РазноеФары автомобиля строение: Устройство фар автомобиля

Фары автомобиля строение: Устройство фар автомобиля

Содержание

Устройство фар автомобиля

Светотехника на машине – основа безопасности и удобства на дорогах. Это такая же неотъемлемая часть транспортного средства, как колёса и руль. В то же время, видов и конфигураций световой техники на машину существует довольно много. В этой статье мы рассмотрим основные типы передних фар и их назначение.

По прямому функционалу передние фары автомобиля можно разделить на отдельные классы:

  • Габаритные огни – предназначены для обозначения габаритов транспортного средства, стоят спереди и сзади.
  • Ближний свет – основные фары, предназначенные для освещения дороги непосредственно перед машиной, светят они ярко, но только на ограниченное небольшое расстояние, около 40–50 метров.
  • Дальний свет – фары, светящие на большое расстояние, на 200-300 метров. Они обеспечивают комфортный световой путь даже на очень большой скорости.
  • Противотуманные фары – дополнительные фары для ухудшенных погодных условий (метель, туман и прочее).
    При одновременном использовании с ближним светом противотуманки сильно слепят других участников движения.
  • Ходовые огни работают днём для дополнительного обозначения машины. Впервые получили применение в странах Скандинавии и Британских островов, там, где иногда днём освещение недостаточное для полного обеспечения безопасности.
  • Специальные передние световые устройства, вроде раллийных фар, световых искателей, прожекторов и прочее.

Устройство фары

Устройство фары автомобиля примерно одно для всех модификаций. Свечение создаётся за счёт трёх сегментов фары.

Источник света

Излучение лампы не направлено прямо, как фонарь, на самом деле, она скорее светит во все стороны, направляя частицы света на следующий сегмент.

Отражатель

Он бывает разной формы, часто это относительно правильный конус, но может быть множество вариаций в зависимости от конфигурации фары и дизайна передней части машины в целом. Обычно это стекло или пластмасса с небольшим напылением алюминия.

Как вполне ясно из внутренней формы слова – основная его задача – отражать, весь свет, который на него попадает. При этом отражении он усиливается. Специальные корректоры в свою очередь ограничивают световую зону, направляя луч света. В плане отражения света можно также выделить три основных подтипа:

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

    Принцип работы ксеноновых фар

Рассеиватель

Это внешняя часть фары, также из стекла или специального материала. Видели на фото или киносъёмках огромные белые листы на штативе? Назначение автомобильного рассеивателя схожее. Его задачи – защищать фару от внешнего воздействия, а также рассеивать и направлять её свет. Скажем, противотуманные фары светят скорее не прямо вперёд, а как бы «под ноги», вниз — вперёд. Для этих функций форма рассеивателя может быть разной. Несколько иной метод работы у светодиодных и матричных фар, мы рассмотрим эту специфику чуть позже, когда будем говорить о светодиодах отдельно.

Это функциональное распределение фар, одинаковое для любого транспортного средства. Можно их разделить и по принципу устройства. Научный прогресс не стоит на месте, технологи и проектировщики задаются одним важным вопросом: как обеспечить максимальную безопасность и дальность освещения, при этом нивелируя ослепляющим фактором. Также важны принципиально надёжность фары, прочность, длительный ресурс использования, экологичность, не забываем о дизайне.

Виды ламп

Фары по методу действия лампы можно выделить в четыре типа:

  • Лампы накаливания
  • Галогенные
  • Ксеноновые
  • Светодиодные

Лампа накаливания

Самые простые, такие же, как обычные лампочки. Работа её обеспечивается вольфрамовой нитью, помещённой в безвоздушную стеклянную колбу. При подаче напряжения происходит нагрев вольфрамовой нити, что и порождает свет. Такие лампы не очень надёжны, они морально устарели: вольфрам постоянно испаряется с нити. Она утончается, что приводит в итоге к разрыву. Также такие устройства легко темнеют и очень восприимчивы к перепадам напряжения. Они ещё широко используются в быту, но постепенно выходят из употребления по причине множественных недостатков. На транспортных средствах уже не используются.

Галогенные лампы

Также часто используются в быту. Механизм её работы примерно такой же, – накаливание вольфрамовой нити, однако за счёт того, что внутрь колбы закачаны пары галогенов (йода или брома), которые взаимодействуют с атомами вольфрама и не дают последним осесть, они двигаются вокруг нити по спирали, периодически снова к ней прилипая.

Срок службы таких ламп во много раз дольше обычных ламп накаливания. Такие лампы имеют долгий ресурс эксплуатации, Здесь многое зависит от качества и, соответственно, стоимости. Хорошие галогенные лампы могут работать в течение нескольких лет постоянной эксплуатации. В технической документации обычно прописывают небольшие сроки службы, около тысячи часов непрерывной работы и далее, по факту же качественная галогенная лампа может прослужить в два–три раза дольше, чем предполагает срок эксплуатации. Важна здесь также полная исправность проводки в автомобиле. Неполадки с электроникой или аккумулятором сказываются на длительности работы фар.

Ксеноновые лампы (газоразрядные)

Также распространены в автомобильной промышленности. Первыми здесь были, как всегда, немцы – они поставили ксеноновые фары на BMW седьмой серии в 1994 году. Работает такое устройство за счёт нагревания газа ксенона – благородного газа, при нагревании выделяющего множество света. Такие лампы значительно мощнее газоразрядных. Скажем, при мощности в 35 Вт ксеноновая лампа рождает световой поток в 3000–3200 лм, что на треть больше, чем способна выдать галогенная лампа при вдвое большей мощности.

Ксеноновые лампы экономят электричество, выдают много света и долго служат (срок службы ксеноновой фары составит около двух тысяч часов, примерно в два–три раза больше, чем у своего галогенного аналога. ), но дорого стоят. В таком устройстве кроме простых трёх агрегатов, о которых мы уже говорили, есть ещё и специальные нагреватели ксенона, состоящие из блока розжига и электронной системы управления температурой и мощностью. Эти механизмы повышают цену на фару в несколько раз.

Светодиоды

В основе светодиодного фонаря – полупроводниковый кристалл, который преобразует электрический ток в свет. Сначала такие устройства появились в промышленной сфере, но теперь они широко интегрированы в быт. В автомобильной промышленности светодиоды начали использоваться для побочного освещения — стоп-сигналы, подсветка приборной доски, освещение в салоне и так далее.

Считалось, что светодиодные лампы недостаточно ярки для установки в головные фары. Сейчас они светят очень ярко за счёт того, что устанавливаются целыми сегментами-сотами внутрь фары. Один светодиод выделяет меньше света, чем ксеноновая лампа, но установленные вместе они вполне покрывают нужное для безопасности количество освещения.

Светодиод сам по себе представляет самодостаточный источник света. На некоторых моделях авто светодиодная фара состоит из двух–трёх десятков отдельных диодов. В каждом из них есть линза, кристалл, анод и катод, обеспечивающие постоянно напряжение тока. Перегорание или неисправность одного диода обычно не тащит за собой поломку остальных.

Лазер

Самая новая технология, которую активно развивают, это лазерные фары. Впервые такие фары применили на футуристичном автомобиле BMW i8. Технология фары достаточно проста — лазер светит на линзу с фосфором, который в свою очередь начинает излучать яркий свет, а отражатель направляет этот свет на дорогу.

Они превосходят светодиодные фары по освещению и энергопотреблению, а срок службы сопоставим. Существенным недостатком этих фар является их стоимость, они являются самыми дорогими фарами современности, не менее 10 тыс. евро, за эту сумму можно купить новый бюджетный автомобиль.

Современные разработки

Момент устройства светодиодной фары доведён до технологического абсолюта в фаре матричной. В ней водитель может менять и подстраивать под себя и нужды дорожной ситуации отдельный диод. Такие матричные светодиоды могут индивидуально подстроиться под любую, даже сложную обстановку с видимостью.

Головные лампы на светодиодах появились десять лет назад. Светодиодные фары на машинах становятся всё популярнее по причине того, что у них практически нет недостатков. Они потребляют мизерное количество электроэнергии, их ресурс в несколько раз может превышать срок службы других фар, при соблюдении температурного режима ресурс эксплуатации такой лампы будет от пяти тысяч часов и более. Единственный, но ощутимый минус – дороговизна. На современном автомобильном рынке фары в целом – удовольствие не из дешёвых и приближается к стоимости лазерных фар – за цену светодиодной фары иногда можно купить целый автомобиль, пускай и подержанный. С другой стороны, такая лампа при правильной эксплуатации может прослужить много лет и ни разу о себе не напомнить, что в итоге может вылиться в солиднейшую экономию.

Изначально светодиодные фары ставились на машины премиум-класса, на некоторые модели Cadillac, Audi. Сейчас же некоторые производители делают фары на светодиодах, которые можно поставить на место фар ксеноновых, так что светодиодное освещение теперь можно ставить и на марки, изначально на это не рассчитанные. В целом мнение автомобилистов сходится в том, что светодиодные фары, так или иначе, захватят рынок.

Проблема с недостатком света решена благодаря технологическим новшествам, а цена будет постепенно снижаться под натиском спроса и уменьшения цен на материалы. Возможно, в недалёком будущем большая часть автомобилей будет оснащена именно светодиодными фарами. Но пока, по объективным причинам основой рынка остаются фары ксеноновые и галогенные.

Устройство фар автомобиля, блок фары и прожекторы


Рис. 1. Параметры параболоидного отражателя автомобильной фары
а) распределение светового потока при расположении нити накала в фокусе; б) мелкая автомобильная фара; в) глубокая автомобильная фара

В темное время суток при высоких скоростях движения необходимо освещать дорогу и обочину перед автомобилем на расстоянии 50—250 метров. Это позволяет водителю своевременно оценивать дорожную обстановку и избегать столкновений с препятствиями. Для освещения дороги на автомобили устанавливают фары и прожекторы с параболоидными отражателями света. Распределение света фары на дороге зависит от конструкции оптического элемента и установленной в нем лампы.

Отраженные от параболоидного отражателя лучи идут узким пучком параллельно оптической оси, если в фокусе F (рис. 1) отражателя помещен точечный источник света. Поверхность отражателя не имеет точной геометрической формы параболоида. Поэтому в фарах отраженные лучи представляют слабо расходящийся пучок света.

Световой пучок от источника света распространяется в пределах телесного угла 4π. На отражатель падает световой пучок, расходящийся в телесном угле ω1, которому соответствует плоский угол охвата 2ɸ. После отражения этот пучок собирается в малом телесном угле ω2, При сечении которого меридиональной плоскостью получают плоский угол излучения 2γ. Даже при некотором уменьшении энергии отраженного светового пучка из-за потерь на поглощение света концентрация пучка отраженных лучей в малом телесном угле ω2 позволяет во много раз увеличить силу света в нем по сравнению с силой света нити накала лампы.

Параболоидные отражатели автомобильных фар увеличивают силу света лампы в нужном направлении в 200—400 раз и тем самым обеспечивают необходимую освещенность дороги на значительно больших расстояниях. Так, лампа силой света свыше 50 кд без отражателя обеспечивает освещенность 1 лк на расстоянии около 7 м. При наличии отражателя сила света в центре светового отверстия фары возрастает до 10 000—40 000 кд и освещенность 1 лк достигается на расстоянии 100—200 м.

При расчете освещенности дальних участков дороги учитывают только пучок отраженных лучей. Часть светового пучка источника, которая проходит мимо отражателя через световое отверстие сильно расходящимся пучком, освещает лишь близлежащие участки дороги в пределах 5—10 м. Эта часть пучка называется непреобразованной и обычно экранируется, так как из-за большого угла рассеяния она ухудшает видимость при движении в тумане или в дождливую погоду.

Полезная часть светового пучка будет больше при большем угле охвата 2ɸ. Угол охвата можно увеличить в результате уменьшения фокусного расстояния f при неизменном диаметре светового отверстия, или, при неизменном фокусном расстоянии, вследствие увеличения диаметра светового отверстия. Однако глубокий параболоид с малым фокусным расстоянием сложнее штамповать. При небольшом фокусном расстоянии сильнее нарушается требуемое распределение света в отраженном световом пучке из-за меньшей точности геометрической формы штампованного отражателя. Возможности увеличения диаметра светового отверстия ограничены условиями размещения фары на автомобиле. Обычно угол охвата отражателей автомобильных фар не превышает 240°. Мелкие отражатели с большим фокусным расстоянием применяют в прожекторах, так как они создают световой пучок с незначительным углом рассеяния.

Отражатели в оптических элементах автомобильных фар и прожекторов предохраняют от воздействия окружающей среды защитными стеклами. В фарах головного освещения защитные стекла — рассеиватели осуществляют вторичное распределение светового потока в вертикальной и горизонтальной плоскостях, обеспечивая требуемый уровень освещенности на различных участках дорожного полотна. Сила света, максимальная вдоль оптической оси фары, постепенно уменьшается при отклонении от оптической оси в горизонтальной плоскости и резко снижается при отклонении -луча вверх или вниз. Двойной угол рассеяния, в котором сила света снижается до 10 % максимального значения, составляет 18—24° в горизонтальной и 5—9° в вертикальной плоскостях.

Автомобильные фары должны удовлетворять двум противоречивым требованиям: хорошо освещать дорогу перед автомобилем и не ослеплять водителей транспортных средств при встречном разъезде. Ослепление светом фар водителей встречных автомобилей является серьезной проблемой, непосредственно связанной с обеспечением безопасности движения. В настоящее время она решается применением двухрежимных систем головного освещения с дальним и ближним светом.

Дальний свет фар предназначен для освещения дорожного полотна перед автомобилем при отсутствии встречного транспорта. Ближний свет обеспечивает освещение дороги перед автомобилем при движении в населенных пунктах или при разъезде с встречным транспортным средством на шоссе. Ближний свет значительно снижает ослепление участников дорожного движения при достаточном уровне освещенности дороги и правой стороны обочины. Фары головного освещения должны обеспечивать необходимую видимость дороги и объектов на ней при дальнем и ближнем свете. Переключение с дальнего света на ближний при встречном разъезде должно осуществляться водителями обоих транспортных средств одновременно при расстоянии между машинами не менее 150 м.

Для получения дальнего и ближнего света в двухфарных системах освещения используют двухнитевые лампы накаливания. Современные автомобили оборудуют фарами головного освещения с американской и европейской системами асимметричного свето-распределения ближнего света. Асимметричный световой пучок обеспечивает лучшую освещенность той стороны дороги, по которой движется автомобиль, и уменьшает ослепление водителя встречного транспорта.

В лампах фар с американской и европейской системами свето-распределения нить накала дальнего света располагают в фокусе отражателя. Световой пучок дальнего света с малым углом рассеяния может быть получен при минимальных размерах спирали, выполняемой в виде дуги, лежащей в горизонтальной плоскости. Большие линейные размеры нити дальнего света по горизонтали обусловливают большее рассеяние светового пучка в горизонтальной плоскости.


Рис. 2. Автомобильные фары с различными системами распределения ближнего света:
с — американская система; б — европейская система; 1 — нить дальнего света; 2 —« нить ближнего света; 3 — экран

В фарах с американской системой светораспределения нить 2 ближнего света (рис. 2, а) в виде спирали цилиндрической формы смещена несколько вверх и вправо относительно фокуса, если смотреть на отражатель со стороны светового отверстия. Спираль ближнего света расположена поперек оптической оси.

Если источник света выведен из фокуса, отраженный параболоидом пучок света отклоняется от оптической оси. При этом пучок света разделяется на две части. Одна часть светового пучка, попадающая на внутреннюю поверхность отражателя от вершины до фокальной плоскости А А, отражается вправо и вниз относительно оптической оси. Остальная часть светового пучка, отражаемая от внешней части параболоида между фокальной плоскостью АА и плоскостью светового отверстия ВВ> направлена влево и вверх и попадает в глаза водителя встречного автомобиля.

Световой пучок фар ближнего света с американской системой распределения не имеет четкой светотеневой границы. Увеличение угла рассеяния отраженного светового пучка требует дополнительного светораспределения рассеивателем со сложной структурой, оптических микроэлементов. Для уменьшения светового потока лучей, направленных вверх и влево от оптической оси, применяют отражатели с меньшей глубиной. Светораспределение фар американской системы регламентируется силой света в контрольных точках измерительного экрана.

