фар должны быть направлены строго вперед, без отклонений в стороны.

При правильном выборе и регулировке фар автомобиль получит качественную светотехнику, отвечающую требованиям стандартов, и обеспечивающую безопасность на дороге при движении в темное время суток.

Другие статьи

Грузовые автомобили «Урал» оснащаются системами регулирования давления воздуха в шинах, в которых применяются гибкие трубопроводы — шланги. О том, что такое шланги системы накачки шин, каких типов они бывают и как они устроены, а также об их выборе, замене и обслуживании читайте в данном материале.

В современных транспортных средствах предусмотрена вспомогательная система, обеспечивающая комфортное движение при осадках — стеклоочиститель. Привод данной системы осуществляется мотором-редуктором. Все об этом агрегате, его конструктивных особенностях, выборе, ремонте и замене — читайте в статье.

Современные транспортные средства оснащаются светосигнальными приборами, установленными в передней и задней части. Формирование светового пучка и его окрашивание в фонарях обеспечивается рассеивателями — все об этих деталях, их типах, конструкции, выборе и правильной замене читайте в данной статье.

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.