Устройство автомобилей
Большую часть информации о дорожной обстановке, состояния автомобиля, как во время движения, так и на стоянке водитель получает посредством зрения. Видимость на дороге ухудшается с наступлением сумерек, выпадением осадков, появлением тумана, дождя и снегопада.
Для обеспечения безопасного и комфортного управления движением автомобиля в условиях недостаточной видимости служит система освещения, в которую входят головные фары (блок-фары), задние фонари, фонари освещения заднего номерного знака, фонари освещения салона, багажного отделения, моторного отсека и вещевого ящика.
Классификация систем освещения
Современные системы освещения можно разделять по следующим признакам:
- по назначению – ближнего и дальнего света, противотуманные, ходовые, передние и задние;
- по расположению – на приборы наружного освещения (фары, фонари, расположенные вне кузова автомобиля) и внутреннего освещения (лампы и фонари для освещения внутри кузова);
- по типам светораспределения – на европейскую и американскую;
- по способу реализации системы светораспределения – на двух- и четырехфарную систему;
- по форме оптических элементов – на круглые, прямоугольные и сложной формы (гомофокальные, эллипсоидные и т. п.);
- по типу источников света – на использующие лампы накаливания, галогенные, ксеноновые (газоразрядные) и светодиодные (матричные или LED) лампы, лазерный луч;
- по конструктивным признакам – на отдельные оптические приборы и приборы, объединенные в блоки.
Фары ближнего света предназначены для обеспечения водителям видимости в обычных световых и погодных условиях.
Фары дальнего света обеспечивают обзор дороги на большом расстоянии (до 100 м и более) в темное время суток. Однако высокая яркость света этих фар может стать источником опасности для водителей встречных машин — ослепленные, они теряют видимость и возможность управления автомобилем во время движения, поэтому дальний свет рекомендуется использовать на трассах за пределами крупных населенных пунктов.
Систему переключения между ближним и дальним светом предложили и внедрили в 1915 году специалисты компании Guide Lamp Company. На первых автомобилях, оснащенных двумя типами фар, для того чтобы переключить режим приходилось останавливаться, поскольку переключатели находились непосредственно рядом с фарами. В салон авто рычаг переключения света был перенесен в 1917 году компанией Cadillac (Кадиллак), но поначалу он был ножным.
Противотуманные фары могут использоваться на любом современном автомобиле при езде в плохих погодных условиях: тумане, дожде, снеговых осадках. Их конструктивная особенность заключается в направлении светового луча вниз, на полотно дороги.
Ходовые (дневные) огни – это внешние световые приборы, которые применяются для улучшения видимости в светлое время суток в качестве более экономичной замены ближнего света. Их применение связано, в основном, с требованием включать на движущемся автомобиле ближний свет фар.
Европейская и американская системы освещения различны как по структуре создаваемого светового пучка (нормам на светораспределение), так и по принципам его формирования. Это различие обусловлено, главным образом, особенностями организации дорожного движения и качеством дорог.
Американская и европейская система освещения
Американская система освещения представляет собой размещение в фокальной плоскости параболоидного отражателя источника дальнего света (нить лампы накаливания, ксеноновая дуга и т. п.). Источник ближнего света располагается несколько выше горизонтальной плоскости, проходящей через оптическую ось отражателя, и смещен в левую сторону от нее. Благодаря этому ось светового потока ближнего света наклонена вниз и смещена в сторону к правой обочине дороги; светораспределение симметрично, как показано на рис. 1.
Основной конструктивной особенностью этой системы освещения является использование при формировании светового пучка как ближнего, так и дальнего света всей рабочей поверхности отражателя.
Американская система освещения, как и европейская, допускает двухфарное и четырехфарное исполнение.
Система освещения, называемая европейской, конструктивно выполнена иначе, чем американская. Здесь источник дальнего света имеет подковообразную форму у обычных лам накаливания (типа А12-45 40) и цилиндрическую – у галогенных (ламп типа Н4), и сориентирована вдоль оптической оси отражателя.
