Эволюция автомобильных фар: от керосина до светодиода
Портал Kolesa.Ru проследил за тем, как менялась конструкция автомобильных фар, и выяснил, какой будет светотехника на массовых авто в недалеком будущем.
Сегодня в это сложно поверить, но на первых автомобилях устройств, которые сейчас официально именуются «световыми приборами», не было вовсе! Езда на «самобеглых экипажах» во времена Готтлиба Даймлера и Карла Бенца была весьма рискованным занятием и в светлое время суток. А уж о том, чтобы ездить ночью, мало кто помышлял.
Фото: Oldmotor.com; Media.daimler.com
Однако с началом эры массового распространения автомобилей проблему освещения дороги непосредственно перед движущейся машиной решать было просто необходимо.
«Керосинки»
Первые автомобильные фары представляли собой просто-напросто керосиновые лампы. Их главными преимуществами на тот момент была простая, как правда, конструкция, а также возможность максимальной унификации со светильниками, массово распространенными в быту.
На этом, однако, все плюсы «керосинок» для автомобилиста заканчивались, поскольку со своей основной задачей такие фары справлялись отвратительно. Они не столько освещали путь перед машиной, сколько обозначали ее присутствие на дороге. На автомобилях тех лет применялись также масляные светильники, и по эффективности они соответствовали «керосинкам». Замена им была разработана весьма быстро.
С паровоза на автомобиль
В 1896 году, всего через 10 лет после того, как Карл Бенц получил патент на свой первый автомобиль, авиаконструктор Луи Блерио предложил использовать на машинах ацетиленовые фары. Аналогичной конструкции прожекторы активно применялись в то время на… паровозах!
Фото: Tomislav Medak/Wikipedia.org
Дорогу такие фары освещали уже вполне сносно, но активное их использование сопровождалось для водителя «танцами с бубном». Чтобы включить головной свет, нужно было открыть кран подачи ацетилена, затем открыть стеклянные колпаки самих фар и, наконец, зажечь спичкой горелки. Ацетилен при этом вырабатывался прямо на ходу: в отдельном баке, разделенном на два отсека, в который перед поездкой нужно было засыпать карбид кальция и залить воду.
Ацетиленовые светильники, к слову, применяются до сих пор. Например, на расположенных в отдаленных районах маяках – в случае, если для них невозможно или невыгодно вести отдельную линию электропередачи или ставить автономный генератор.
Плюс электрификация всех авто
Хорошо знакомые нам электрические фары стали широко применяться на автомобилях с начала 20-х годов XX века. Впрочем, на моделях класса «люкс» их начали использовать даже раньше: с середины 10-х гг. – практически сразу после изобретения. Одними из первых электрофары в стандартной комплектации получили Cadillac Model 30 и легендарный Rolls-Royce Silver Ghost.
По сути, первые подобные фары представляли собой электрические прожекторы, и с основной своей задачей они, естественно, справлялись на ура. Возникла, однако, другая проблема: водители, ехавшие ночью встречными курсами, нещадно ослепляли друг друга. Так появились первые корректоры фар, причем разных типов: рычажные, тросовые, гидравлические. Некоторые производители выводили на переднюю панель рычажок реостата, которым водитель мог отрегулировать яркость ламп.
До чего дошел прогресс…
На первый взгляд современные автомобильные фары далеко «уехали» от прожекторов начала 20-х. Отчасти это действительно так, но… Как говорят в Одессе, вы будете смеяться: в целом конструктивная схема фар головного света и сегодня остается той же! Они по сию пору состоят из корпуса, отражателя, рассеивателя и лампы – источника света.
Прогресс, однако, на месте не стоит, и в рамках этой нехитрой принципиальной схемы конструкция автомобильной фары регулярно дополнялась важными элементами, делавшими ее все более функциональной, долговечной, удобной и безопасной в использовании.
Так, в 1919 году компания Bosch представила лампу с двумя нитями накаливания. Вкупе с изобретенным к тому временем рассеивателем это был важный шаг на пути решения проблемы, над которой бились конструкторы все предыдущие десятилетия: как эффективно освещать дорогу и при этом не слепить встречных?
В середине 50-х французская фирма Cibie предложила революционное по тем временам решение, применяемое до сих пор. Идея состояла в создании асимметричного пучка света, чтобы со стороны водителя фары светили ближе, чем со стороны пассажира. С 1957 года подобное распределение света входит во все европейские технические регламенты для автомобилей массового производства.