В фарах с европейской системой светораспределения нить 2 ближнего света (рис. 2, б) цилиндрической формы выдвинута вперед по отношению к нити 1 дальнего света и расположена чуть выше и параллельно оптической оси. Лучи от нити ближнего света, попадающие на верхнюю половину отражателя, отражаются вниз и освещают близлежащие участки дороги перед автомобилем. Непрозрачный экран 3, расположенный под нитью 2 ближнего света, исключает попадание световых лучей на нижнюю половину отражателя, поэтому глаза водителя встречного транспортного средства находятся в теневой зоне. Одна сторона экрана 3 отогнута вниз на угол 15° (рис. 2, в), что позволяет увеличить площадь активной поверхности левой половины отражателя и освещенность правой обочины и правой полосы движения автомобиля (рис. 3).


Рис. 3. Схемы световых пятен на дороге при освещении автомобильной фарой с европейской системой светораспределения:
а) — дальний свет; б) — ближний свет; 1) — с обычной лампой накаливания; 2) — с галогенной лампой категории Н4; I) — осевая линия дороги

Световой пучок фар с европейской системой светораспределения при их работе в режиме ближнего света имеет четко выраженную светотеневую границу (рис. 4), что обеспечивает четкое разделение на освещенную зону и зону неслепящего действия. Фары европейской системы, предназначенные для правостороннего движения, при освещении ближним светом вертикального экрана должны создавать на нем светотеневую границу, имеющую о левой стороны горизонтальный участок, а с правой — участок, направленный под углом 15° к горизонтали.


Рис. 4. Светораспределение фары европейской системы:
а — дальний свет; б — ближний свет

Рассеиватель фары европейской системы меньше влияет на организацию светораспределения по сравнению с автомобильной фарой американской системы. Большая часть нижней половины рассеивателя при ближнем свете не используется и рассчитана на распределение дальнего света, что улучшает характеристики фары в режиме дальнего света.


Рис. 5. Экраны для проверки фар европейской асимметричной системы:
а — разметка экрана для проверки ближнего света; б — контрольные точки экрана для проверки дальнего света; I—IV — зоны

Распределение ближнего света фар европейской системы регламентируется освещенностью в контрольных точках и зонах специального экрана (рис. 5, а). Экран предназначен для лабораторной проверки фар на соответствие их светораспределения европейским нормам и представляет собой имитацию перспективы двухполосной автомобильной дороги. ГОСТ 3544—75 устанавливает минимально и максимально допустимую освещенность для контрольных точек и зон экрана при проверке фар с лампой R2 (см. табл.).

Тип фары (диаметр оптического элемента)
Освещенность, лк (не менее), в точках и зонах экрана (см. рис. 4)
B50L 75R 50R 25R 25L зона III зона IV
CR и C (соответственно 170 и 136мм) CR 136мм 0,3 8,0 12,0 1,5 1,5 0,7 2,0
0,3 4,0 10,0 1,5 1,5 0,7 2,0

Вертикальная линия VV на экране соответствует оси, а линии 0G и 0G* — краям правой полосы дороги, по которой движется автомобиль. Фактически линия 0G* является осью дорожного полотна. Линия ОЕ приблизительно соответствует траектории глаз водителя встречного автомобиля. Линии OF и OF* являются соответственно внешним краем и осевой линией левой полосы дороги. Контрольная точка B50L находится на уровне глаз водителя встречного автомобиля, когда расстояние между автомобилями равно 50 м. Точки 50R и 75R характеризуют освещенность правого края правой полосы дороги соответственно на расстояниях около 50 и 75 м.

Опасная в отношении ослепления зона III расположена выше светотеневой границы HOD. Для нее установлен очень низкий уровень допустимой освещенности. Для зоны IV, отражающей видимость дорожного полотна, установлена минимальная освещенность. В зоне II освещенность должна быть наивысшей. Зона I соответствует участку дороги на расстоянии до 25 м перед автомобилем. Чтобы избежать излишней яркости ближнего к автомобилю участка дороги и чрезмерного контраста с более удаленными участками, для зоны I нормируют максимально допустимый уровень освещенности. Для оптических элементов с галогенными лампами введены дополнительные контрольные точки экрана B75L, 50L и 50V. Нормы освещенности экрана в контрольных точках и зонах экрана для фар с галогенными лампами выше.

Фару, подвергаемую контрольной проверке, располагают на расстоянии 25 м от вертикального экрана. Фара должна быть установлена таким образом, чтобы левая горизонтальная часть светотеневой границы на экране находилась на расстоянии 250 мм ниже горизонтальной плоскости, проходящей через фокус отражателя фары (на 250 мм ниже нормали НН экрана). Направление лучей фары регулируется поворотом ее в вертикальной и горизонтальной плоскостях до тех пор, пока левая горизонтальная часть светотеневой границы не совпадет с нормалью НН экрана, а точка перелома этой границы — с точкой О. Правая наклонная часть светотеневой границы должна совпадать с линией OD, проведенной из точки О под углом 15° к нормали НН экрана.

Освещенность измеряют люксметром, состоящим из измерителя и отдельного фотоэлемента с насадками, помещая его в контрольных точках и зонах экрана. Измерение можно проводить, оставляя фотоэлемент неподвижным в точке О и поворачивая фару в горизонтальной и вертикальной плоскостях на углы, соответствующие координатам контрольных точек.

Для проверки светораспределения дальнего света фар измеряют освещенность в пяти точках экрана (рис. 5, б), расположенных на нормали НН, соответствующей горизонтальной плоскости, проходящей через фокус фары. Дальний свет контролируют после проверки ближнего света, оставляя фары в том же положении, что и при проверке ближнего света. Нормы освещенности в контрольных точках экрана (на расстоянии 25 м от фары) в соответствии с Правилами ЕЭК ООН приведены в таблице ниже.

Наименование
Освещенность, лк, в соответствии с правилами ЕЭК ООН
1 и 5 8, 20 и 31
Предельные значения
Контрольные точки:
О, не менее
А и А *, не менее
В и В *
32 (не ниже)

0,9Emax
16
4

48-240

0,8Emax
24
16

Поворотом фары на небольшие углы в вертикальной и горизонтальной плоскостях на экране отыскивают точку с максимальной освещенностью Emax и измеряют эту освещенность. На экране (рис. 5, б) показано приблизительное расположение изолюкс, соответствующее Правилам 1 и 5 ЕЭК ООН.

Фары европейской системы имеют более рациональное свето-распределение. Сила света лучей, идущих выще оптической оси, фар с американской системой выше. Для точки B50L и зоны III контрольного экрана она составляет 800 и 1500 кд, тогда как для фар европейской системы — соответственно 200 и 440 кд. Следовательно, ослепляющее действие фар американской системы больше. В то же время освещенность дороги фарой американской системы при переключении с дальнего света на ближний меняется меньше. Фара европейской системы по сравнению с фарой американской системы лучше освещает правую полосу дороги и обочину. Однако при движении автомобиля по неровной дороге колебания светотеневой границы приводят к быстрому утомлению зрения водителя. Фары с американской системой светораспределения с размытым световым пучком ближнего света менее чувствительны к неровностям дороги.

Обе системы обеспечивают безопасный встречный разъезд автомобилей только на прямой ровной дороге при условии правильной регулировки оптических элементов и своевременного переключения дальнего света на ближний.

На автомобили устанавливают две или четыре фары дальнего света и две фары ближнего света. Свет фар должен быть белым. Допускается установка фар светло-желтого селективного света. При четырехфарной системе головного освещения внешний край светового отверстия фар дальнего света должен быть расположен дальше от плоскости бокового габарита, чем внешний край светового отверстия фар ближнего света. В двухфарной системе дальний и ближний свет совмещены в одной фаре с двухнитевой лампой. Расстояние между внутренними кромками световых отверстий фар ближнего света должно быть не менее 600 мм, от внешней кромки фары ближнего света до плоскости бокового габарита — не более 400 мм, высота установки фар по верхней кромке — не более 1200 мм, а по нижней — не менее 500 мм.

В двухфарных системах головного освещения применяют круглые и прямоугольные оптические элементы. Каждая фара обеспечивает дальний и ближний свет. В четырехфарных системах используют круглые оптические элементы диаметром 136 мм. Две внутренние фары создают дальний свет. Другие две фары, расположенные ближе к плоскостям бокового габарита автомобиля, имеют двухнитевые лампы и обеспечивают ближний свет при встречном разъезде транспорта. При отсутствии встречных автомобилей включают все четыре фары, чем достигается лучшая освещенность полотна дороги. Рациональное распределение ближнего и дальнего света по отдельным фарам позволяет рассчитывать их оптические системы на определенные режимы работы.


Рис. 6 Автомобильная фара ФГ140

Наибольшее распространение в нашей стране получили круглые фары ФГ140 с европейской системой светораспределения (рис. 6). На ребра внутренней части корпуса 5 установлено опоркое кольцо 4 оптического элемента. Кольцо прижимается к корпусу пружиной. По периферии опорного кольца предусмотрены пазы, в которые входят головки регулировочных винтов 3. Винты ввертывают в гайки, закрепленные на корпусе, обеспечивая необходимую регулировку направления светового пучка фары в горизонтальной и вертикальной плоскостях в пределах угла ±4° 30′.

Одна из сторон опорного кольца служит привалочной плоскостью для оптического элемента, который крепят к кольцу тремя винтами 14 с помощью внутреннего ободка 1. Для фиксации оптического элемента в определенном положении кольцо имеет три несимметрично расположенных окна.

Металлостеклянный оптический элемент объединяет парабо-лоидный отражатель 10 с фокусным расстоянием 27 мм, рассеива-тель 11, приклеенный к отражателю, и лампу 2. Отражатель изготовляют из стальной ленты. Алюминированная отражающая поверхность для предотвращения окисления, повышения стойкости к воздействию влаги и механическим повреждениям покрыта тонким слоем специального лака.

В оптический элемент фары ФГ140 со стороны вершины парабо-лоидного отражателя устанавливают двухнитевую лампу с унифицированным фланцевым цоколем 6 (Р45t-41), Выводы лампы выполнены в виде прямоугольных штекерных пластин, на которые надевают соединительную колодку 7 с проводами 8 и держателем проводов 9. В оптический элемент фары устанавливают также лампы габаритного и стояночного огней. Экран 12, перекрывающий выход прямых лучей лампы накаливания, крепят к отражателю заклепками с помощью держателя 13.

Прямоугольные фары имеют параболоидный отражатель, ограниченный снизу и сверху горизонтальными плоскостями. Благодаря увеличению ширины светового отверстия в горизонтальной плоскости обеспечивается лучшее освещение дороги на большом расстоянии.


Рис. 7. Прямоугольная фара:
а — устройство; б — внешний вид; 1 — контактная пластина; 2 — соединительная колодка; 3 — металлическая пластина; 4 — пластмассовый кожух; 5 — отражатель; 6 — корпус; 7 — двухнитевая лампа; 8 — рассеиватель; 9 — винт; 10 — пластмассовая гайка; 11 — лампа габаритного огня; 12 — уплотнительная прокладка; 13 — пружинная защелка; 14 — ободок

Рассеиватель 8 (рис. 7) прямоугольной фары соединяют по фланцу со штампованным корпусом 6 с помощью прокладки 12 или самотвердеющей поливинилхлоридной массы (неразъемное соединение). Корпус 6 крепится к пластмассовому кожуху 4 винтами. Винты 9 с пластмассовыми гайками 10 обеспечивают регулирование направления светового пучка фары на автомобиле. В отражателе 5 с помощью пластины 3 закреплена фланцевая двухнитевая лампа 7 типа А12 — 45 + 40. В верхней части пластины 3 расположена пружинная защелка 13, которая прижимает фланец цоколя лампы. На штекеры лампы надевается соединительная колодка 2 проводов.

Дополнительную лампу 11 габаритного огня типа А12-4 крепят в патроне пластины 3 с помощью пластинчатой пружины. Провод, идущий к лампе габаритного огня, зафиксирован подпружиненным зажимом на контактной пластине 1.


Рис. 8. Прямоугольная фара с галогенной лампой:
а — устройство; б — расположение ручек регулирования; 1 — отражатель; 2 — галогенная лампа; 3 — крышка; 4 — соединительная колодка; 5 — лампа габаритного огня; 5 — экран; 7 — корпус; 8 — рассеиватель; 9 — ручка регулирования в горизонтальной плоскости; 10 — ручка корректора; 11 — ручка регулирования в вертикальной плоскости

В прямоугольной фаре 34. 3711 автомобиля ГАЗ-З102 «Волга» устанавливают галогенную лампу 2 типа АКГ12—60+55—XЛ2 (рис. 8) и лампу 5 габаритного огня. Фара имеет устройство для корректирования наклона светового пучка в зависимости от нагрузки. Ручку 10 корректора устанавливают в два положения, соответствующие полной нагрузке и незагруженному состоянию автомобиля. Для замены лампы снимают крышку 5. Регулирование светораспределения фар в горизонтальной и вертикальной плоскостях осуществляется ручками 9 и 11. Доступ к регулировочным ручкам предусмотрен со стороны подкапотного пространства автомобиля.


Рис. 9. Блок-фара:
а — внешний вид; б — устройство; 1 — лампа габаритного огня; 2 — лампа фары головного освещения; 3 — лампа указателя поворота; 4 — рассеиватель

Все большее применение на автомобилях находят блок-фары (рис. 9), объединяющие в одном корпусе все или часть передних световых приборов. Блок-фары могут иметь общий или составной рассеиватель. При наличии общего рассеивателя упрощается его очистка. Недостатком блок-фар является невозможность их унификации для различных автомобилей. Правый и левый блоки одного автомобиля невзаимозаменяемы.

Дополнительные фары-прожекторы дают концентрированный световой пучок и служат для освещения дальних участков дороги. Их устанавливают на автомобилях, которым разрешается движение с повышенной скоростью. Прожекторы включают совместно с дальним светом фар при отсутствии встречных транспортных средств. Высота установки прожекторов не нормируется. Две фары-прожектора на автомобиле должны устанавливаться на одной высоте.

Для временного освещения предметов, расположенных вне зоны действия фар головного освещения, применяют прожекторы-искатели с узким световым пучком, устанавливаемые на поворотном кронштейне.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ФАРЫ И ЛАМПЫ | Наука и жизнь

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

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.

См. в номере на ту же тему

Автомобильное освещение появилось не сразу…

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.

Автомобильные фары 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.


Сравните внешний вид фары ближнего и дальнего света ВАЗ-2106. Фара ближнего света (левая) оснащена защитным колпачком черного цвета.

Автомобильные фары 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.


Лампу по-прежнему закрывает защитный колпачок

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

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

Линзовая фара с проекционным (эллипсоидным) отражателем

Это самый современной тип фары, использующей отражатель. Пучок света в линзовых фарах формирует линза, которая и распределяет его в нужное место дороги.


Линза в фаре не только формирует световой пучок, но и усиливает его

Для получения четкой СТГ (свето-теневой границы), в линзовой фаре 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.


Сегодня корректором света фар оснащаются абсолютно все современные автомобили

С появлением ксеноновых ламп, понадобились автоматические корректоры. Они регулируют высоту лучей на основе телеметрических датчиков, отслеживающих высоту дорожного просвета.

Если вы решили самостоятельно установить в свои фары ксенон, 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 в фары?

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.

Ксеноновые лампы S-type применяются 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.

Ксеноновые лампы R –type разработаны для рефлекторных отражателей и работают, как правило, в качестве ламп 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 света фар?

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.


Галогенные лампы повышенной яркости OSRAM NIGHT BREAKER LASER выпускаются с цоколем h2, h4, h5, H7, H8, h21, HB3, HB4.

Головное освещение автомобиля: типы, виды, преимущества и недостатки видов ламп

Качество головной оптики имеет больше значение для водителя, существует даже изречение «света мало не бывает». Но есть и обратная сторона медали: чересчур яркий свет может ослепить других участников движения. В габаритных огнях на большинстве автомобилей установлены обычные лампы накаливания, в фарах могут быть галогеновые и ксеноновые лампы, все большее распространение получает светодиодная оптика. Информация о типе лампы и креплениях указана в инструкции к автомобилю.