Получение ближнего света фар достигается размещением выше источника дальнего света металлического щитка, направляющего пучок света вниз и влево. В европейской системе освещения в режиме ближнего света используется только часть рабочей поверхности отражателя.
Главное отличие — в Европе с 1957 года принято асимметричное светораспределение с лучшим освещением правой обочины и с четкой светотеневой границей. В США и Канаде использование фар с границей света и тени разрешили только с 1997 года, причем требование по этому вопросу отсутствует.
Свет «американских» фар распределяется почти симметрично, ослепляя встречных водителей. К тому же американцы регулируют фары только по вертикали.
В США и Канаде отсутствует единый порядок сертификации приборов освещения. Каждый производитель лишь гарантирует соответствие своих фар федеральному стандарту по безопасности движения транспортных средств (FMVSS), а подтверждать это приходится, например, в случае аварии по вине световых приборов. Предполагается, что официально импортируемые из США автомобили проходят проверку на соответствие европейским нормам.
«Американские» фары маркируются аббревиатурой DOT (Department Of Transport — Министерство транспорта), а «европейские» — буквой «Е» в кружочке с цифрой-кодом страны, где фара одобрена для использования (Е1 — Германия, Е2 — Франция, и т.д.).
Следует учесть, что при прохождении техосмотра в России «американские» фары и головная оптика «праворульных» машин могут создать проблемы, так как нормативный документ, ГОСТ Р 51709-2001, регламентирует «левоасимметричное» распределение света и четкую светотеневую границу.
Четырехфарная система освещения
Необходимость совмещения в одном оптическом элементе двух режимов работы приводит к ухудшению характеристик как дальнего, так и ближнего света. Поэтому, несмотря на ряд преимуществ двухфарной системы: относительно небольшая потребляемая мощность, малый объем при монтаже на автомобиле, низкая себестоимость и технологичность, в США в 60-е годы получила распространение четырехфарная система освещения, в основе которой лежит идея распределения функции освещения по двум типам фар.
Четырехфарная система освещения состоит из четырех фар диаметром 130 мм, которые могут быть установлены как горизонтально, так и вертикально. Наружные и верхние фары всегда являются двухрежимными. Внутренние и нижние фары обеспечивают только дальний свет. При включении дальнего света работают все четыре фары, внутренние фары создают при этом направленный четкий световой пучок прожекторного типа.
Блок-фары
Блок фары со встроенными указателями поворота получили широкое распространение в 80-е годы благодаря некоторому снижению себестоимости комплекта световых приборов и более органичному эстетическому оформлению передней части автомобиля.
Блок-фары, применяемые на современных автомобилях, обычно объединяют приборы освещения и световой сигнализации, к которым относятся фары ближнего и дальнего света, указатели поворотов и габаритные фонари.
Гомофокальные и эллипсоидные отражатели фар
Постоянно увеличивающийся дефицит горючего предопределил тенденцию к снижению коэффициента аэродинамического сопротивления воздушному потоку при движении автомобиля, для чего необходимо обеспечить узкий профиль передней части автомобиля и, следовательно, ограничить высоту фары до минимума.
Эти требования практически полностью исключают использование в конструкциях фар традиционные светооптические схемы, так как для сохранения необходимого светового потока в этом случае требуется значительное увеличение глубины отражателя, что вызывает технологические трудности.
Кроме того, традиционные светооптические схемы, где функция перераспределения светового потока выполняется рассеивателем с глубокими призмами, не допускает его наклона в вертикальной плоскости на угол, больше чем на 25 градусов.
Именно эти обстоятельства привели к разработке принципиально новых конструкций фар.