В 1962 году компания Hella представила первую автомобильную галогенную лампу. Колба такой лампы заполняется галогенидами – газообразными соединениями йода или брома, препятствующими активному испарению вольфрама с нити накаливания. В итоге светоотдача «галогенки» выросла в полтора раза по сравнению с лампами прежних поколений, ресурс – сразу вдвое, снизилась теплоотдача, да еще и сама лампа стала гораздо компактнее! Галогенные лампы до сих пор остаются «золотым стандартом» в области автомобильной светотехники.
Citroen AMI: один из первых в мире серийных автомобилей с прямоугольными фарами.
Примерно в те же годы стали производиться автомобили с фарами прямоугольной формы. Затем, с внедрением технологий компьютерного моделирования, конструкторы получили возможность создавать комбинированные рефлекторы сложной формы: с делением на сегменты, каждый из которых по-разному фокусирует световой пучок.
В 1993 году Opel впервые применил на массовом автомобиле (модель Omega) пластиковый поликарбонатный рассеиватель. Это улучшило светопропускание фары и радикально снизило ее общую массу: почти на килограмм.
В конце 90-х – начале 2 000-х началось широкое применение так называемых поворотных фар, световой пучок в которых направлялся вправо/влево вслед за соответствующим поворотом рулевого колеса. Первые эксперименты в этом направлении начались практически сразу после изобретения электрических фар. Однако вскоре попали чуть ли не под законодательный запрет: технологии того времени не позволяли менять направление светового потока так быстро, как это было необходимо во время движения автомобиля.
Довести идею до ума одной из первых смогла компания Citroen при технической поддержке уже упомянутой фирмы Cibie. Первые поворотные фары дальнего света появились в 1968 году на легендарной модели DS.
К слову, сегодня функция освещения траектории движения в повороте отнюдь не всегда реализуется за счет поворачивающегося прожектора. На недорогих машинах эта задача возлагается на дополнительные боковые лампочки или «противотуманки».
Opel Signum (слева) и рентген-схема его поворотных фар головного света.
Впрочем, даже самый «продвинутый» вариант поворотного света – комбинированный, при котором на малых скоростях включаются боковые лампы, а на высоких – поворачивающиеся прожекторы, – перестал быть уделом моделей класса «Люкс». Такие фары доступны и на автомобилях гольф-класса. Хотя опция эта – отнюдь не дешевая…
В настоящее же время мы наблюдаем, по сути дела, закат «карьеры» лампы накаливания как основного источника света в автомобильных фарах. Эффектную точку в ней призваны поставить газоразрядные лампы. Более известные широкой публике как ксеноновые.
Даже в самом простом варианте использования ксенона – в качестве заполнителя колбы лампы накаливания – эффективность освещения существенно возрастает, а световой поток приближается по спектру к солнечному излучению.
Максимальной же эффективности работы традиционных фар можно добиться при использовании ксеноновых газоразрядных ламп, в которых светится не вольфрамовая нить, а сам газ при подаче высокого напряжения. «Ксенон» потребляет значительно меньше энергии, светит вдвое ярче обычных «галогенок», а служит при этом гораздо дольше за счет принципиального отсутствия хрупкой нити.
Первым серийным автомобилем с ксеноновыми газоразрядными лампами (производства Bosch) стал BMW 750iL 1991 модельного года.
«Безламповое» будущее
Но, как бы ни были эффективны ксеноновые лампы, – будущее, по мнению специалистов, за фарами на основе светодиодов. Инженеры Philips, например, заявляют, что уже в ближайшее время такие фары вытеснят не только «ксенон», но и галогеновые лампы.
Фото: компания Hella
Светодиоды потребляют меньше энергии, нежели традиционные лампы, а служат едва ли не на порядок дольше. Но главное – устройство светодиодных фар проще, чем ксеноновых, а кроме того у них практически отсутствует характерная для «ксенона» инерция при включении.
Первыми серийными автомобилями с оптикой на светодиодах были, как водится, люксовые модели. В 1992 году BMW 3-Series Cabrio получил центральный светодиодный стоп-сигнал, в начале 2000-х на Audi A8 W12 появились светодиодные дневные ходовые огни. А на Lexus LS 600h 2008 года передние блок-фары впервые в мире стали полностью светодиодными.
