Передние фары автомобиля: виды и устройство
Элементы конструкции передних блок-фар
Обратимся к истории. Первые годы и даже десятилетия автомобили оснащались самыми простыми круглыми фарами прожекторного типа. Ситуация начала меняться ближе к концу ХХ века: изменялась эргономика и аэродинамика автомобилей, появлялась новая форма кузова, и потребовались новые конструкторские решения. Особенности формы и расположения прежних фар не могли уже вписаться в плавные обтекаемые линии. Слово взяли дизайнеры и конструкторы, и на свет стали производиться новые фары самых разных форм, превосходящие прежние по качеству света и другим характеристикам.
Почему блок-фара, а не просто фара? В блок фары головного света в современных автомобилях входит сразу несколько составляющих:
фары ближнего света;
фары дальнего света;
указатели поворота;
габаритные огни;
дневные ходовые огни.
Такую конструкцию уже не назовешь просто фарой. Плюс ко всему этому добавляются фары противотуманные, их задача обеспечивать безопасную езду в условиях ограниченной видимости: туман, снегопад, дождь и пр.
Ближний свет
Рассмотрим некоторые блоки подробнее. В ночных условиях езды водитель использует ближний и дальний свет. Ближний позволяет создать видимость дороги на ближайшие 50-60 метров перед автомобилем и освещает правую обочину.
Ближний свет фар не должен создавать помех водителям автомобилей, движущихся навстречу. Если они сигнализируют о том, что вы их ослепляете, то необходимо отрегулировать свет фар.
В общемировой практике приняты два типа распределения потока света — европейский и американский. У каждого свои тонкости, особенности структуры и основах формирования светового пучка.
В американских автомобилях нить накала расположена чуть выше горизонтальной плоскости. Поток света распределяется на две части. Одна из них направлена на дорожное покрытие и обочину, другая — в сторону встречных транспортных средств. Можно подумать, что при этом создается аварийная ситуация, но безопасность заложена в конструкции: в автомобилях изменена глубина отражателя, формирующего нижний поток света. Такие особенности позволяют не ослеплять встречный поток транспорта.
В Европе у автомобилей нить накаливания располагается выше фокуса отражателя и имеет заслон в виде специального экрана. Он препятствует попаданию светового потока в нижнюю полусферу. Такая конструкция более комфортна для водителей, едущих во встречном потоке. Поток света направлен вперед и вниз на дорогу перед машиной.
Дальний свет
Из названия уже становится понятно, что в данном случае освещается гораздо больший участок дороги. Более интенсивный и яркий поток света позволяет освещать дорогу перед водителем на ближайшие двести-триста метров. Но такой поток точно будет ослеплять встречные машины, поэтому использовать его нужно только на тех участках дорог, где нет других автомобилей.
В некоторых современных автомобилях установлена система адаптивного освещения, она позволяет минимизировать риски яркого дальнего освещения дорожного полотна.
Как устроена современная фара
С какими бы передними фарами автомобиля мы не сталкивались, их конструктивные особенности позволяют определить три основных элемента, которые обеспечивают работу оптики.
Источник светового потока
Источник светового потока для любой фары является основным элементом. Наиболее распространенные источники в современных автомашинах — галогенные лампы. Пару десятков лет назад появились ксеноновые лампы и составили конкуренцию галогеновым. Наконец, сравнительно недавно автомобили начали снабжаться светодиодами.
Отражатель света
Вторая по важности составляющая блок-фары – отражатель света. Он представляет собой пластмассовое или стеклянное изделие с небольшим алюминиевым напылением. Основная задача этого элемента исходит из его названия — он призван отражать поток света, идущий от источника, и увеличивать его мощь. Корректоры и световые экраны, как вспомогательные элементы, распределяют лучи света в правильном направлении.
Отражатели бывают разными и в основном делятся на три вида:
Эллипсоидный отражатель. Из представленных типов этот наиболее дорогой, но и наиболее эффективный: здесь исключены светопотери и ослепление других участников движения. Работа строится следующим образом: световой поток усиливается эллиптическим светоотражателем и направляется в другой фокус в виде перегородки, которая вновь собирает свет. Тут свет снова рассеивается в сторону линзы, которая, в свою очередь, усекает его или перенаправляет. Помимо цены минус еще и в том, что при длительной эксплуатации снижается эффективность, появляются неисправности. В таком случае прямая дорога в автосервис и лишние расходы на ремонт. Самостоятельно без специального оборудования корректировку линз и ремонт произвести невозможно.