Фирмой «Лукас» (Великобритания) была предложена конструкция фары, в которой отражатель выполнен в виде объединения нескольких (двух-трех) усеченных параболоидных элементов с различным фокусным расстоянием 20 и 40 мм при совмещенных положениях фокусов. Принцип объединения разнофокусных отражателей называется гомофокальным. Он позволяет подобрать и скомпоновать отражатель из отдельных секторов разнофоркусных отражателей таким образом, чтобы обеспечить формирование заданного светораспределения режимов ближнего и дальнего света с помощью отражателя. Реализация данной светооптической схемы позволила сконструировать фару, полностью удовлетворяющую современным аэродинамическим требованиям.
Эллипсоидные фары головного света, предложенные фирмой «Хелла» (Германия), представляют другое направление развития конструкции фар. Их характерной особенностью является более полное использование светового потока лампы при ближнем свете. Конструкция такой фары содержит эллипсоидный отражатель, в один из фокусов которого установлен источник света. Весь световой поток, отраженный таким отражателем, концентрируется в его втором фокусе, где в режиме ближнего света частично экранируется, что позволяет создать четкую светотеневую границу. Затем пучок корректируется с помощью достаточно простой линзы.
Для получения необходимых значений светотехнических характеристик отражатель снабжают элементами с параболоидными поверхностями, сопряженными с эллипсоидом, и преломляющими световой поток с помощью концентрических призматических элементов. К основным недостаткам этой системы следует отнести технологические трудности, высокую стоимость, а также ограничение в использовании – только в четырехфарной системе освещения.
Пути совершенствования светооптических схем и оптических элементов этим не исчерпываются. Продолжаются работы по использованию систем поляризованного света, волоконной оптики, с помощью компьютерного моделирования разрабатываются конструкции фар и формы отражателей с наиболее рациональным светораспределением.
В современных фарах могут применяться устройства, автоматически ослабляющие слепящие действие фар при встречном разъезде автомобилей и изменяющие направление светового потока при повороте автомобиля. Для управления осветительными и светосигнальными приборами широко используется электроника.
Автомобильный свет в разное время суток
Автомобильный свет – это активная безопасность на дороге, которая позволит вам получить качественную видимость дорожного полотна, заблаговременно отследить надвигающуюся опасность и предотвратить столкновение. Именно об автомобильном освещении мы с вами и поговорим в данной статье. Мы узнаем, какое освещение актуально в разное суточное время.
Освещение транспортного средства
Автомобильное освещение играет огромную роль в безопасности на дорожном полотне. В автомобиле световое оборудование делится на два типа: внутренне и внешнее. С внутренним освещение практически никогда не возникает проблем, поскольку оно не влияет на качество освещенности дорожного полота, а необходимо для того, чтобы обеспечивать видимость в салоне, бардачке, багажнике и так далее.
С внешним освещением необходимо разбираться наиболее детально. Это именно то освещение, которое обеспечивает безопасность на дороге. Внешние осветительные приборы для автомобилей позволяют вооружить водителя активной безопасностью на дороге и позволяют ему быстро реагировать ночью или же в плохие метеорологические условия, тем самым быстро предотвратить опасную аварию. В последнее время все чаще появляются новые дополнения к самым основным требованиям безопасности дорожного движения, относительно внешнего освещения.
Требования к внешнему освещению для использования в разное суточное время
Ближний свет может быть использован как ночью, так и днем. Фары такого режима должны обеспечивать качественную видимость и освещенность дорожного полотна, простираясь на 30-40 метров перед автомобилем. Особое правило – правильно настроенный луч света, который не допустит ослеплений водителей встречного транспорта.
Дальний режим света используется ночью. Такие фары должны обеспечивать освещенность, протяженностью на 150 метров перед автомобилем. Стоит отметить, что данный режим света способен улавливать светоотражающие знаки, установленные на обочине дороги и расстоянием до 250 метров от автомобиля, если в них использованы качественные световые приборы, а точнее лампы. Отметим, что эксплуатация данного режима света строго ограничено, ведь оно сильно ослепляет пешеходов, сотрудников ГИБДД, а также водителей встречного транспорта. Следовательно, режим дальнего луча используется только ночью и на загородных трассах.