Галогеновые лампы

По сути это усовершенствованный вариант обычной лампы накаливания. Название получил от того, что в газе-наполнителе колбы содержатся добавки галогенов (бром, хлор, йод). За счет этого колба в процессе эксплуатации не темнеет, качественная лампа исправно работает порядка 600 часов и потребляет 55-65 Вт.

Галогеновые лампы достаточно компакты и не требуют дополнительного оборудования, цена их невелика. Прекрасно налаженное производство практически не допускает брака.

Замена ламп на большинстве автомобилей можно производить самостоятельно. При этом важно ни в коем случае не дотрагиваться пальцами до колбы лампы: на ней останется жир и влага, что может привести к выходу из строя. Во время замены ламп рекомендуется работать только в чистых перчатках. На некоторых машинах для замены лампы нужно демонтировать фару, что сделать непросто. В этом случае лучше обратиться в технический центр ГК FAVORIT MOTORS, где профессиональные специалисты произведут замену лампы.

Ксеноновые лампы

Газоразрядная или как ее еще называют ксеноновая лампа (HID-лампа) светит за счет электрической дуги, проходящей между электродами. Потребляет примерно 40 Вт. Принцип работы построен на розжиге электрическим разрядом газообразного ксенона, закачанного в колбу. Ее легко отличить от галогеновой по отсутствию нити накаливания. Помимо самих ламп в комплект входят блоки розжига, подающие на электроды напряжение 6000-12000В. Газоразрядные лампы обеспечивают качественное освещение. Они достаточно долговечны (3000 часов), но существенно дороже галогеновых.

Впервые газоразрядные лампы стали устанавливать на серийные автомобили в 1996 году, однако до сих пор их ставят на престижные модели или включают в расширенные комплектации. При выборе автомобиля менеджер ГК FAVORIT MOTORS всегда сможет порекомендовать оптимальный вариант покупки машины с необходимыми опциями.

Нештатный ксенон

Достаточно часто водители усовершенствуют свою машину, устанавливая вместо «родных» галогеновых ламп ксеноновые. На рынке много предложений, и комплект ламп вместе с блоком накаливания стоит не так уж дорого. Азиатские производители варьируют со световой температурой. Лампы с параметрами 7000-8000 К (Кельвинов) обеспечивают необычный фиолетовый оттенок света. Выглядит впечатляюще, однако такие лампы имеют существенный недостаток: очень плохо освещают дорогу. Наиболее эффективная световая температура, близкая к дневному освещению, достигается при 5000-6000 К.

Но законодательство допускает установку ксеноновых ламп только в специально разработанные под них фары, в которых требуемую форму светового пучка создают линза и экран. Чаще всего такие фары имеют омыватель и автоматический корректор. Если же ксеноновую лампу ставят в обычную фару, светораспределение которой формирует рассеиватель стекла или отражатель особой формы, то добиться четко сфокусированного света практически невозможно. Результат – ослепление других участников движения. Госавтоинспекция при обнаружении нештатного ксенона обычно оформляет нарушение по части 3 статьи 12.5 КоАП РФ: управление транспортным средством с установленными спереди внешними световыми приборами, цвет огней и режим работы которых не соответствуют требованиям основных положений по допуску транспортных средств к эксплуатации. Ответственность по данной статье серьезная – лишение «прав» на 6-12 месяцев, а также конфискация установленных нештатных ламп. Инспектор может проверить законность установки по маркировке. Рекомендуем любые доработки автомобиля делать в технических центрах ГК FAVORIT MOTOTORS, сотрудники которых обладают необходимой квалификацией и устанавливают только допустимое законом оборудование.

Маркировка фар по типу ламп

DC/DR — фара оборудована отдельными лампами ближнего и дальнего света, ксенон разрешен.
DCR – в фаре установлена одна двухрежимная лампа, ксенон допустим.
DC/HR — ксенон можно установить только в ближний свет, дальний – галогенная лампа.
HC/HR – только галогенные лампы ближнего и дальнего света.
HCR – одна двухрежимная галогенная лампа, ксенон запрещен.
CR — обычные лампы накаливания (не галогеновые и не ксеноновые).

Светодиодная оптика

Светодиодные лампы (технология LED) получают все большее распространение. Они вибро и удароустойчивы, очень долговечны (10-30 тыс. часов), потребляют мало энергии (12-18 Вт) и хорошо освещают дорогу. Основной недостаток – высокая цена. Однако она из года в год снижается. Не стоит ставить дешевые азиатские светодиодные лампы вместо галогеновых: качество освещения только ухудшится. Недорогие светодиодные лампы используют в противотуманных фарах, однако из-за того, что температура накаливания невысока, фара может запотевать или обмерзать. Уже сейчас выпускают ряд моделей автомобилей со штатной светодиодной оптикой, и их число постепенно растет.

Адаптивные (поворотные) фары

Основная особенность в том, что свет фар меняет направление в сторону поворота колес. Такие фары соединены с бортовым компьютером, датчиками поворота руля, скорости, положения автомобиля относительно вертикальной ости и т.д. Направление света фар меняет встроенный электромотор. Такое оборудование меняет направление не только по горизонтали, но и по вертикали, что особенно эффективно при поездках по холмистой местности. Дополнительные возможности адаптивных фар: автоматическое переключение с дальнего света на ближний при приближении встречного автомобиля, при срабатывании системы курсовой устойчивости EPS фары блокируется в центральном положении – чтобы не мешать водителю при экстренном маневрировании. В такой конструкции используют биксеноновые фары.

Обычно адаптивными фарами комплектуют машины высокого класса, далеко не всегда подобное оборудование присутствует в списке опций.

В некоторых машинах в фарах есть дополнительные фонари, включающиеся при резком повороте руля и освещающие ту сторону, в которую поворачивает автомобиль. Помимо освещения в повороте такой вариант головной оптики так же помогает и при прямолинейном движении. В режиме «автострада» (так же используют термин «магистраль») фонари светят прямо, а в городском режиме пучок света шире и видно боковое пространство. В этом варианте могут быть лампы различных типов.

Функционал адаптивных фар может меняться в зависимости от модели автомобиля.

Подборка б/у автомобилей Skoda Octavia

Система умного света автомобиля — что это такое и как работает

Расскажем про автомобильные фары — что такое система умного света машины и как работает. Прогресс от обычных галогенок до умных светодиодов и лазерных фар.

Как работает

На современных автомобилях появилась система умного света. Она способна заглядывать за поворот, дополнительно освещать пешеходов вдоль обочины, и не слепит встречных водителей. Система умного света обеспечивает пять различных типов световых пучков.

Асимметричное распределение света в загородном режиме (езда со скоростью до 90 км/ч по дорогам с поворотами и подъемами различной крутизны) позволяет осветить проезжую часть ярче и под более широким углом. Для водителя длина видимого участка увеличивается на 10 м, что позволяет лучше ориентироваться и вовремя реагировать на происходящее впереди.

Как только скорость переваливает за 90 км/ч, включается двухступенчатый режим «трасса». Сначала возрастает мощность ксеноновых ламп (с 35 до 38 Вт), а затем, при скорости свыше 110 км/ч расширяется угол освещения. Результат – мощный световой поток по всей ширине дороги, убивающий темноту впереди на 120 м. Водитель может оценить дорожную обстановку на 50 м дальше, чем с обычными фарами.

Умный свет призван облегчить езду в тумане. Если скорость автомобиля падает ниже 70 км/ч, а водитель включает задний противотуманный фонарь, система воспринимает приказ действовать. Левая ксеноновая фара поворачивается наружу на 8° и наклоняется. Таким образом, дорога «под ногами» видна как на ладони. Эта функция работает вплоть до 100 км/ч.

Продолжением служит умный «угловой» свет – если водитель встает на перекрестке с включенным «поворотником», противотуманная фара с этой стороны автоматически зажигается, улучшая обзор вбок. Функция активна, если водитель поворачивает руль на большой угол, а скорость не превышает 40 км/ч.


Осветительный модуль «Хелла»

Основан на принципе смещающегося прожектора. В обычной биксеноновой фаре электропривод в доли секунды сдвигает линзу из положения «ближний свет» в «дальний». В фаре установлена призма сложной формы, которая заменяет смещаемую линзу. В различных условиях призма подставляет ту или иную грань под световой поток, обеспечивая несколько режимов: широкоформатный городской; пригородный с учетом рельефа; дальнобойный трассовый; для плохих погодных условий. Немаловажное уточнение – фара перестраивается для работы как в лево-, так и в правостороннем движении.

Чтобы режимы менялись автоматически, использован контрольный блок, собирающий данные от датчиков скорости движения, освещенности, печки, дождя и положения руля. Разработчики даже связали работу фар с навигатором. При езде с его использованием фары заранее узнают, в какой режим им переходить в следующую минуту.

Светодиодная оптика авто

Светодиоды используют в задних фонарях, благодаря лучшему быстродействию. Они зажигаются быстрее, чем обычные лампы накаливания, а это может сократить тормозной путь сзади идущего автомобиля. По мнению инженеров, многосекционные светодиодные фары должны вытеснить ксеноновые.

Достоинства диодов

  • Занимают гораздо меньше места.
  • Срок службы превышает 10 000 часов – столько в среднем живет сам автомобиль.
  • Скорость срабатывания диодов гораздо выше галогенных или ксеноновых фар.
  • Потребляют меньше электричества.
  • Если диоды объединены в группы, каждую легко контролировать по отдельности.
Например, с ростом скорости возникает необходимость в более мощном свете. Но дальнобойность фары ограничена условием: встречных ослеплять нельзя. Светодиоды позволяют найти компромисс.

За ветровым стеклом устанавливают камеру, следящую за впереди идущими машинами. Камера соединена с компьютером, который контролирует дистанцию между автомобилем и другими объектами и выбирает оптимальную дальность света. «Скорострельность» диодов позволяет в доли секунды увеличивать или уменьшать освещенную зону, не допускать ослепления водителей и обеспечивать максимальную световую отдачу.

Иерархия светодиодного головного света

Самые простые — фары имеют от 10 до 20 статичных светодиодов. Второй уровень — матричный свет и 20-40 световых элементов на фару, электроника которых может затемнять отдельные вертикальные секции, чтобы не слепить других водителей. На третьем уровне находятся пиксельные фары, которые имеют ещё больше светодиодов (до 100 на каждую фару) и разделены на вертикальные и горизонтальные секции с возможностью регулировки каждого отдельного пикселя.
Высший уровень — пиксельные фары с дополнительными лазерно-люминофорными секциями дальнего света, которые на пустой дороге при скорости более 80 км/ч освещают дорогу на 500 метров вперёд. Если камера засекла впереди другую машину, то «лазеры» сразу отключаются.

Следующий шаг развития — лазерные фары. Они экономичнее в два раза обычных светодиодов: на каждый затраченный ватт энергии генерируют не 100 люменов, а 170. При этом компактнее, лучше освещают дорогу и дальше, но существенно дороже.

Car’s Anatomy. Устройство автомобиля на английском языке ‹ engblog.ru

I know a lot about cars, man. I can look at any car’s headlights and tell you exactly which way it’s coming.

Чувак, я знаю все о машинах! Я могу посмотреть на передние фары любой машины и сказать, в какую сторону она движется.

Митч Хедберг

Как и автор эпиграфа, я мало что знаю о том, как водить машину, как поменять покрышку, даже по какому номеру звонить в случае поломки машины, но я могу помочь вам разобраться со словами, связанными с автомобильной темой на английском языке 🙂 Какие бывают машины? Из каких частей они состоят? Давайте разберемся вместе!

Типы автомобилей на английском языке

Не берусь говорить за всех, но уверена, что огромное многообразие машин может вызывать смятение у девушек и женщин: кажется, что типов машин так много, что запомнить все просто невозможно. Спешу вас уверить, что типов кузова не так уж много, и уже в зависимости от типа каждая компания дорабатывает свой уникальный дизайн. А кузовы бывают такие:

Внешние элементы автомобиля на английском языке

Внешнее строение автомобилей приблизительно одинаковое: везде должны быть капот, колеса, кузов. Мы выделим такие части:

  1. Bonnet /ˈbɒnɪt/ – капот.
  2. Wing mirror /wɪŋ ˈmɪrə(r)/ – боковое зеркало.
  3. Windscreen /ˈwɪn(d)ˌskriːn/ – лобовое стекло.
  4. Rear-view mirror /rɪˈvjuː ˈmɪrə(r)/ – зеркало заднего вида.
  5. Windscreen wiper /ˈwɪn(d)ˌskriːn ˈwaɪpə(r)/ – щетки стеклоочистителя.
  6. Door – дверь.
  7. Boot /buːt/ – багажник.
  8. Tyre или tire /ˈtaɪə(r)/ – шина.
  9. Wheel /wiːl/ – колесо.
  10. Headlight /ˈhedˌlaɪt/ – фара.
  11. Bumper /ˈbʌmpə(r)/ – бампер.
  12. Licence (или license) plate /ˈlaɪs(ə)ns pleɪt/ – номерной знак.
  13. Indicator /ˈɪndɪˌkeɪtə(r)/ – указатель поворота.

Элементы салона и приборы управления автомобилем на английском языке

Естественно, что интерьер каждой машины уникален в своем роде, но есть определенные элементы внутреннего пространства, которые можно встретить в любом автомобиле:

  1. Back seat – заднее сиденье.
  2. Armrest – подлокотник.
  3. Headrest – подголовник.
  4. Seatbelt – ремень безопасности.
  5. Door lock – дверной замок.
  6. Door handle – ручка двери.

А теперь посмотрим на переднюю панель:

  1. Steering wheel /ˈstɪərɪŋ/ – рулевое колесо.
  2. Horn /hɔː(r)n/ – сигнал, клаксон.
  3. Dashboard – приборная панель.
  4. Air vent – вентиляция.
  5. Hazard light switch /ˈhæzə(r)d/ – кнопка аварийной сигнализации.
  6. Glove compartment – бардачок.
  7. Gear shift – рычаг переключения передач.
  8. Accelerator – педаль газа.
  9. Brake pedal – педаль тормоза.
  10. Clutch pedal – педаль сцепления.
  11. Handbrake – стояночный тормоз.
  12. Cigarette lighter – прикуриватель.

Кроме того, если мы будем более пристально разглядывать приборы в салоне автомобиля, то мы обязательно должны указать:

  1. Temperature gauge /ɡeɪdʒ/ – датчик температуры двигателя.
  2. Rev counter / tachometer – тахометр (отображает количество оборотов двигателя в минуту).
  3. Speedometer – спидометр.
  4. Fuel gauge – указатель уровня топлива.
  5. Lights switch – переключатель света.
  6. Odometer – одометр (отображает пробег автомобиля).
  7. Air bag – подушка безопасности.
  8. Heater controls – управление обогревом.
  9. Car stereo – автомобильный приемник, автомагнитола.