Рассеиватель
Рассеиватель — это внешняя часть фары, прозрачная стеклянная или пластмассовая. На внутренней его части расположены линзы и призмы разного размера от 1 мм до нескольких см. Главная задача рассеивателя — обеспечить защиту светового источника от внешних воздействий, рассеять поток света и направить его в нужное место. Направление светового потока регулируется разной формой рассеивателей.
Лампы и их виды
Современные автомобили оснащены несколькими видами фар, которые подразделяются в соответствии с разными применяемыми источниками света.
Лампы накаливания
Существовали очень долгое время, это наиболее простой и самый дешевый источник света. Их конструкторские особенности мало чем отличаются от простой лампочки, которые были во всех квартирах. В безвоздушной стеклянной колбе располагается вольфрамовая нить, она нагревается при поступлении напряжения и начинает светить. Но такие лампы довольно быстро перегорают, поскольку вольфрам испаряется и нить накаливания рвется. В результате с развитием современных технологий такие лампы канули в Лету и уступили свое место более передовым вариантам автомобильной оптики.
Галогенные лампы
Работа галогенных ламп абсолютно схожа с лампами накаливания, но есть одно важное отличие — это срок эксплуатации, у первых он гораздо больше. Весь секрет в принципах и составляющих. В той же стеклянной колбе находится не только вольфрамовая нить, но и пары галогенного газа (йод, бром). Между ними и атомами вольфрама происходит взаимодействие, и тут вольфрам испаряется, но при этом начинает циркулировать внутри колбы, а потом соединяется с нитью накаливания и оседает на ней. Галогенные лампы работают до тысячи часов и даже больше.
Ксеноновые лампы
В данной конструкции свет возникает с помощью нагрева газа под высоким напряжением. Но осуществить подобное возможно только при помощи спецоборудования, и стоит оно довольно дорого, увеличивая в целом цену блок-фар. Впрочем, такие расходы можно оправдать, поскольку срок службы ксеноновых фар в два раза и более превосходит галогеновые. Существуют и би-ксеноновые фары, они совмещают возможность ближнего и дальнего света.
Светодиодные лампы
Самые современные и наиболее популярные лампы — светодиодные, причем не только в автомобильной промышленности. Служат такие лампы около трех тысяч часов и больше. Потребляют они гораздо меньше энергии, нежели вышеперечисленные собратья, но обеспечивают хороший уровень освещенности. Светодиоды используются во всей системе освещения авто, а не только в передних фарах.
Оснащать светодиодами передние фары производители начали в первом десятилетии нашего века. В фары ставят сразу несколько сегментов светодиодов, чтобы обеспечить необходимую яркость освещения, иногда их число достигает два-три десятка.
Инновации
Жизнь не стоит на месте, появляются все новые и новые конструкторские решения, касаются они и системы освещения автомобиля. Вполне вероятно, пройдет немного времени, и мы будем говорить о светодиодных лампах, как об устаревших. Дело в том, что уже появилась такая технология как лазерные фары. Группа BMW уже использовала их на одном из своих автомобилей. Источником света является лазер, его свет направлен на линзу, покрытую фосфором. Таким образом появляется яркий свет, который отражатель направляет на дорожное покрытие. И если по сроку службы лазер со светодиодами примерно одинаковы, то по яркости и потреблению энергии светодиоды сильно уступают.
Помните о цене, — она для комплекта лазерных фар стартует с десяти тысяч евро, а это фактически полная стоимость бюджетной автомашины.
Но и это не все, так как в последнее время появилась еще одна разработка на основе светодиодов — матричные фары. Они напоминают глаза некоторых насекомых. Каждая секция светодиодов в таких фарах настраивается отдельно автоматически в зависимости от обстановки на дороге. В результате водитель обеспечен отличным освещением в самых сложных условиях видимости.
Как управлять передними фарами
В разных марках автомобилей предусматривается свое управление включением и выключением головного света. Бюджетные варианты авто оснащены простым ручным управлением в виде специального переключателя. Его можно обнаружить под рулем или на самой панели управления.
Новые автомобили оснащаются автоматическим устройством, позволяющим включать фары в тех или иных обстоятельствах: при запуске двигателя автомобиля или даже при открытии и закрытии дверей. Устройство может быть объединено с датчиком дождя или другими приборами, реагирующими на внешнее освещение.
Передние блок-фары улучшаются с каждым годом, появляются новые формы, дизайн, внутренняя начинка. Все направлено на удобство вождения и высокий уровень безопасности. В любом случае главная задача фар всегда будет оставаться неизменной — обезопасить водителя и пассажиров от непредвиденных ситуаций при езде в условиях ограниченной видимости и освещения.