Ну а сегодня такие системы головного освещения уже не являются экзотикой. Полностью светодиодные фары (правда, пока только в качестве опции) получил, например Seat Leon нового поколения.
Думается, пройдет совсем немного времени – и подобные фары будут столь же привычны на массовых авто, как и сегодняшние «галогенки»…
Еще один «стандарт будущего», о котором нельзя не сказать: на концептах немецких производителей – Audi и BMW — уже используются лазерные фары.
И если Audi со слов исполнительного директора Руперта Штадлера собирается оснащать лазерной оптикой серийные модели, но не называет никаких конкретных дат, то в BMW уже предлагают лазерные фары в качестве опции для спортивного гибрида i8, серийный выпуск которого назначен на 2014 год.
В январе текущего года на выставке потребительской электроники CES в Лас-Вегасе во время демонстрации концепт-кара Audi Sport quattro, оснащенного инновационными фарами, компания производитель рассказала про отличительные особенности лазерных диодов от традиционных, упомянув дальность освещения – фантастические 500 метров!
Экономичность, компактность и могучая интенсивность света — вот безусловные козыри лазерной оптики. Естественно никто не будет светить лазером в глаза встречному потоку, тем более что решение, как сделать работу таких элементов безопасным, уже есть. Встречаем будущее!
Правильное освещение автомобиля
Вот почему так важно следить за работоспособностью освещения автомобиля
Каждый год более половины автомобилистов России эксплуатируют свои автомобили с неисправными стоп-сигналами, габаритными огнями или фарами. К сожалению, неудовлетворительное освещение автомобиля очень часто становится причиной ДТП. Особенно в темное время суток.
С наступлением зимнего периода, когда световой день стал очень коротким, автовладельцы обязаны проверить освещение автомобиля и в случае выявления неисправностей устранить их. Вот советы для тех, кто хочет держать освещение автомобиля в должном состоянии.
К сожалению, в последнее время путешествие-осмотр по своему транспортному средству ушло из моды. Все меньше водителей обращают внимание на техническое состояние своей машины. И виноват в этом не кризис. Многие автолюбители стали относиться к машине как чайнику, микроволновке, смартфону и т. д., считая, что они могут долго работать без сбоев. Но автомобиль – это не бытовая техника, за которой также, кстати, нужно следить. Не забывайте, что транспортное средство – это предмет повышенной опасности. А безопасность за рулем – в первую очередь в руках водителя. Вот почему каждый водитель обязан регулярно контролировать техническое состояние своей машины, проверяя и осматривая все важные компоненты, прежде чем выезжать на дорогу.
Ведь не сложно перед поездкой осмотреть автомобиль. На это не нужно много времени и не обязательно быть экспертом, чтобы обнаружить многие проблемы, которые могут препятствовать поездке. Например, вы сразу увидите проблемы с шинами или нерабочие фары, габариты и поворотники.
Так что будьте внимательны к своей машине. Никогда не выезжайте на дорогу, если не уверены, что в машине исправно работают компоненты освещения и сигнальные лампы.
Как проверить освещение
Двигайтесь задним ходом перед яркой, идеально белой стеной. Затем – на педаль тормоза. Каждая сторона автомобиля должна бросать красный свет на стену, которую вы можете легко видеть в зеркале заднего вида автомобиля.
- Проверьте ближний и дальний свет фар
Разверните автомобиль и поместите его передней частью перед стеной на расстоянии нескольких метров. Таким образом вы можете легко проверить функцию ближнего и дальнего света. Это необходимо для вашей собственной безопасности и безопасности других участников дорожного движения.
Правильная настройка освещения
Регулировка фар автомобиля – это, конечно, компетенция специализированных автомастерских. Только у них есть дорогостоящее специальное оборудование, способное сделать правильные замеры передних фар.
Как правило, в автомастерской производится регулировка ближнего света фар и противотуманок.
Помните, что со временем регулировка фар может сбиваться. Это может приводить к ослеплению встречных водителей. Поэтому если вам часто мигают дальним светом, обязательно проверьте настройки фар. Вполне возможно, что ближний свет вашей машины слепит встречные автомобили.