Список английских слов на тему «Автомобиль» с переводом

Далее предлагаем вашему вниманию более полный список слов, которые могут быть интересны автолюбителям, изучающим английский язык:

↓ Скачать список слов по теме «Устройство автомобиля на английском языке» (*.pdf, 249 Кб)

Слово Перевод
Типы кузовов
Convertible Кабриолет
Coupe Купе
Crossover Utility Vehicle (CUV) Кроссовер
Estate Универсал
Hatchback Хэтчбек
Limousine Лимузин
Lorry (BrE), truck (AmE) Грузовик
People carrier (minivan) / Multi-purpose vehicles (MPVs) Минивэн / УПВ – универсал повышенной вместимости
Pickup Пикап
Roadster Родстер
Sedan Седан
Sport Utility Vehicle (SUV) Внедорожник
Van Фургон
Внешние элементы
Aerial Антенна
Back door Задняя дверь
Backup lights Фонари заднего хода
Body Кузов
Bonnet (BrE), hood (AmE) Капот
Boot (BrE), trunk (AmE) Багажник
Brake lights, stop lights Стоп-сигналы
Bulbs Лампы
Bumper Бампер
Caravan (BrE), trailer (AmE) Прицеп
Door handle Ручка двери
Exhaust pipe, tail pipe Выхлопная труба
Fog lights Противотуманные фары
Front door Передняя дверь
Front wheel Переднее колесо
Grill Решетка радиатора
Headlights Передние фары
High beam Дальний свет
Hubcap Колпак колеса
Indicator, turn signal, blinker (informal) Указатель поворота
Lens Стекло фары
Low beam Ближний свет
Moonroof Прозрачный люк или окно в крыше
Number plate (BrE), license (licence) plate (AmE) Номерной знак
Parking lights Габаритные огни
Rear wheel Заднее колесо
Rear window Заднее окно
Roof Крыша
Roof rack Багажник на крыше автомобиля
Side lights Подфарники
Side window Боковое окно
Sunroof Люк в крыше
Tail lights Задние фонари
Tailgate Задняя дверь (в универсалах)
Tyre (BrE), tire (AmE) Шина
Windscreen/Windshield Лобовое/Ветровое стекло
Windscreen wiper Щетки стеклоочистителя
Wing (BrE), fender (AmE) Крыло автомобиля
Wing/Side mirror Боковое зеркало
Оборудование салона
Accelerator (BrE), gas pedal (AmE) Педаль газа
Air conditioner Кондиционер
Air vent Вентиляция
Armrest Подлокотник
Back seat Заднее сиденье
Brake pedal Тормоз
Cab Кабина
Car stereo Автомобильный приемник, автомагнитола
Cigarette lighter Прикуриватель
Clutch Сцепление
Column shift Подрулевой рычаг переключения передач
Cruise control Круиз-контроль (система автоматического поддержания заданной скорости)
Dashboard Приборная панель
Door lock Дверной замок
Front seat Переднее сиденье
Fuel gauge Указатель уровня топлива
Gear lever, gear stick (BrE), gear shift (AmE) Рычаг переключения передач
Glove compartment Бардачок
Handbrake, emergency brake, parking brake Стояночный тормоз
Hazard light switch Кнопка аварийной сигнализации
Headliner Обшивка потолка в салоне
Headrest Подголовник
Heater Обогреватель, печка
Heater controls Управление обогревом
Horn Сигнал, клаксон
Ignition switch Замок зажигания
Indicator switch (BrE), turn signal lever (AmE) Рычаг включения указателей поворота
Lights switch Переключатель света
Odometer Одометр
Passenger seat Пассажирское сиденье
Pedal Педаль
Rear-view mirror Зеркало заднего вида
Seatbelt, safety belt Ремень безопасности
Speedometer Спидометр
Steering wheel Рулевое колесо
Sun visor Солнцезащитный козырек
Tachometer, rev counter Тахометр
Temperature gauge Датчик температуры двигателя
Внутреннее устройство
Accumulator, battery Аккумулятор
Alternator Генератор
Bearing Подшипник
Brake disc (BrE), brake rotor (AmE) Тормозной диск
Brake fluid Тормозная жидкость
Brake pad Тормозная колодка
Camshaft Распредвал
Car alarm Автосигнализация
Carburettor (BrE), carburetor (AmE) Карбюратор
Chassis Шасси
Coolant Охлаждающая жидкость
Cooling system Система охлаждения
Crankshaft Коленчатый вал
Cylinder Цилиндр
Cylinder block Блок цилиндров
Dipstick Щуп для измерения уровня масла
Electrical system Электрооборудование
Engine Двигатель, мотор
Fan Вентилятор
Fan belt Ремень привода вентилятора
Fasteners Крепеж (гайки, болты и т. п.)
Filter Фильтр
Flywheel Маховик
Fuel lines Топливопроводы
Fuse Предохранитель
Gasket Прокладка
Gearbox Коробка передач
Hose Шланг
Hose clamp Хомут
Ignition Зажигание
Injection Впрыск
Oil pump Масляный насос
Petrol tank, fuel tank Бензобак
Radiator Радиатор
Spark plug Свеча зажигания
Spring Рессора
Starter Стартер
Suspension Подвеска
Transmission Трансмиссия
Window roller Стеклоподъемник
Прочее
Diesel engine Дизельный двигатель
Diesel fuel Дизельное топливо
Driving licence (BrE), driver’s license (AmE) Водительское удостоверение
Exit Съезд с магистрали
Fuel Топливо
Garage Гараж, автомастерская
Gear Передача
Highway Автострада
Ignition key Ключ зажигания
Jack Домкрат
Oil Масло
Petrol (BrE), gasoline (AmE) Бензин
Petrol station (BrE), gas station (AmE) Заправочная станция
Pump Насос
Road Дорога
Screwdriver Отвертка
Spanner Гаечный ключ
Spare parts Запчасти
Spare tyre (BrE), tire (AmE) Запасное колесо
Tool Инструмент
Traffic light/signal Светофор

Данная статья состоит в основном из существительных, которые описывают составные части автомобиля, но, думаю, вам также будет полезно знать, какие глаголы мы употребляем, когда говорим о транспорте:

  • Board a plane/train/bus/tram/ferry/underground – садиться на самолет/поезд/автобус/трамвай/паром/метро.
  • Get on/off a plane/train/bus/tram/ferry/underground – садиться в (выходить из) самолет/поезд/автобус/трамвай/паром/метро.
  • Get in / out of a plane/car/bus/taxi – садиться в (выходить из) самолет/машину/автобус/такси.
  • Catch the plane/train/bus/tram/ferry/underground – поймать (сесть) самолет/поезд/автобус/трамвай/паром/метро.
  • Drive a car/bus/taxi – водить машину/автобус/такси.

Что ж, надеюсь, такое обилие новых слов не смутило вас, и вы с легкостью сможете запомнить все фразы. А для того чтобы закрепить материал, предлагаем пройти тест по этой теме!

Тест

Тест на тему «Автомобиль на английском языке»

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Введение в компоновку фар

Фары имеют много частей, связанных с ними, но все они предназначены для выполнения одной и той же функции. Каждая фара предназначена для освещения дороги впереди в ночное время или в условиях плохой видимости, таких как сильный туман или дождь. При необходимости его можно переключать на дальний и ближний свет. Дальний свет обеспечивает освещение на большие расстояния, тогда как ближний свет покрывает более короткое расстояние. Фары питаются от аккумулятора автомобиля.

Основной частью фары в сборе является лампа накаливания.Лампа фары является источником света, излучаемого блоком. Он производит свет, пропуская электрический ток через нить накала, которая светится из-за электрического сопротивления. Этот свет отражается от устройства с помощью специально разработанных отражателей, которые рассеивают свет по всей области обзора водителя.

Фары в новых моделях автомобилей обычно включают в себя указатели поворота, а также габаритные огни, тогда как в более старых моделях они были размещены в отдельных блоках. В более новых автомобилях прикрепленные поворотники расположены по углам блоков и также включают отражатель.

В старых автомобилях было просто заменить лампочку в фаре, вытащив старую и просто вставив новую. С более новыми автомобилями, особенно с фарами HID, работа может быть намного сложнее, но полезно понимать, какие детали необходимы. На схеме ниже приведен пример того, какие детали можно заменить, а какие считаются частями блока фары.

Все фары, которые мы предлагаем, представляют собой готовые блоки, изготовленные в соответствии с заводскими спецификациями.Они сконструированы таким образом, чтобы их можно было использовать непосредственно в режиме plug and play, для установки которых не требуется никаких модификаций. Некоторые устройства поставляются с лампочками, а другие продаются отдельно. (Пожалуйста, уточняйте при покупке).

При заказе фар убедитесь, что все опции, такие как газоразрядные лампы и прожекторные лампы, соответствуют необходимому устройству.

В магазине «Купить автозапчасти» у нас есть широкий выбор ламп для фар, фар в сборе и пар фар в сборе для каждой марки и модели автомобиля. У нас есть оригинальные запасные части OEM и запасные части премиум-класса.Все наши автозапчасти проходят тщательную проверку и имеют лучшую в отрасли гарантию. Чтобы просмотреть детали, подходящие для вашего автомобиля, выберите нужный год, марку и модель вашего автомобиля в нашем онлайн-каталоге. В Buy Auto Parts вы найдете высококачественные детали для фар по непревзойденным ценам, а также с бесплатной доставкой на сумму от 99 долларов США в континентальной части США. Если у вас есть какие-либо вопросы о наших автомобильных запчастях, позвоните по бесплатной линии поддержки 1-888-907-7225 или напишите нам по адресу [email protected].

9 разных типов фар

Автомобильные фары в представлении не нуждаются. Это то, что освещает вам дорогу, пока вы едете по улицам поздно ночью. Именно фары вашего автомобиля не дают вам врезаться в дерево или столкнуться с кем-то после захода солнца.

На всех автомобилях, старых и новых, установлены фары. Закон требует, чтобы обе фары вашего автомобиля были в рабочем состоянии. Они обеспечивают не только вашу безопасность на дороге, но и безопасность пешеходов и животных, пересекающих дорогу.

Раньше все автомобили поставлялись с одинаковыми фарами, но сегодня, когда появились более новые и технологически продвинутые автомобили, типы фар также различаются. В более новых моделях автомобилей установлены более новые и более холодные фары.

Вам может показаться, что все фары одинаковые, но на самом деле это не так. И мы не просто имеем в виду разные с точки зрения дизайна. Они также различаются с точки зрения механизмов работы.

Если вам когда-нибудь понадобится заменить фары, вы должны, по крайней мере, иметь достаточные знания о типах фар, установленных в вашем автомобиле, и о типах фар, которыми вы можете заменить существующие фары.Фары — одна из самых важных частей вашего автомобиля, и они, безусловно, заслуживают внимания.

Типы фар

Мы разделим типы фар на три раздела:

  • Типы фар на основе корпуса фары
  • Типы фар по количеству ламп
  • Типы фар на основе лампы типа

Типы фар на основе корпуса фары
Корпус фары

Корпус фары  – это «домик», в котором находится лампа фары.Проще говоря, это корпус, в котором находится лампа фары. Корпус фары не одинаков во всех автомобилях. Способ крепления лампы и ее расположение различаются.

1.  Рефлектор фар

Рефлекторные фары были стандартными фарами, которые присутствовали во всех автомобилях до 1985 года. Это все еще самые распространенные типы фар, которые вы увидите. Лампа рефлекторной фары заключена в чашеобразный корпус.В чашеобразном корпусе установлены зеркала, отражающие свет на дорогу.

Эти фары, встречавшиеся в старых автомобилях, имели фиксированный корпус. Это означало, что в случае перегорания лампочки ее нельзя было заменить, и приходилось менять весь корпус фары. Эти рефлекторные фары были также известны как фары с закрытым светом. В герметичных фарах перед фарой располагалась линза, которая определяла форму пучка излучаемого ими света.

Однако новые рефлекторные фары поставляются с зеркалами внутри корпуса вместо линзы. Эти зеркала используются для направления луча света. Благодаря этому технологическому усовершенствованию отпадает необходимость в герметичных корпусе фары и лампе. Это также означает, что лампочки можно легко заменить, когда они перегорят.

Плюсы рефлекторных фар

  • Рефлекторные фары стоят недорого.
  • Эти фары меньше по размеру и поэтому занимают меньше места в автомобиле.

Минусы рефлекторных фар

  • Светоотдача в рефлекторных фарах менее контролируема, поэтому лампы с высокой светоотдачей нельзя использовать с этим типом корпуса фары.
  • Отсечка ближнего света менее заметна для встречного транспорта.
  • Луч света часто имеет слабые и интенсивные участки.
2.  Фары проектора

С развитием технологий в производстве фар фары стали еще лучше.Прожекторные фары — это новый тип фар, который впервые использовался в 1980-х годах только в роскошных автомобилях. Однако сегодня прожекторные фары стали довольно распространенными, и большинство новых моделей автомобилей оснащены такими фарами.

Прожекторные фары очень похожи на рефлекторные фары по сборке. Эти фары также состоят из лампы, заключенной в стальной корпус с зеркалами. Эти зеркала действуют как отражатели, как и в фарах с отражателями.Единственная разница в том, что прожекторные фары имеют линзу, которая работает как увеличительное стекло. Это увеличивает яркость луча света, и, следовательно, прожекторные фары обеспечивают лучшее освещение.

Чтобы убедиться, что угол светового луча, создаваемого прожекторными фарами, правильный, они поставляются с защитным экраном. Именно из-за наличия этого светотеневого экрана прожекторные фары имеют очень резкую светотеневую границу.

Плюсы фар проектора

  • Прожекторные фары ярче, чем старые рефлекторные фары.
  • Они не светят в глаза другим водителям на дороге. Это связано с тем, что линза проецирует луч света вниз на дорогу. Преимущество этого в том, что прожекторные фары не слепят других водителей или пешеходов, переходящих дорогу.
  • Луч света, создаваемый прожекторными фарами, намного более ровный, без слабых или интенсивных пятен.
  • Прожекторные фары могут иметь HID-лампы, в отличие от рефлекторных фар, в которых можно использовать только галогенные лампы.
  • Прожекторные фары выглядят великолепно.

Минусы прожекторных фар

  • Световой поток прожекторных фар сильно отличается от светоотдачи рефлекторных фар. Если вы слишком привыкли к светоотдаче рефлекторных фар, вам может быть трудно привыкнуть к прожекторным фарам.
3.  h5 Преобразования

Если вы хотите модернизировать систему фар вашего автомобиля, преобразования h5  являются экономичным способом сделать это.В нем используется стандартный корпус рефлекторного типа, но вместо герметичного корпуса используется лампа с двойной нитью накаливания h5, которую можно заменить. Это означает, что если ваша лампочка перегорит, вам не придется заменять весь корпус. Вы можете просто заменить лампочку и снова отправиться в путь в кратчайшие сроки (или до тех пор, пока ваш механик не заменит лампочку). Это также открывает возможности использования более ярких ламп, таких как светодиоды или HID.

Поскольку преобразователи h5 относятся к стандартному рефлекторному типу, создаваемый ими световой пучок неравномерен с бликами, рассеянным световым потоком и возможным ослеплением встречного транспорта.

Типы фар в зависимости от количества ламп   

Фары делятся на два типа в зависимости от количества ламп в корпусе фары.

  • Счетверенные фары
  • Нечетверные фары
Счетверенные фары

Счетверенные фары — это фары с двумя лампочками в каждой фаре.

Нечетверные фары

Фары без четырехъядерных фар имеют по одной лампе в каждой фаре.

Счетверенные фары и не сдвоенные фары не взаимозаменяемы, поскольку внутренняя проводка специфична для каждого типа. Если в вашем автомобиле установлены четырехугольные фары, вы можете заменить их на них. То же самое и с нечетверными фарами.

Типы фар в зависимости от типа лампы  

Существует четыре основных типа фар в зависимости от типа используемой лампы. Они:

  • Галогенные фары
  • Ксеноновые фары
  • Светодиодные фары
  • Лазерные фары
1. Галогенные фары Фары

с галогенными лампами сегодня чаще всего используются в большинстве автомобилей. Они представляют собой улучшенную версию фар с закрытым светом. В старых фарах использовались лампы, которые в основном представляли собой усиленные версии обычных ламп накаливания, которые вы используете дома.

Обычные лампы состоят из нити накала, подвешенной в вакууме. Нить накала загорается, когда электричество проходит по проводу и нагревает его.Вакуум внутри колбы гарантирует, что проволока не окислится и не порвется. Хотя эти лампочки хорошо работали в течение нескольких лет, они были довольно неэффективными, всегда горячими и давали желтоватый луч света.

Галогенные лампы

, с другой стороны, содержат галогенные газы вместо вакуума. Нить накала почти такого же размера, как колба закрытой фары, но газовая трубка меньше и содержит меньший объем газа для удержания тепла.

Галогенные газы, используемые в этих лампах, представляют собой бром и йодид (в комбинации).Эти газы гарантируют, что нить накала не истончается и не ломается, а также уменьшают почернение, которое обычно происходит внутри колбы. В результате нить накала горит намного горячее и дает более яркий свет. Газы нагреваются до 2500 градусов.