Передние противотуманные фары используются при сильной непогоде. Данный тип внешних осветительных приборов используется исключительно при туманах, дождях, то есть в плохих метеорологических условиях. Противотуманки обеспечивают освещение дороги таким образом, чтобы пробить сильные дожди, туманности и позволить водителю в непогоду хорошо различать объекты на дороге. Данные фары устанавливаются ниже головной оптики автомобиля, что не создает препятствия для обзора дороги встречным водителям.
Задние противотуманные фонари используются при непогоде. Такие осветительные автомобильные приборы используются исключительно при плохих метеорологических условиях, а особенно актуальны при сильной туманности. Они необходимы для того, чтобы обозначить дорогу для транспортных средств, едущих позади вас. Также, в функционал данных приборов входит и обозначение автомобиля для других водителей. Поскольку такие фонари обладают большой яркостью, использовать их ночью или же днем при хорошей погоде строго запрещено.
Дневные ходовые огни – используются только днем. Такие устройства, с учетом вышедшего законодательства в России, должны присутствовать на каждом транспортном средстве. Их обязательно необходимо включать днем, для того чтобы обозначить автомобиль, сделать его ярким, броским и выразительным для окружающих. Зачастую свет от таких устройств очень яркий, поскольку используются диодные лампочки повышенной интенсивности, а поэтому автомобили с установленными светодиодными ДХО заметны на большом расстоянии. Стоит отметить, что водителям, чьи автомобили не оборудованы такими устройствами придется их не только купить, но и произвести правильный монтаж по ГОСТу. Дневные ходовые огни должны обязательно загораться с зажиганием генератора автоматически и тухнуть/приглушать свет при включении ближнего режима света, и полностью отключаться при активизации габаритных огней.
Габаритные огни – используются только после заката солнца, то есть ночью. Габариты обязательно должны присутствовать на каждом автомобиле, что устанавливается еще с завода производителя. Это световые приборы, назначение которых – это обозначение габаритной ширины транспортного средства спереди и сзади. Используются они ночью, для того, чтобы участники дорожного движения реально знали какого типа автомобиль движется перед ним и какие габариты имеет. Также, включение габаритов обязательно и при въезде автомобиля в туннели или же в условиях плохой видимости. Отметим, что задача передних габаритов – быть включенными, когда авто стоит на обочине, а задние нужны именно для водителей, едущих позади вас, чтобы они определили габариты вашего транспортного средства.
Стояночные огни – активизация при остановке машины. Данный тип внешнего автомобильного освещения используется как днем, так и ночью. Он необходим для того, чтобы участники дорожного движения знали о ваших намерениях резко затормозить или же вовсе произвести остановку транспортного средства.
Подсветка номерного знака – ночью. Подсветка государственного автомобильного знака должна активизироваться при наступлении темноты. Устанавливаются небольшие фонарики с оптимальной мощностью и яркостью, что позволяет в условиях плохой видимости четко разглядеть цифры и буквы государственного номера.
Поворотники – в любое время суток. Поворотники – это особый вид внешнего освещения автомобиля, который активизируется в любое время суток. Данного типа фонари необходимы для сигнализации ваших намерений произвести повороты. Следовательно, это устройства, которые также влияют на увеличение активной безопасности для водителей на дороге.
Подведем итоги
Таким образом, существует множество различных приборов внешнего освещения автомобиля. Каждый из них используется в то, или же иное время суток и несет активную безопасность для водителя. Каждое из выше представленных типов освещения обладают своим функционалом и несут важную роль. Именно поэтому, при нарушении правил их использования, водители могут быть наказаны штрафными санкциями. Держите автомобильное внешнее освещение в строгом порядке, соблюдайте все меры предосторожности и знайте, какой тип когда необходимо активизировать, чтобы не заработать нежелательные штрафы.
Источник http://k-a-t.ru/mdk.01.01_elektro/50-fary/index.shtml
Источник https://xenon-lampa.ru/cat-avtomobilnoe-osveschenie/a-avtomobilnyj-svet-v-raznoe-vremya-sutok
Источник