К сожалению, во многих современных автомобилях сегодня недостаточно механической регулировки фар. Например, в некоторых новых автомобилях для регулировки ближнего света фар необходимо подключить к машине диагностическое оборудование, с помощью которого можно установить нулевое положение регулировки фар. Это в первую очередь касается современных систем освещения, таких как ксеноновые и светодиодные фары.
К сожалению, в отличие от галогенных фар ремонт, настройка неправильно работающей оптики возможны только с помощью дорогостоящего измерительного компьютерного оборудования.
Дневные ходовые огни (ДХО)
Многие водители интересуются, почему автопроизводители не оснащают заднюю часть автомобиля модными сегодня дневными светодиодными ходовыми огнями. А все дело в том, что дневные ходовые огни (ДХО) созданы для лучшего определения участников дорожного движения, которые приближаются к вам навстречу или приближаются к вам со стороны перекрестка. Поэтому нет необходимости освещать ДХО заднюю часть машины. Как видите, задача у этого вида освещения иная.
Несмотря на это, работоспособность ДХО очень важна. Если в вашем автомобиле вышли из строя дневные ходовые огни, вы обязательно должны их привести в порядок. Иначе ваша машина считается неисправной и вы не имеете права согласно ПДД выезжать на дороги общего пользования.
Светодиодные фары
Некоторых автомобилистов часто ослепляют встречные автомобили, оснащенные светодиодной оптикой. И это несмотря на то, что по яркости света для светодиодных фар ближнего света есть ограничения. Точно такие же, как предъявляются к светодиодным и ксеноновым источникам освещения. К сожалению, многие автопроизводители делают слишком яркие светодиодные фары. И пусть они хоть и проходят по нормам безопасности, в некоторых условиях светодиодные фары могут все-таки ослеплять встречный поток автомобилей. Особенно в темноте. Также ослеплены могут быть водители, у которых есть заболевания глаз.
В автомобильных светодиодах первого поколения очень резкий световой край (отсечка). В итоге переход от светлого к темному очень резкий. Это часто приводит к тому, что водитель за рулем автомобиля, оснащенного LED-фарами первого поколения, может не видеть часть объектов на дороге из-за резкого перепада от ярко-светлого к темному. Так что при движении по темной дороге лучше сбавьте скорость.
В более новых автомобилях световой край светодиодного освещения более мягкий. Это более безопасно и комфортно для водителя. Также такие фары меньше слепят пешеходов и других водителей.
Однако эффективность светодиодов падает, когда загрязняются фары. Вот почему так важно, перед тем как отправиться в путь, очистить фары от грязи и пыли. И хоть фары не сильно подвержены плохому освещению из-за загрязнения по сравнению, например, с ксеноновыми, все равно следить за частотой автомобильной оптики – обязанность каждого водителя.
Светодиодные стоп-сигналы и светодиодные поворотники
Многие автомобилисты жалуются, что светодиодные стоп-сигналы слишком яркие и часто ослепляют других водителей. Что касаемо светодиодных поворотников, то в некоторых автомобилях светодиодные поворотники выходят из строя. Да, это так. К сожалению, эти технологии еще молодые. Но тем не менее они разрешены для использования на автомобилях.
Так что если вас ослепляют задние стоп-сигналы какого-нибудь модного нового авто, просто не подъезжайте слишком близко к машине. Или пользуйтесь специальными очками для ночного вождения. Также вы можете просто не смотреть на светодиодные стоп-сигналы, а перевести свой взгляд на правую полосу движения, отведя глаза в сторону.
К счастью, автопроизводители давно знают об этой проблеме и в настоящий момент пытаются уйти от использования слишком ярких задних фар.
Советы по хорошей видимости в темноте
- В основном вы должны настроить свой стиль вождения на максимальную видимость, чтобы всегда можно было остановиться в случае появления препятствия на дороге. Соответственно, чем темнее освещение на дороге, тем медленнее вы должны ехать.
- Всегда держите окна в чистоте внутри и снаружи. Если вы носите очки, очищайте очки перед тем, как ехать в темноте, – эффекты бликов значительно уменьшаются.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Источник https://www.kolesa.ru/article/evolyutsiya-avtomobilnyh-far-ot-kerosina-do-svetodioda-2014-02-26
Источник https://4kolesa.mirtesen.ru/blog/43277718192/Pravilnoe-osveschenie-avtomobilya
Источник