Преимущества галогенных ламп

  • Галогенные лампы дешевы.
  • Они производят более яркий световой луч.
  • Они служат дольше.
  • Галогенные лампы
  • имеют небольшие размеры и поэтому занимают меньше места в автомобиле.
  • Их легко заменить.
  • Фары с галогенными лампами определенно превосходят фары рефлекторного типа с закрытым светом. Среди новых вариантов фар, доступных сегодня, галогенные фары являются самыми доступными.

Недостатки галогенных ламп

  • Луч света слегка желтоватого цвета и не направлен вперед.
2.  Фары HID

HID расшифровывается как High Intensity Discharge .Они также известны как ксеноновые фары. В газоразрядных лампах используется совершенно другая технология, чем в обычных лампах. Эти лампы прочно помещают HID-фары в категорию фар, обеспечивающих наибольшую видимость для водителя. Они становятся популярными с каждым днем, и все больше и больше людей переходят на HID-фары по всем правильным причинам.

В отличие от герметичных и галогенных фар, HID-фары не содержат обычных ламп накаливания. Они излучают свет, когда электрическая дуга проходит через пару электродов, запертых внутри стеклянной трубки.Эта стеклянная трубка заполнена ксеноном. Ранее мы говорили, что HID-фары также известны как ксеноновые фары; ну, из-за электрической дуги, питающей эти фары, они также известны как дуговые фары.

Наряду с газообразным ксеноном эти лампы также содержат испаренные металлы, такие как галогениды металлов и ртуть. Прохождение электрического тока через дугу плавит пары металлов и превращает их в плазму. Следовательно, HID-фары имеют и другое название (правда, менее распространенное) — плазменные фары.

Именно плазма, светящаяся бело-голубым оттенком, излучает яркий свет, которым так славятся эти фары. В узле фары имеется отражатель, который отражает свет на дорогу. Свет, излучаемый HID-фарами, чрезвычайно интенсивен. Он предлагает универсальность, и вы можете настроить фокус в соответствии с вашими потребностями. Вы можете сфокусировать луч света в узкий луч, который простирается далеко перед автомобилем, или вы можете настроить его на широкий луч, который заполняет область, которая находится прямо впереди.

Плюсы HID-фар

  • Ксеноновые фары излучают очень яркий свет в бело-голубом спектре.
  • Ксеноновые фары
  •  обеспечивают лучший обзор на дороге благодаря большей длине волны, которую они используют, и меньшему рассеиванию по сравнению с желтым светом (например, в галогенных фарах и фарах с закрытым светом).
  • Поскольку в лампах HID нет перегорающей нити накала, эти фары, скорее всего, прослужат дольше.

Минусы HID-фар

  • HID-фары медленно включаются.
  • Ксеноновым фарам требуется несколько секунд, чтобы прогреться и достичь максимальной яркости.
  • Они могут раздражать водителей на встречном транспорте, поскольку бело-голубой свет, излучаемый HID-фарами, поразительно яркий.
  • Свет сине-белого спектра может существенно влиять на ночное зрение человека. Свет от ксеноновых фар не только ослепляет других водителей, но и может ухудшить их зрение, когда дело доходит до того, что они видят что-то более тусклое (включая задние фонари автомобилей впереди).Таким образом, ксеноновые фары могут стать причиной несчастных случаев.
  • Хуже то, что страдает не только ночное зрение других водителей; ваше зрение также будет затронуто. Вы сможете очень четко видеть все впереди, но вы будете почти слепы ко всему, что находится за пределами распространения светового луча.

Что касается производительности, HID-лампы остаются непревзойденными. Тем не менее, они имеют ряд неприятных побочных эффектов, в том числе повышенный риск несчастных случаев.

3.  Светодиодные фары

Яркий белый свет и более длительный срок службы сделали светодиодные лампы довольно популярными для использования в автомобильных фарах. Светодиод означает светоизлучающие диоды. Потенциал светодиодов в качестве автомобильных фар огромен. Светодиодные лампы очень эффективны, компактны и могут мгновенно включаться и выключаться, что дает им преимущество перед HID-фарами. Крошечные полупроводники светодиодных ламп могут создавать широкий спектр фокусов и уровней света с исключительной скоростью (в пределах наносекунд).

Светодиодные лампы

, как и газоразрядные лампы, не работают по принципу нити накала. Они преобразуют электричество в свет с помощью диодов, которые присутствуют внутри фар. Процесс, посредством которого светодиодные лампы преобразуют электричество в свет, называется электролюминесценцией . Этот процесс отличается высокой энергоэффективностью по сравнению с процессом, используемым в галогенных фарах. Выделяется мало тепла или вообще не выделяется, и это невероятно увеличивает срок службы этих лампочек!

Светодиодная технология все еще довольно новая, и поэтому не все автомобили, использующие светодиодные фары, обладают всеми функциями.Например, настройки дальнего и ближнего света светодиодного освещения доступны только в автомобилях высокого класса и гибридных автомобилях.

Хотя светодиодные фары не нагреваются, существуют определенные проблемы с нагревом, связанные со светодиодными фарами. Сопротивление внутри лампочки достаточно велико, в результате чего сильно нагревается цоколь микросхемы эмиттера. Светодиодному свету нужна раковина, где он может выделять тепло. В противном случае диод расплавится. Это усложняет и удорожает систему.

Преимущества светодиодных фар

  • Они маленькие и компактные.Светодиодные фонари занимают очень мало места в автомобиле. Они настолько малы, что им даже не нужен домик-фара. Но, конечно, это изменило бы весь внешний вид автомобиля.
  • Светодиодные фары
  •  можно мгновенно включать и выключать.
  • Не слепят других водителей.
  • Эти фары не только фокусируют внимание на том, что находится прямо впереди, но и обеспечивают более широкий обзор.
  • Светодиодные лампы
  • могут использовать любой цветовой спектр. Они не ограничиваются ярким бело-голубым спектром.

Минусы светодиодных фар

  • Они дороже по сравнению с HID-фарами.
4.  Лазерные фары

Если вы думаете, что лазерные фары  включают в себя два пронзающих лазера, которые могут расплавить глаза встречного водителя, вы можете расслабиться, потому что лазерные фары совсем не ослепляют. Лазерные фары — это новинка в автомобильной промышленности.Они могут излучать свет в тысячу раз ярче, чем светодиодные лампы, не требуя столько энергии, сколько нужно светодиодным лампам.

Лазерная система использует три лазерных луча синего цвета, которые направляются в камеру, содержащую фосфорный газ желтого цвета, который является фосфоресцирующим (светящимся в темноте). Фосфор не накапливает свет для последующего высвобождения, а производит свет в результате химической реакции, происходящей внутри камеры. Эта химическая реакция поддерживается лазерными лучами и фиксируется внутри камеры.Следовательно, то, что вы видите, на самом деле не свет от лазерных лучей, а свечение, создаваемое фосфором.

Преимущества лазерных фар

  • Лазерные фары могут излучать примерно в 1000 раз ярче свет при почти вдвое меньшей мощности, чем светодиодные фары.
  • Луч света может фокусироваться на невероятном расстоянии 2000 футов.
  • Лазерные лампы горят в диапазоне 6500 Кельвинов, что примерно соответствует естественному дневному свету и светодиодным лампам.
  • Они могут мгновенно включаться и выключаться.
  • Лазерные фонари очень универсальны и могут иметь различную форму и дизайн.

Недостатки лазерных фар

  • Лазерные фары слишком дороги (предлагаются BMW в качестве дополнения за 10 000 долларов США).
  • Лазерные фонари не заменят светодиодные в дополнительных устройствах, таких как стоп-сигналы и сигналы поворота.
  • Лазерные фонари производят гораздо больше тепла по сравнению со светодиодными, поэтому им требуется больше охлаждения.

Тщательно изучив все типы фар, можно сказать, что светодиодные фары на сегодняшний день являются лидером в автомобильной светотехнике. Лазерные фары не могут быть превзойдены, когда речь идет о производительности, но они еще не поступили в продажу, а колоссальная стоимость делает их практически недоступными для массового производства. С другой стороны, светодиодные фары не только обеспечивают необходимую яркость, но и гарантируют, что другие водители на дороге не будут раздражаться. Хотя они стоят дороже, чем другие типы фар, светодиодные фары, безусловно, являются лучшим вариантом, к которому обращаются большинство людей.

Советы по выбору фар для вашего автомобиля

Теперь, когда вы хорошо знакомы со всеми типами фар, вы можете решить, какие фары лучше всего подходят для вашего автомобиля. Прежде чем приступить к замене автомобильных фар, убедитесь, что вы проверили все за и против, чтобы увидеть, стоит ли замена того. Ниже приведены несколько советов, которые могут помочь в выборе.

  • Выберите фары, создающие желаемый тип луча — прожектор, прожектор или прожектор.
  • Фары доступны в различных исполнениях. Выбирая новые фары для своего автомобиля, убедитесь, что вы выбрали дизайн, который не только хорошо выглядит сам по себе, но и хорошо смотрится на вашем автомобиле.
  • Если вы планируете приобрести новые светодиодные фары для своего автомобиля, выбор цвета должен быть сделан в соответствии с вашими пожеланиями. Белый свет — идеальный вариант.
  • Одним из наиболее важных соображений при замене фар вашего автомобиля является стоимость. Вы найдете автомобильные фары в разных ценовых диапазонах.Выберите тот, который укладывается в ваш бюджет. Не рекомендуется выбирать самый дешевый вариант.

Чтобы обеспечить безопасность на дороге себе и окружающим, очень важно иметь правильные фары. Фары вашего автомобиля влияют на то, насколько хорошо и насколько далеко вы можете видеть вокруг. Чем шире распространение света, тем безопаснее вы и окружающие.

Налобный фонарь — обзор | ScienceDirect Topics

6.2.3 Автомобильное освещение

Почти во всех механизмах светодиоды нашли свое применение в качестве фар и индикаторных ламп благодаря их портативным размерам, низкому энергопотреблению и низким требованиям к обслуживанию.Большинство дорог и автомагистралей за пределами городской территории остаются без освещения дорожным освещением, а значит, для проезда по таким путям на автомобили необходимо устанавливать очень яркие и эффективные фары. Автомобильное освещение автомобилей, мотоциклов и велосипедов стало более эффективным благодаря механической прочности и длительному сроку службы светодиодов [25]. На рис. 6.8 показаны некоторые области применения светодиодных ламп в автомобилях. Светодиоды были внедрены в автомобильное освещение в моделях автомобилей более высокого класса.Но достижения в области технологий привели к тому, что светодиодное освещение стало использоваться и в моделях автомобилей среднего и более низкого класса. В моделях автомобилей более высокого класса пространство, оставленное светодиодами, заполняется лазерными лучами. Но запасы лазерного света ограничены, а значит, их использование будет ограничено только топовыми моделями.

Рисунок 6.8. Светодиодные лампы используются в различных частях автомобилей и мотоциклов. Светодиод , светодиод.

Еще несколько лет назад использование светодиодных фар в автомобильной промышленности ограничивалось только моделями автомобилей премиум-класса.Но теперь их использование распространилось и на более дешевые модели автомобилей. Помимо фар и задних фонарей, светодиоды теперь доступны и в салоне автомобиля. В настоящее время светодиоды повсеместно используются в автомобильной промышленности. Светодиоды отличаются длительным сроком службы, долговечностью, высокой выходной мощностью и фокусом, четкой видимостью при ярком дневном свете и быстрым временем переключения. Эти особенности учитывались при их применении в автомобильной промышленности. Они используются для изготовления стоп-сигналов для автомобилей, автобусов и грузовиков.Их использование в стоп-сигналах повышает безопасность, поскольку они быстро реагируют, полностью загораясь и подавая правильный сигнал торможения транспортным средствам, следующим сзади. Они полностью светятся как минимум на 0,5 секунды быстрее, чем лампы накаливания, тем самым позволяя водителям позади реагировать быстрее и избегать любых случайных столкновений. В последнее время набирают популярность белые светодиодные фары, которые обеспечивают лучшую видимость в ночное время и стильный внешний вид автомобилей. Эти лампы дополняют параболические рефлекторы.Кроме того, фары транспортных средств интегрированы с гибким управлением лучом дальнего света, которое может отключать определенные части светового луча и устранять проблемы ослепления от прибывающих транспортных средств за счет оптимизации освещения. Такие фары обеспечивают большую безопасность и более высокий уровень яркости, благодаря чему многие производители автомобилей сосредотачиваются на их включении в свои модели автомобилей премиум-класса. Светодиоды известны своим ярким излучением света при меньшем энергопотреблении. В результате светодиоды стали первым выбором для сигнальных ламп или индикаторов на транспортных средствах.Сигнальные огни необходимы водителям транспортных средств, чтобы сообщать другим водителям на дороге об их действиях, таких как поворот или остановка своего автомобиля. Эти огни должны быть одинаково видны днем ​​и ночью. В большинстве стран желтый свет используется в качестве сигнальных огней, так как он более заметен, чем любой другой цвет, для других водителей на расстоянии. Красные светодиоды используются в качестве стоп-сигналов для транспортных средств. Стоп-сигналы включаются, когда водитель нажимает на тормоз автомобиля.При нажатии на тормоз мгновенно загораются светодиодные стоп-сигналы и подают сигнал другим водителям, едущим сзади. Время, необходимое для включения светодиодов, намного меньше по сравнению с галогенными лампами, которые ранее использовались в транспортных средствах [26]. Это поможет водителям позади быстрее реагировать и немедленно останавливать свои автомобили.

В последнее время были достигнуты важные успехи в автомобильном переднем освещении благодаря разработке белых светодиодов высокой яркости. Производители и поставщики автомобильной продукции и ее компонентов получили более широкое представление о достижениях в области светодиодной продукции и ее конструкции.Управление температурным режимом светодиодных фар было улучшено, чтобы продлить срок их службы в автомобилях. Прогрессу в области автомобильного освещения также способствовала разработка новых материалов, появление оптики и электроники, связанных со светодиодными фарами. Использование пластмасс в материалах основания и корпуса заменено керамикой. Соединительные слои в корпусах светодиодов теперь изготавливаются из припоя и золота, а не из клея. Точно так же использование эпоксидных смол в качестве герметиков устарело, и теперь их заменяют силиконом, который демонстрирует более высокую термостойкость, что позволяет светодиодам работать при более высоких температурах.Даже оптика была переработана, чтобы обеспечить превосходную производительность. Ранее оптика для светодиодных фонарей была адаптирована из линз и отражателей. Сейчас их заменяют миниатюрные линзы, а также световоды и линзы с индексной связью. Другими факторами, которые способствовали развитию светодиодного переднего освещения, являются улучшение яркости, светового потока и эффективности, а также контроль над цветовой температурой. Новые пакеты светодиодов обеспечивают более высокий ток возбуждения и термическое сопротивление, а также меньшее оптическое увеличение, что приводит к более высоким уровням яркости.Но есть определенные ограничения в достижении более высокого теплового сопротивления лампы. При таких обстоятельствах все другие элементы и параметры, связанные со светодиодным пакетом, должны быть улучшены, чтобы обеспечить оптимальную работу светодиодной фары. Таким образом, менее эффективные пакеты светодиодов с более низким тепловым сопротивлением также могут достигать более высоких уровней яркости за счет оптимизации других параметров. Оптика пакета светодиодов имеет важное значение для достижения высокого уровня яркости, а также для стиля и структуры дизайна фары.Световой поток, необходимый для получения требуемого светового луча от фары, определяется световым потоком и уровнями яркости. В последние годы были достигнуты улучшения эффективности светодиодных пакетов, и это в значительной степени повлияло на конструкцию фар. Улучшения в люминофоре и эпитаксии чипа играют определенную роль в получении более высоких люменов на ватт из пакета светодиодов. На светоотдачу также влияет температура. При повышении рабочей температуры светодиодного блока его эффективность падает.Это падение может быть даже больше 10%. Следовательно, необходимо, чтобы светодиоды работали в более прохладной среде и были снабжены лучшими системами управления температурой для повышения их эффективности. Одной из областей, которые необходимо улучшить, является управление цветом светодиодов. До сих пор цветовая гамма светодиодных фар оставалась незамеченной, поскольку они не были такими заметными, как светодиоды, используемые для общего освещения. Но имеющаяся цветовая гамма светодиодов неприемлема для переднего освещения автомобилей премиум-класса.Продолжаются исследования, направленные на поиск оптимального управления цветом для разработки светодиодных фар с идеальной цветопередачей. За последние несколько лет было достигнуто значительное улучшение рабочих характеристик и термостойкости для повышения экономической эффективности светодиодов. Эти усовершенствования привели к более высокой плотности мощности светодиодного блока и, следовательно, к более высоким уровням яркости. Это позволило разработать более компактные высокотемпературные корпуса, демонстрирующие лучшую термическую стабильность.

Возможности системной интеграции и монтажа светодиодных фар значительно улучшились благодаря совместной разработке, проведенной производителями и поставщиками автомобилей. Необходимость удовлетворить стандарты безопасности для автомобилей привела к нескольким крупным промышленным сотрудничествам между крупными автомобильными компаниями. Кроме того, конкуренция среди крупных игроков автомобильной индустрии потребовала выставить что-то дополнительное, чтобы сделать их продукцию более привлекательной.В результате в них также были включены многие дополнительные функции, которые не требовались от текущей линейки фар. Качество компонентов, используемых в светодиодном корпусе, играет большую роль в повышении общей эффективности светильника. Следовательно, производители каждого из отдельных компонентов сосредоточены на повышении качества своих компонентов. Поставщики радиаторов, электронных подложек и силиконовых смол прилагают все усилия, чтобы предоставить лучшие компоненты, которые работают лучше всего в упаковке.

Концепция и структура светодиодного ближнего света: (a) спроектированный…

Контекст 1

… Светодиодное освещение имеет больше преимуществ, чем существующие люминесцентные лампы и лампы накаливания с точки зрения ожидаемого срока службы, высокая устойчивость к влажности, низкое энергопотребление и минимальное тепловыделение. В последнее время было много попыток совместить светодиод с ИТ-технологиями. Среди них развита видимая световая связь (ВЛС), конвергенция освещения и связи [1-6].В общем, VLC использует модуляцию интенсивности со схемой прямого обнаружения, которая использует интенсивность света для передачи данных. Человеческий глаз воспринимает только среднюю интенсивность, когда свет модулируется быстрее, чем максимальный период мерцания, определяемый как 5 мс [3]. Таким образом, и приемлемое освещение, и связь могут быть реализованы одновременно. Соответствующая стандартизация VLC была недавно опубликована ассоциацией стандартов IEEE [3]. VLC имеет множество применений для внутреннего освещения, используемого для дома и офиса, и для наружного освещения для транспортных средств.Приложения VLC обобщены в группе стандартов VLC [4]. Среди этих приложений адаптация VLC для интеллектуальных транспортных систем (ITS) представляет большой интерес для различных исследовательских групп VLC [5-12]. Чтобы получить информацию о транспорте, ИТС использовали преимущества информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), предоставляя несколько различных технологических систем, которые помогают пользователям. Среди возможных ИКТ ITS в настоящее время рассматривают использование VLC, уделяя особое внимание двум аспектам.Во-первых, можно перепрофилировать инфраструктуру транспортного освещения под связь. В последнее время инфраструктура транспортного освещения, такая как уличные фонари, светофоры, автомобильные лампы и т. д., переходит на светодиоды. Поэтому в случае ИТС на основе VLC можно будет использовать обычные автомобильные и дорожные светодиоды. Следовательно, затраты на строительство инфраструктуры ИТС будут снижены. Во-вторых, будет сведена к минимуму проблема электромагнитной совместимости, которая является очень серьезной проблемой в ИТС на основе РЧ-сигналов, поскольку видимый свет и обычные РЧ-сигналы занимают разные части электромагнитного спектра.Чтобы внедрить VLC в ITS, первым требованием является знание характеристик канала VLC в сценарии ITS. В стандарте IEEE VLC [4] документ с техническими рекомендациями описывает «Типы каналов» для VLC применительно к автомобильным приложениям. Однако в нем не обсуждаются какие-либо детали параметров канала, описывающие эталонную модель канала. В связанных научных работах используется либо математическая модель канала, использующая упрощенную автомобильную среду [7-9], либо используются собственные разработанные симуляторы моделирования канала, которые по-прежнему содержат множество значительных упрощений и допущений [10-12].В этой статье мы представляем профили задержки канала VLC на основе смоделированных данных относительно практического сценария использования ITS. Чтобы более точно описать практический канал VLC, мы рассмотрели регулирование освещения для транспорта, например, распределение света для автомобильных светодиодных фар и уличных фонарей и другие оптические свойства при разработке сценария ITS. Для моделирования были смоделированы два сценария городского использования, перекресток и столичная улица, с использованием инструмента CATIA V5 [13].Измерения для оценки профиля задержки канала VLC были собраны с использованием схемы трассировки лучей с использованием программного обеспечения LightTools [14], широко распространенного коммерческого инструмента оптической инженерии, в случаях «автомобиль-автомобиль» (V2V) и «автомобиль-инфраструктура» (V2I). Эти инструменты эффективны при определении моделей оптических каналов, поскольку они обеспечивают визуальное понимание и позволяют проводить практическое моделирование среды моделирования. Мы использовали свойство ламбертовского отражения для параметра отражения каждого объекта для эффекта интерференции и отражения, чтобы обеспечить более реалистичную сцену.Известно, что картину отражения большинства поверхностей можно правильно аппроксимировать с помощью моделей Ламберта или Фонга. Если в картине отражения поверхностей есть сильные зеркальные компоненты, модель Фонга хорошо аппроксимирует эти картины, в отличие от модели Ламберта [15,16]. Однако состояние поверхности в городских районах неравномерно и отражает оптические сигналы без предпочтения какого-либо конкретного направления. Следовательно, поскольку картины отражения размыты, их можно правильно аппроксимировать с помощью ламбертовской модели отражения.Наконец, из измерений были оценены профили задержки канала. Из полученных профилей задержки канала мы можем заметить, что общее свойство профиля задержки состояло из доминирующих каналов множественной прямой видимости (LOS) и меньшего количества ответвлений задержки без прямой видимости (NLOS). Однако профиль задержки для канала V2I и городского сценария показывает более высокие характеристики дисперсионного канала из-за отражения и рассеяния видимого света. Мы моделируем два практичных светодиодных источника света для VLC в ITS: автомобильный светодиодный налобный фонарь и светодиодный уличный фонарь.Светодиодная фара состоит из дальнего света, ближнего света, указателя поворота, габаритного огня и дневного ходового огня, как показано на рисунке 1. Для достижения более точного моделирования мы используем практическую модель лампы для света. источники. Используя данные моделирования практического светодиодного налобного фонаря, мы проектируем ближний свет светодиодного налобного фонаря. Поскольку интенсивность светодиодного источника меньше, чем у обычных галогенных или газоразрядных ламп, для эквивалентной производительности лампы требуется много светодиодов. По этой причине светодиодные фары состоят из нескольких источников и оптических компонентов.Кроме того, размеры источников и оптических компонентов меньше, чем у обычных ламп. В случае с нашей эталонной светодиодной фарой и модулем ближнего света имеется три коллимирующих оптики с использованием линз и две рассеивающих оптики с использованием рефлектора. Пять светодиодов используются с проекционным объективом и защитным экраном для формирования распределения света светодиодного ближнего света. На рис. 2 показана конструкция коллиматора и светораспределение ближнего света. Наконец, мы проектируем модуль ближнего света, используя инструмент CATIA V5.После настройки трех коллиматорных и двух рассеивающих оптических систем мы запускаем оптическое моделирование. Соответствующее распределение света оптимизируется с помощью SPEOS CATIA CAA на основе правил ЕС, как показано на рис. 3. Другим практичным источником света был уличный фонарь. Мы импортировали светораспределение светодиодного уличного фонаря из библиотеки Dialux вместо того, чтобы моделировать реальную форму. На рис. 4 показаны данные распределения света и смоделированное распределение света светодиодного уличного фонаря. Мы предполагаем, что ИТС, использующие VLC, первоначально будут развернуты в городских районах.Это связано с тем, что большая часть инфраструктуры светодиодного освещения, такая как светодиодные уличные фонари, светодиодные светофоры и светодиодные лампы в транспортных средствах, начала развертываться в городских районах. Как следствие, мы выбираем два сценария использования VLC для ITS, как показано на рисунке 5. Первый сценарий представляет собой перекресток, состоящий из транспортных средств, движущихся в четырех направлениях, зданий, дорог/полей и светофоров. Транспортные средства, ожидающие сигналов светофора на перекрестке, могут обмениваться информацией со светофорами и другими транспортными средствами, например информацией о дорожном движении, состоянии транспортных средств и т. д.Второй сценарий — это городская улица с более длинной площадью, более высокими зданиями, транспортными средствами и уличными фонарями. Второй сценарий является более важным сценарием обслуживания ИТС, поскольку многие транспортные средства на городских улицах будут получать информацию о дорожном движении нескольких типов для повышения эффективности транспортного потока. Другие важные сценарии обслуживания, например сцена на шоссе, могут быть легко применены на основе сценария городской улицы. Обратите внимание, что в двух предложенных сценариях рассматриваются каналы связи как V2V, так и V2I.В первом сценарии мы проектируем сцену с помощью инструментов CATIA V5. Затем он импортируется в LightTools для оптического моделирования. После этого начального процесса процесс оптического моделирования выполняется следующим образом: сначала задаются эталонные автомобили в качестве источника света и цели, светофоры в качестве детекторов и другие объекты в качестве помеховых сред. Далее определяются параметры, используемые для отражения оптических характеристик объектов, составляющих сцену. Мы применяем свойство ламбертовского отражения к зданиям, столбам, автомобилям и линиям дорог, чтобы обеспечить более реалистичную сцену.Мы установили коэффициент отражения на 40% для зданий, 10% для столбов, 20% для автомобилей и 30% для дорожных линий. Затем оставшиеся проценты отражения устанавливаются как поглощения. Что касается дорог, то они настроены на полное поглощение. Для источников света мы импортируем светораспределение практического налобного фонаря, как обсуждалось в разделе 2.1. Чтобы оценить профиль задержки канала, мы используем в общей сложности шесть сцен (три для V2V и три для канала связи V2I), как показано на рисунке 6.Во втором сценарии начальный процесс такой же, как и в первом сценарии. В этом случае мы также имеем дело с каналами связи V2V и V2I. Для моделирования связи V2V мы сначала устанавливаем эталонное транспортное средство. Затем мы определяем целевые транспортные средства в диапазоне поля зрения (FOV) эталонного транспортного средства. В случае моделирования канала V2I мы установили четыре целевых транспортных средства под …

Контекст 2

… Светодиоды используются с проекционным объективом и защитным экраном для формирования распределения света светодиодного ближнего света.На рис. 2 показана конструкция коллиматора и светораспределение ближнего света. Наконец, мы проектируем модуль ближнего света, используя инструмент CATIA V5. …

Адаптивная система дальнего света с оптическим сканером MEMS для реконфигурируемых фар автомобиля

1.

Введение

Адаптивный дальний свет (ADB) — это усовершенствованная технология помощи при вождении для автомобильных фар, которая обеспечивает водителям видимость с высокой контрастностью и яркостью в ночное время, не вызывая временной слепоты других водителей в ослепительном свете проецируемого света. 1 , 2 В отличие от классической фары с переключаемыми вручную модулями ближнего и дальнего света, система ADB излучает реконфигурируемый свет в зависимости от скорости движения и условий движения, таких как наличие встречных или ведущих транспортных средств, пешеходов и дорожные знаки, автоматически распознаваемые системой бортового компьютерного зрения. В связи с тем, что смертность от аварий в ночное время в два-три раза выше, чем в дневное, 3 улучшение видимости в ночное время уже давно считается актуальным вопросом.Благодаря недавней разработке камер на приборной панели для визуального распознавания и твердотельных источников света в модулях фар управляемая микрокомпьютером система ADB стала технологически осуществимой как часть бортовой электроники.

Массив светоизлучающих диодов, например, 4 6 , используется в коммерческой оптике ADB, которая изменяет проецируемые световые узоры в цифровом виде. Скользящий абажур также можно использовать перед лампочкой, чтобы локально блокировать свет.Тем не менее из-за нескольких степеней свободы управления в таких системах проецируемый свет ограничен зональной формой, как схематично показано на рис. 1 (а), что иногда приводит к чрезмерному затемнению области (В × Ш). что скорее затеняет видимость дорожных знаков и ближайших пешеходов. Таким образом, двумерная матрица жидкокристаллических пикселей 7 или цифровых микрозеркал 8 , 9 используется в качестве пространственного модулятора света (SLM) в новейшей системе ADB с высокой степенью гибкости программирования.Создание более сложных рисунков освещения возможно с помощью SLM, как показано на рис. 1 (b), благодаря оптике, аналогичной проекционному дисплею. Несмотря на дополнительные возможности, такие как отображение информации о дороге, тем не менее, оптика на основе SLM обычно становится дорогостоящей. Благодаря механизму SLM, основанному на блокировке света, световая мощность, которая не проецируется вперед, расходуется на потери тепла в модуле фары. Таким образом, коэффициент использования световой мощности падает с увеличением площади затемнения, что приводит к необходимости большего запаса в тепловом расчете системы ADB.

Рис. 1

Эффекты ADB для улучшения видимости. (a) Традиционное зональное экранирование, которое чрезмерно маскирует дорожный знак и пешехода. (b) Точечное экранирование встречных и ведущих транспортных средств.

В качестве альтернативного решения для ADB мы разработали двумерный оптический сканер на основе микроэлектромеханической системы (МЭМС) для получения различных рисунков освещения на люминофорном материале, которые проецируются вперед через формирующие линзы. Тонкопленочная пленка оксида цирконата-титаната свинца (PbZrTiO3, PZT) используется для пьезоэлектрического возбуждения механических колебаний сканирующего зеркала для рисования рисунков Лиссажу синхронно с лазерным диодом (LD).В этой статье мы обсуждаем механо-электрические структуры оптического сканера, а также основные характеристики колебаний, которые были настроены для приложений, установленных на транспортных средствах. Тестовый модуль фары ADB собран со сканером и испытан в полевых условиях, чтобы продемонстрировать освещение, зависящее от крейсерской скорости, и распознавание пешеходов с помощью узорчатого освещения. Этот документ включает расширенные результаты, основанные на технических отчетах, представленных на IEEE OMN 2019 10 и ISAL 2019. 11

2.

ADB Optics

На рисунке 2(a) показана архитектура системы ADB, разработанная в этой работе. Коллимированный пучок ЛД (длина волны 450 нм, максимальная мощность 3,5 Вт) пространственно управляется двумерным оптическим сканером МЭМС для формирования структурированного светового листа на люминофорной пластине, где синий свет преобразуется в рисунок белого света. высокой яркости, которая затем выбрасывается вперед через проекционные линзы. Цифровой контроллер ADB считывает переменные состояния, такие как изображение, распознаваемое бортовой камерой, угол поворота рулевого колеса и крейсерскую скорость транспортного средства, и управляет рабочим напряжением сканера и током подачи LD.Интенсивность LD модулируется синхронно со сканером MEMS для создания растровых изображений Лиссажу с разрешением Quarter Video Graphics Array или эквивалентным.

Рис. 2

Оптика для ADB. (а) блок-схема системы и (б) реализация в блоке фары.

Благодаря быстрому отклику LD проецируемый свет может содержать мелкие затемненные точки в произвольных положениях, как это задает логика программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA). При постоянной мощности ЛД яркость проекции определяется площадью сканирования на люминофорной пластине; яркость пятна увеличивается, когда свет возбуждения фокусируется в маленьком пятне, в то время как яркость уменьшается, когда возбуждение разбавляется за счет окрашивания большой области на люминофорной пластине.Таким образом, общая мощность синего света преобразуется в проекционный свет с высокой эффективностью использования, что недостижимо для оптики, основанной на цифровом зеркале или жидкокристаллических пикселях, поскольку свет, заблокированный таким ПМС, в конечном итоге расходуется в виде тепла в система АБР.

На рисунке 2(b) показана фотография собранного блока фары, который необходимо установить на правую сторону автомобиля; два модуля из трех, обведенные пунктирными линиями, представляют собой MEMS-ADB, которые в комбинации охватывают области высокой и низкой освещенности.В конечном продукте может использоваться один модуль MEMS, но на этом этапе исследований и разработок используются два модуля для различных испытаний. Из-за относительно большого угла сканирования МЭМС каждая оптика упаковывается в небольшой объем 7×7×10  см3 или меньше. Температурный режим устройства должен быть тщательно продуман, поскольку бортовая электроника должна работать в широком диапазоне температур от −40°C до +125°C, что является более строгим, чем для большинства бытовой электроники, от −40°C. С до +85°С.

3.

Оптический сканер MEMS PZT

3.1.

Конструкция устройства

Среди различных электромеханических принципов срабатывания, включая электростатический, 12 электромагнитный, 13 и электротермический, 14 , мы выбрали пьезоэлектрический механизм срабатывания для оптического сканера MEMS из-за его большой площади плотности силы, достижимой в относительно низкое напряжение. 15 Кроме того, пьезоэлектрический привод не требует тонкого воздушного зазора, неизбежно необходимого при электростатическом приводе, который может стать уязвимым к тепловому расширению при высокой температуре.

Изображение сканера, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), показано на рис. 3(а). Весь чип выполнен из наплавленной пластины кремний-на-изоляторе (КНИ) с активным слоем кремния толщиной 50  мкм и сформированным на нем тонкопленочным пьезоэлектрическим слоем. Диск в середине представляет собой зеркало диаметром 1,5 мм, которое поддерживается парой торсионных балок шириной 50  мкм, длиной 200  мкм и толщиной 50  мкм. Светло-серые области на РЭМ соответствуют структурам с металлизацией исполнительных механизмов, электрических соединений и отражателя зеркала.В частности, конструкции серповидной формы представляют собой пару униморфных приводов ЦТС для возбуждения резонанса зеркального диска вокруг оси вращения торсионов. Квадратный блок, содержащий зеркало и серповидные приводы, представляет собой карданную раму, которая поддерживается парой извилистых подвесов шириной 300   мкм и длиной 4 мм. Комбинация наклонного движения карданного подвеса и вращения зеркала вне плоскости составляет двумерное сканирование для управления лучом.СЭМ-изображение крупным планом изогнутого угла извилистых подвесок показано на рис. 3 (b), где видны три соцентрических дуговых рисунка; это линии электрических соединений тонкопленочных металлов, под которыми заложен слой ЦТС.

Рис. 3

РЭМ-изображения оптического МЭМС-сканера. (а) Вид всего чипа и (б) крупное изображение изгибающегося угла извилистых подвесок.

Принцип срабатывания показан на рис. 4(а). Кремниевая балка, покрытая металлическим слоем, служит нижним электродом для пьезоэлектрического униморфного привода.Верхние электроды смещены постоянным током той же полярности, а на него наложены дифференциальные переменные напряжения противоположной полярности. Следовательно, один из приводов PZT создает продольное сжимающее напряжение в верхней обшивке балки, а другой создает растягивающее напряжение, тем самым изгибая балку в S-образной форме, чтобы скрутить торсион, прикрепленный посередине; это вращательное движение передается на зеркальный диск для возбуждения механического резонанса для быстрого горизонтального сканирования.

Рис. 4

Применение пьезоэлектрического униморфного срабатывания.(а) Скручивание торсиона с использованием пары изгибающихся балок и (б) последовательное соединение изгибающихся балок для накопления углового отклонения.

Медленное сканирование в ортогональном направлении создается каскадными консолями PZT, как показано на рис. 4(b). Консоли механически соединены в одно целое, образуя извилистую подвеску, а отдельные электроды электрически соединены в любом другом положении, тем самым образуя две группы электрически независимых приводов, расположенных в чередующемся формате.При приложении переменного напряжения противоположной полярности, наложенного на общее постоянное напряжение смещения, кантилеверы в одной группе отклоняются вниз, а в другой группе — вверх. Таким образом, угловое смещение каждого луча накапливается в каскадной структуре, что в конечном итоге приводит к большому углу отклонения на конце. Карданная рама сканера приводится в действие этим механизмом вокруг оси вращения, ортогональной быстрому горизонтальному сканированию.

3.2.

Процесс изготовления

Мы разработали максимально простые этапы процесса изготовления, как показано на рис.5; 15 все процессы осаждения тонких пленок выполняются в начале этапов, а вторая половина в основном предназначена для формирования рисунка пленок. Благодаря этой технологической схеме кремниевые пластины со слоем PZT можно было производить в опережающих количествах, чтобы снизить себестоимость производства.

Рис. 5

Этапы процесса изготовления пьезоэлектрического оптического сканера MEMS.

На этапе (1) процесс начинается с пластины SOI со слоем кремния толщиной 50 мкм, слоем скрытого оксида (BOX) толщиной 1 мкм и слоем кремния ручки толщиной 525 мкм.Оксид кремния толщиной ∼1  мкм образуется на поверхности в результате влажного окисления. На этапе (2) слой платины толщиной 150 нм формируется на слое титана толщиной 50 нм в качестве усилителя адгезии; эти слои работают как нижний электрод для пьезоэлектрического срабатывания. Затем PZT толщиной 3 мкм осаждается с помощью процесса реактивного ионного покрытия дуговым разрядом, 16 , который представляет собой процесс напыления со вспомогательным источником дугового разряда для электрохимической активации напыленных частиц для улучшения качества пьезоэлектрических свойств.Шаг (3) представляет собой формирование рисунка верхнего электрода, PZT и нижнего электрода путем ионного фрезерования через фоторезистивные маски. Другая фотомаска используется на этапе (4) для дальнейшего расширения травления верхней стороны в слой SOI с помощью глубокого реактивного ионного травления (DRIE) до тех пор, пока не будет остановлен слоем BOX. На этом этапе были сформированы фундаментальные структуры зеркала, торсионов и пьезоэлектрических униморфных приводов. Защищая эти тонкие структуры под пассивирующим слоем фоторезиста на этапе (5), оксид кремния на обратной стороне моделируется методом реактивного ионного травления (РИТ) с использованием CHF3, чтобы сформировать травильную маску для процесса СУХОЙ кремниевой подложки.Наконец, на этапе (6) слой BOX выборочно травится сзади с помощью RIE с использованием газа CHF3, а пассивирующий фоторезист удаляется кислородной плазмой, чтобы завершить выделение подвижных структур в сухой фазе. Узорчатая кремниевая структура, остающаяся на обратной стороне зеркала, используется для того, чтобы поверхность зеркала оставалась максимально плоской. Форма задней опоры определяется с помощью инструмента оптимизации конструкции, который учитывает механическую прочность и момент инерции с учетом плоскостности зеркала и резонансной частоты. 17

3.3.

Характеристика устройства

Характеристики пьезоэлектрического срабатывания сканера были протестированы при комнатной температуре при стандартном давлении 1 атм. На рисунке 6(а) показан механический половинный угол зеркала вокруг быстрой оси, возбуждаемый при основном резонансе 21,29 кГц однополярными дифференциальными напряжениями, приложенными к паре серповидных приводов. Максимальный полумеханический угол составлял 14 градусов при возбуждении 7,5 В постоянного тока ± 7,5 В переменного тока, что означает, что оптический угол полной ширины будет достигать 56 градусов для нормального к поверхности падения; поэтому быстрая ось с относительно широким углом сканирования использовалась для горизонтального сканирования проекции фары.

Рис. 6

Углы механического отклонения сканера в зависимости от приложенного напряжения. (а) Горизонтальная быстрая ось вокруг торсионной балки и (б) вертикальная медленная ось на конце извилистых балок.

С другой стороны, меандровые подвесы использовались для вертикальной оси, работающей на относительно низкой частоте 60 Гц. Угол отклонения контролировался с хорошей линейностью, как показано на рис. 6(b), при возбуждении аналогичными униполярными дифференциальными напряжениями. Максимальный полумеханический угол достигал 3 градусов при срабатывании 23 В даже при работе от постоянного напряжения.

Частотный спектр угла быстрой оси представлял собой квадратичный гармонический осциллятор, как показано на рис. 7(a). Типичная резонансная частота была обнаружена на уровне 21,3 кГц с полной шириной на половине максимума около 43 Гц, что соответствует добротности 500. Углы колебаний сканера контролировались встроенными пьезоэлектрическими датчиками, о которых сообщалось в другом месте 17 . составить систему управления с обратной связью.

Рис. 7

Частотная характеристика сканера. (а) Горизонтальная реакция быстрой оси на встроенный пьезоэлектрический привод.(б) Зеркальные колебания при возбуждении внешними вибрациями.

Оптический сканер для АБР не должен подвергаться воздействию внешних вибраций, присущих работе транспортного средства, включая работающие двигатели и вращающиеся колеса. Эмпирически известно, что шумы транспортных средств обнаруживаются в диапазоне частот ниже 1 кГц, и поэтому резонансные режимы сканера были тщательно разработаны, чтобы не реагировать на такое низкочастотное возбуждение. Частотная характеристика сканера на внешнюю вибрацию экспериментально наблюдалась на встряхивателе, как показано на рис.7(б); различимые пики принадлежали резонансам высших мод извилистых подвесок. Судя по ровной характеристике на частоте ниже 1 кГц, ожидалось, что сканер будет устойчивым к механическим воздействиям транспортного средства.

Как показано на рис. 8(a), пьезоэлектрическая константа d31 проявленной пленки PZT оказалась стабильной в пределах от 220 до 230  пм/В в широком диапазоне температур от 20°C до 140°C. Долгосрочные испытания пьезоэлектрической константы d31 показали ухудшение старения только на -2% после 8000 часов при 125°C.Материалы PZT обычно имеют высокую температуру фазового перехода около 340 ° C, что подразумевает большой запас до самой высокой рабочей температуры. Кроме того, температурная зависимость угла отклонения была охарактеризована в диапазоне от -40°C до +140°C, как показано на рис. 8(b), которая оказалась воспроизводимой в течение 5000 ч. Система управления ADB была разработана для компенсации влияния температуры путем считывания температуры внутри модуля фары. Из-за структуры механического усиления на задней стороне деформация зеркала от пика к впадине при 180°C оказалась не более 30 нм, что было достаточно мало для работы в качестве сканера для ADB.

Рис. 8

Температурная зависимость. (а) пьезоэлектрическая постоянная d31 и (б) углы отклонения зеркала.

4.

Демонстрация

Модуль АБР в сборе с разработанным сканером PZT был установлен на транспортном средстве, и его работоспособность была проверена в ночных условиях. На рисунке 9 сравниваются схемы освещения, проецируемые на встречный автомобиль (а) с и (б) без использования функции распознавания изображений системы ADB. В обоих случаях освещение было отрегулировано таким образом, чтобы не ослеплять водителя встречного автомобиля, положение которого автоматически отслеживалось системой визуального распознавания, связанной с бортовой камерой.При правильной настройке затемненной точки для встречного транспортного средства с высоким угловым разрешением лучше, чем 0,1 градуса, пешеход, стоящий рядом с автомобилем, был четко профилирован в свете, как показано на рис. 9 (а). С другой стороны, когда распознавание изображений было отключено, пешеход становился неузнаваемым в области затемнения, которая была слишком большой для конфигурации с ближним светом, как показано на рис. 9(b). Таким образом, было обнаружено, что ADB со сканером MEMS настраивает область затемнения при освещении с высоким разрешением, чтобы обеспечить водителю лучшую видимость.

Рис. 9

Дорожные испытания выступа АБР. (а) АБР ВКЛ. Пешеход профилирован светом. (б) ADB ВЫКЛ. Неузнаваемый пешеход в затемненной зоне.

Еще одно применение ADB — управление зоной освещения в зависимости от крейсерской скорости. На небольшой скорости водители обычно обращают внимание на близлежащие объекты, особенно при поворотах, где требуется довольно широкое боковое освещение. С другой стороны, на высокой скорости они предпочитают смотреть вдаль, и предпочтение отдается точечному освещению высокой интенсивности.Мы запрограммировали систему ADB таким образом, чтобы водители получали свет силой не менее 3 люкс, рассеянный назад от объекта впереди, и контролировали угол бокового рассеивания, а также угол наклона проекции. На рисунке 10 сравнивается расстояние освещения, адаптированное к разным скоростям движения: 190 м вперед при скорости 40  км/ч [Рис. 10(а)], на 250 м вперед при скорости 60  км/ч [рис. 10(b)], и 338 м вперед при скорости 90  км/м [Рис. 10(с)]; область освещения высокой интенсивности можно было узнать по сияющим отражателям на ограждении.В оптике ADB для низкой скорости сканер MEMS управлялся для сканирования относительно широкой боковой области люминофорного материала для освещения большой площади. При высокой скорости угол сканирования был ограничен небольшой областью, чтобы получить люминесценцию высокой интенсивности, излучающую яркий свет на расстояние.

Рис. 10

Дорожные испытания АБР, зависящего от крейсерской скорости. Световая проекция (а) 190 м вперед при скорости 40  км/ч; (б) 250 м при скорости 60  км/ч; и (c) 338 м при скорости 90  км/ч при видимости не менее 3 люкс.

5.

Заключение

В этой статье мы обсудили новое использование оптического сканера MEMS с пьезоэлектрическим приводом в системе ADB для транспортных средств, где сканер использовался для создания двумерных рисунков люминофора, которые проецировались вперед для адаптивного осветительные приборы. С развитием технологии автоматического визуального распознавания ADB стала частью системы автономного вождения, чтобы предоставить водителю наилучшие схемы освещения, автоматически распознавая ведущие / встречные транспортные средства, пешеходов и дорожные знаки.Для демонстрации мы выполнили адаптивное освещение, чтобы визуализировать пешехода, стоящего рядом с встречным транспортным средством, не проецируя ослепляющий свет на другого водителя. Мы также продемонстрировали реконфигурируемое освещение в зависимости от крейсерской скорости автомобиля. Таким образом, блок фар современного автомобиля стал усовершенствованным за счет включения адаптивного луча с использованием оптических сканеров MEMS. Система может быть дополнительно расширена за счет включения функции LiDAR (Light Detection And Ranging) для определения дальности и функции оптических линий связи между транспортными средствами, которые можно использовать в технологии автономного вождения передовых интеллектуальных систем дорожного движения (ITS). .

Благодарности

Часть этого исследования была поддержана Японским обществом содействия науке (JSPS) в рамках «Программы финансирования для ведущих мировых исследователей следующего поколения (Программа NEXT)», инициированной Советом по науке и технологиям. Политика (CSTP), Грант № GR024. Авторы объявили, что нет никаких конфликтов интересов.

Ссылки

4.

«Адаптивная фара дальнего света для транспортных средств», патент США US 9,873,372 B2 (2018 г.).

9.

«Пиксельная проекция для автомобильных фар», патент США US 10 066 799 B2 (2018 г.).

11. 

Миячи и др., «Разработка лазерных сканирующих фар с использованием MEMS-зеркала». в проц. 13-й междунар. Симп. Автомобильное освещение, 515 –524 (2019). Google ученый

Биография

Томотака Асари получил степень бакалавра и магистра физики в Йокогамском национальном университете в 2008 и 2010 годах соответственно. Он присоединился к Seiko Epson Corporation в 2010 году и занимался разработкой кварцевых гироскопов.С 2016 года он занимается разработкой МЭМС-сканеров в Stanley Electric Co., Ltd.

Хироши Тосиёси получил степень доктора медицины и доктора наук в области электротехники в Токийском университете, Токио, Япония, в 1993 и 1996 годах. , соответственно. Он присоединился к Институту промышленных наук Токийского университета в 1996 году. С 1999 по 2001 год он был приглашенным доцентом в Калифорнийском университете, Лос-Анджелес, Калифорния, США. С 2009 года профессор.Его исследовательские интересы включают оптические МЭМС, силовые МЭМС и КМОП-МЭМС.

Биографии других авторов отсутствуют.

Как выбрать лампу для прожектора для вашего автомобиля?

В этой статье мы обсудим, как выбрать подходящую светодиодную лампочку для прожектора ближнего света. Следующие пункты будут полезны для лучшего понимания:

 

1.Введение в структуру ксенонового проектора
2. Преломление света внутри ксенонового проектора
3. Тест для различных типов светодиодных ламп

 

Как определить подходящую светодиодную лампу для проектора? То есть как правильно выбрать светодиодную лампочку для ксенонового проектора. Большинство людей предпочитают яркий и равномерный свет плоского луча, излучаемый ксеноновым проектором.

 

Даже некоторые люди принесли очень яркую светодиодную лампу фары на вторичном рынке для своего проектора, но они чувствуют себя не такими яркими во время вождения после того, как они установили ее, потому что световой поток не работает должным образом или излучает достаточную яркость для вождения по некоторым причинам.Так что же не так с этим результатом?

 


 

Разборка конструкции ксенонового проектора

 

Прежде чем объяснять эту путаницу, давайте сначала посмотрим на ксеноновый прожектор, который разбирается с Cadillac SRX 2016.

 

 

Это простой взгляд на первый взгляд. Но какова функция каждой части? Давайте разберем его, чтобы мы могли лучше узнать ксеноновый проектор.

 

 

Выкрутить и проектор разобрать.

 

 

Теперь у нас есть общее представление о конструкции ксенонового проектора. Короче говоря, проектор состоял из линзы, экрана и внутреннего эллипсоидального рефлектора. Но у нас до сих пор нет понимания, почему эти яркие светодиодные фары не излучают достаточно света в проекторе. Это относится к преломлению света внутри проектора и углу луча лампочки.

 

– Преломление света внутри проектора
Три части ксенонового проектора выполняют свои роли.Они могут концентрировать свет лампочки внутри и правильно отражать наружу. Экран заблокирует часть света для бликов и создаст светотеневую границу. Линза тем временем фокусирует свет.

 

 

– угол луча лампочки
Таким образом, мы знаем, какую роль играет каждая часть проектора. Далее поговорим об угле луча лампочки. Лампочка, которую мы видим на вторичном рынке, обычно имеет угол луча 320-360 градусов.Но когда они используются в ксеноновых проекторах, часть светового потока будет отражаться наружу. Потому что щит будет блокировать свет, который находится под щитом. Возьмите два примера, чтобы лучше понять.

 

Пример объяснения угла луча

 

Немного сложно понять абстрактное объяснение? Давайте также упростим понимание. Мы протестируем 8 светодиодных ламп накаливания (F2, 360 Y1, 360 x5, 360 x6, G8L, PF, PM, PJ и 4COB) по 2 штуки.5-дюймовый ксеноновый проектор и 3-дюймовый ксеноновый проектор для оценки диаграммы направленности луча и уровня освещенности.
В этой статье мы тестировали лампочку по стандарту SAE(DOT) на расстоянии 3,5 метра.

 

 

Здесь вы можете прочитать нашу последнюю статью: Что такое хорошая диаграмма направленности фар? (DOT/ECE), чтобы узнать больше о диаграмме направленности луча.

 


 

Теперь давайте поиграем, чтобы посмотреть представление.

 

ДВУХСТОРОННЯЯ СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПОЧКА – СВЕТОДИОДНАЯ ФАРА F2 (ВИД СВЕРХУ)

 

Это корпус с технологией двустороннего светодиодного чипа, его угол луча показан ниже

 

 

Установить в 2.5-дюймовый проектор (слева) и 3-дюймовый проектор (справа), рисунок светового луча на стене показан ниже

 

 

 

Это двухсторонняя светодиодная лампа F2, используемая в 2,5-дюймовом ксеноновом проекторе. Вы можете заметить, что вокруг линии 6 есть темное пятно, на дальнем расстоянии излучается только яркий свет (контрольная точка 7,9,6), что означает, что он создает хороший свет на дальнем расстоянии, но слабый свет перед транспортным средством.

 

 

При тестировании 3-дюймового ксенонового проектора ситуация аналогична проектору. лампа F2 образует темное пятно в центре луча.

 


 

ЛАМПОЧКА НА 360 УГЛОВ СВЕТА (ВИД СВЕРХУ)

 

– 360 Y1 СВЕТОДИОДНАЯ ФАРА
А вот и светодиодная лампа 360 Y1. Угол луча составляет 360 градусов, как показано ниже.

 

 

Установить в 2.5-дюймовый проектор (слева) и 3-дюймовый проектор (справа), рисунок светового луча на стене показан ниже

 

 

 

Контрольные точки 7, 6, 9 — 1230, 1756 и 1338 лк из теста, 6-я строка — 1171 лк, 6-я строка — 970,6 лк.

 

 

По сравнению с 2,5-дюймовым проектором контрольные точки 7, 6, 9 составляют 1407, 1422 и 1771 люкс, линия 6 — 1171 люкс.

 

– СВЕТОДИОДНАЯ ФАРА 360×5
Угол светового пучка составляет 360 градусов, как и у 360 Y1, как показано ниже.

 

 

Установите в 2,5-дюймовый проектор (слева) и 3-дюймовый проектор (справа), рисунок светового луча на стене показан ниже

 

 

 

Контрольные точки 7, 6, 9 — 805,1, 872,9 и 908,4 лк из теста, линия 6 — 851 лк.

 

 

По сравнению с 2,5-дюймовым проектором, контрольные точки 7, 6, 9 соответствуют 953,6, 961,5 и 1573 лк, строка 6 соответствует 1293 лк

 

– СВЕТОДИОДНАЯ ФАРА 360 x 6
Угол рассеивания 360 x 6 аналогичен 360 x 5 и 360 Y1

 

 

Установить в 2.5-дюймовый проектор (слева) и 3-дюймовый проектор (справа), рисунок светового луча на стене показан ниже

 

 

 

Контрольные точки 7, 6, 9 — 968,7, 1043 и 1057 лк из теста, строка 6 — 944,6 лк

 

 

По сравнению с 2,5-дюймовым проектором, контрольные точки 7, 6, 9 — 1047, 1044 и 1543 люкс, линия 6 — 1440 люкс

 

Все эти три лампочки имеют красивый световой пучок.Позиция хотспота находится рядом с линией 6, это слишком низко, это означает, что самое яркое место находится перед автомобилем, это около 20 метров, недостаточно света на 50 метрах и 70 метрах.

 


 

СВЕТОДИОДНАЯ ФАРА G8L (ВИД СВЕРХУ)

 

Теперь перейдем к односторонней светодиодной микросхеме, первой является светодиодная лампа G8L. Его угол луча, как показано ниже.

 

 

Установите в 2,5-дюймовый проектор (слева) и 3-дюймовый проектор (справа), рисунок светового луча на стене показан ниже

 

 

 

 

Вы можете видеть рисунок луча выше, горячая точка очень яркая, но обе стороны тусклее.Когда он используется в 2,5-дюймовом проекторе, световой луч не излучает с равномерным освещением для обеих сторон. Контрольная точка 7 имеет освещенность 1470 лк, а линия 6 – 1749 лк, а контрольная точка 14 и 15 – 74,4 лк и 255,7 лк с обеих сторон, линия 6 – 1749 лк.

 

 

Когда в 3-дюймовом ксеноновом проекторе точка доступа по-прежнему очень яркая, обе стороны тусклее. По сравнению с 2,5-дюймовым проектором контрольные точки 7, 6, 9 составляют 1760, 1670 и 2478 люкс, линия 6 — 1184 люкс.

 

Поскольку светодиодный чип G8LP был разработан с линзой, несмотря на то, что он излучает с одной стороны, линза на светодиодном чипе фокусирует свет в центре луча, угол светового луча ограничен. В проекторе световой луч яркий в центре, но очень слабый в широком.

 

 

Рисунок луча на стене может объяснить ситуацию с горячей точкой. Прожектор объектива на корпусе приводит к яркости, которая ярче в середине и тусклее с обеих сторон.

 


 

Лампа для проектора A new trend (ВИД СВЕРХУ)

 

– PF СВЕТОДИОДНАЯ ФАРА

 

 

Установите в 2,5-дюймовый проектор (слева) и 3-дюймовый проектор (справа), рисунок светового луча на стене показан ниже

 

 

 

PF светодиодная фара с внешним драйвером. Контрольные точки 7, 6, 9 могут достигать 1924, 1968 и 1926 люкс соответственно, линия 6 — 1346 люкс, ярче, чем галогенная лампа.Нет темных пятен.

 

 

В 3-дюймовом проекторе контрольные точки 7, 6, 9 соответствуют 1550, 1404 и 2266 лк, строка 6 соответствует 655,9 лк

 

– PM СВЕТОДИОДНАЯ ФАРА

 

 

Установите в 2,5-дюймовый проектор (слева) и 3-дюймовый проектор (справа), рисунок светового луча на стене показан ниже

 

 

 

ПМ светодиодная фара с салонным драйвером, а контрольная точка 7, 6, 9 — 1590, 1606 и 1505 лк соответственно, строка 6 — 965.6 люкс

 

 

Контрольные точки 7, 6, 9 — 1132, 1124 и 1716 люкс соответственно, линия 6 — 737,5 люкс, используемые в 3-дюймовом проекторе.

 

– СВЕТОДИОДНАЯ ФАРА PJ

 

 

Установите в 2,5-дюймовый проектор (слева) и 3-дюймовый проектор (справа), рисунок светового луча на стене показан ниже

 

 

 

Светодиодная фара

PJ выполняет равномерную диаграмму направленности, обеспечивает широкий световой пучок, видимый со стандартного экрана.Контрольные точки 7, 6, 9 — 1287, 1390 и 1373 лк соответственно, линия 6 — 1480 лк

 

 

При использовании в 3-дюймовом проекторе контрольные точки 7, 6, 9 соответствуют 1900, 2109, 2470 лк, строка 6 соответствует 1745 лк

 

Все эти три светодиодные лампы подходят для ксеноновых проекторов. Они достаточно яркие для освещения дороги. PM и PF излучают хороший световой пучок без темных пятен. ПФ ярче ПМ. Для светодиодной фары PJ ее равномерный свет излучает плоский световой луч и не имеет темных пятен.

 


 

Четырехсторонняя светодиодная лампа фары (ВИД СВЕРХУ)

 

В этой лампе используется четырехсторонняя светодиодная микросхема, ее угол луча близок к светодиодной лампе серии 360.

 

 

Установите в 2,5-дюймовый проектор (слева) и 3-дюймовый проектор (справа), рисунок светового луча на стене показан ниже

 

 

Когда мы протестировали его в 2,5-дюймовом проекторе, он показал странную картину луча, в центре светового луча появилось темное пятно.Все тестовые точки не имели высокого значения освещенности.

 

 

Такое же состояние у 3-х дюймового проектора, вы можете прочитать его ниже.

 

 

Четырехсторонняя светодиодная лампа плохо работала в проекторе с низким уровнем освещенности, который не мог обеспечить яркий и широкий луч, соответствующий Правилам безопасности дорожного движения и СТАНДАРТУ ECE/DOT.

 

После тестирования этих 9 типов светодиодных ламп нет большой разницы между 2.Проектор 5 дюймов и проектор 3 дюйма. Значение в люксах, используемое в 2,5-дюймовом и 3-дюймовом проекторе, показано ниже, вы можете прочитать его лучше.

 

 

Проведя тест выше, мы теперь знаем, что равномерное освещение лучше для движения по дороге при использовании в ксеноновом проекторе. И лампочка с углом луча 360 градусов хороша для диаграммы направленности, но другой диаметр сделает другое положение точки доступа. Большой диаметр делает хотспот ниже, что означает хороший свет на ближнем расстоянии, но слабый на дальнем.

 


 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Независимо от того, какие лампы вы выберете для проектора, они должны соответствовать Правилам дорожного движения, чтобы обеспечить безопасное вождение. Чтобы выбрать диаграмму направленности и яркость луча для движения по дорогам, вы должны выбрать подходящий вариант в соответствии со своей ситуацией.

 

Выбор прожекторной светодиодной фары, представленный в этой статье, подходит для ближнего, а не для дальнего света.
Вам нравится это эссе? Поделитесь с друзьями или подпишитесь на нас в Facebook, мы будем держать вас в курсе всех последних новостей.

 

А так же расскажите, о чем новеньком хотите прочитать…
1.Как подобрать прожекторную светодиодную фару для биксенонового прожектора
2.Еще идеи? Просто напишите комментарий, чтобы сообщить нам.

Что делать, если фары автомобиля заливаются водой

Многие водители сталкивались с разочарованием, увидев, что фары их автомобилей запотевают из-за конденсата. Влага может не только ослабить свет, который излучают ваши фары, но и со временем может вызвать коррозию всей сборки.Итак, почему у вас начали запотевать фары? И что вы можете с этим поделать?

Почему автомобильные фары заливаются водой?

Фары выделяют тепло при использовании. Они нуждаются в надлежащей вентиляции, чтобы предотвратить скопление конденсата внутри устройства, особенно когда автомобиль не используется. Если внешняя линза остывает быстрее, чем воздух внутри блока фары, может образоваться конденсат. Вот почему вы можете увидеть туман в фарах первым делом утром после того, как припарковали машину на ночь.

Большинство корпусов фар имеют вентиляционные отверстия в нижней и верхней части для регулирования разницы давлений. В противном случае устройство в конечном итоге треснет и сломается. Виновником может быть плохое уплотнение фары или трещина в корпусе фары. Любой сценарий позволит влаге просочиться в сборку и вызвать запотевание и, возможно, другие проблемы.

В некоторых автомобилях плохо вентилируются фары. Еще одним фактором может быть место, где припаркован ваш автомобиль. Если он хранится в прохладных подземных парковках или во влажных тенистых местах, это может привести к образованию конденсата.

Что можно сделать конденсат?

Запуск двигателя и включение фар может создать достаточно тепла для испарения влаги. По мере того, как день продолжается и температура повышается, конденсат может высохнуть. Поездка может прояснить это; это позволяет воздуху проходить через вентиляционные отверстия в устройстве так же, как антиобледенитель сушит лобовое стекло.

Если запотевают фары, рекомендуется проверить вентиляционные отверстия блока на наличие засоров.Убедитесь, что в вентиляционных отверстиях нет мусора, насекомых и любых других предметов, которые могут блокировать поток воздуха. Некоторые люди даже продувают вентиляционные отверстия консервированным сжатым воздухом, чтобы тщательно их очистить.

Если в блоке фары много воды, попробуйте снять корпус и высушить его вручную. Слейте воду и протрите корпус стандартным медицинским спиртом. Очистите его и повторите процесс. Дайте всему высохнуть на солнце или в теплом месте. Проверьте вентиляционные отверстия, чтобы убедиться, что они чистые и прозрачные.

Когда менять фары

Является ли конденсат в ваших фарах постоянной проблемой? Возможно, вы заметили, что после дождя в сборке скапливается вода. Это может указывать на неисправную резиновую прокладку или трещину в фаре. Прокладки часто можно легко заменить по отдельности. Если в корпусе есть трещина, к сожалению, вам, скорее всего, придется заменить весь блок.

Если вы все перепробовали и все еще видите много воды, заполняющей ваши фары, пришло время подумать о восстановлении ваших фар.Фары являются жизненно важной частью вашего автомобиля, обеспечивая безопасность в ночное время и при определенных неблагоприятных погодных условиях.

Если вы обнаружите трещины или другие повреждения на корпусе, ситуация со временем будет только ухудшаться. Кроме того, чем дольше влага находится в фарах, тем выше вероятность того, что она проникнет в саму фару. И это повреждение может привести к большему счету за ремонт.

Возможно, пришло время заменить фары, если их корпус грязный, облачный или туманный.Защитное покрытие со временем разрушается под воздействием элементов и ультрафиолетовых лучей. Это сделает корпус грязным и повлияет на то, насколько хорошо работают фары, когда они вам нужны. Химические вещества и грязь также могут привести к повреждению и придать фарам затуманенный вид.

Если вы плохо видите во время вождения и больше полагаетесь на дальний свет, стоит подумать о замене. Ухудшение видимости может представлять опасность для вас и ваших пассажиров.

Наконец, если вы планируете продать свой автомобиль в ближайшее время, восстановление фар поможет вам получить более выгодную цену.Независимо от того, восстанавливаете ли вы их для себя или планируете продать автомобиль, это может значительно улучшить его внешний вид.

.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.