- Чем отличаются друг от друга лампы с разной маркировкой
- Лучшие лампы в цоколе H4
- Лучшие лампы в цоколе H7
- Лучшие производители и модели галогеновых ламп H4 и H7
- Несколько слов о ксеноне
- В заключении
- Все, что вы хотите знать о Форд Фьюжн, но не знали где спросить
- Устройство и технические характеристики биксеноновых источников света.
- 1. Область применения.
- 2. Устройство блок- фары с лампой Н4.
- 3. Анализ возможных реализаций биксеноновых ламп.
- 3.1. Биксеноновая лампа с двигающимся экраном.
- 3.2. Биксеноновая лампа с двигающейся колбой.
- 3.3. Прожекторные системы – немецкий биксенон.
- 3.4 Биксеноновая лампа с двумя колбами.
- 4. Динамические характеристики биксеноновых ламп.
- Содержание
- Общие сведения
- Особенности различных систем светораспределения
- Устройство фары
- Газоразрядные лампы
- Сравнительные свойства ламп
- Переоборудование под газоразрядный свет
- “Псевдоксеноновые” лампы
- Общие рекомендации
Дата публикации: 10 июня 2016 .
Категория: Автотехника.
Нередко даже в дневное время видимость на дороге может быть очень плохой, из-за чего, можно и не заметить приближающийся автомобиль. В связи с этим ПДД были изменены и сегодня ближний свет должен быть включен во время передвижения на всех автотранспортных средствах, независимо от времени суток. И это не просто пожелания адресованные водителям, а действующее постановление, несоблюдение которого может повлечь за собой штраф в размере 500 рублей (подробнее в ст. 12.20 «О нарушении правил пользования внешними световыми приборами»).
Такие требования и разумный смысл приводят любого автолюбителя к вопросу: «Какие лампы ближнего света лучше использовать?» Чтобы ответить на него необходимо в первую очередь разобраться в отличиях этих осветительных приборов.
Чем отличаются друг от друга лампы с разной маркировкой
Сегодня выпускаются лампы с одной или двумя нитями (спиралями) накаливания. Последние позволяют использовать осветительные элементы, как для ближнего, так и для дальнего освещения, для этого достаточно только переключиться с одного света на другой. Однонитевые аналоги сложнее в использовании. Если говорить подробнее, то существуют следующая классификация:
- H1 – используются для фар дальнего света и иногда для противотуманок (предназначены для четырехфарной системы).
- Лампы в цоколе H2 используются для ближнего и дальнего света, а также в роли противотуманок. Такой тип осветительных элементов сегодня практически не встречается.
- H3 – только для противотуманных фонарей.
- Лампы автомобильные H4 используются в традиционных европейских двухфарных системах для дальнего и ближнего света.
- Лампы автомобильные H7 также применяются для дальнего и ближнего света в четырехфарный системах.
Последние два типа используются чаще всего. Если говорить об их отличиях, то H7 – это однонитевые осветительные элементы, а H4 обладают двумя спиралями, но уступает при этом в характеристиках новой модели. Особенно это касается срока эксплуатации (у H7 он в два раза больше). И, безусловно, как и все описанные выше лампы, каждый тип обладает своей конструкцией цоколя.
Так как лампы H4 и H7 чаще всего используются для ближнего света, о них поговорим подробнее.
Лучшие лампы в цоколе H4
Если говорить о том, какие лампы ближнего света H4 самые лучшие, то тут стоит опираться в первую очередь на мощность свечения. Если вы не покидаете пределов города, то лучше брать лампочки мощностью 60 Вт, а для загородных поездок на 130 Вт.
Важно! Лампы мощностью более 60 Вт запрещено использовать в городских условиях.
Что касается выбора между галогеновыми и светодиодными лампами, то сразу стоит сказать, что хоть светодиодные элементы освещения и отличаются повышенной экономичностью, но для фар, рассчитанных на галогенки H4, они не подойдут.
Во-первых, для того чтобы светодиодная лампочка была сопоставима по светоотдаче с галогенной лампой, ее размер будет значительно больше, а если использовать компактную модель, то от нее вы получите очень маленькую светоотдачу – замкнутый круг.
Во-вторых, если поставить в фары для галогенок H4 светодиодные аналоги, их луч будет не в фокусе, свет станет размытым, из-за этого, в свою очередь, значительно ухудшится освещение дорожного полотна.
В-третьих, большое количество светодиодов приведет к тому, что полупроводники не будут охлаждаться.
Полезно! Автопроизводители разрабатывают специальные диодные фары, однако пока не удалось решить вопросы системы охлаждения для таких элементов.
Поэтому чтобы добиться лучших показателей рекомендуется использовать галогеновые лампы для авто H4 повышенной яркости от проверенных производителей.
Что же касается ламп H7, то они тоже обладают своими особенностями.
Лучшие лампы в цоколе H7
Если говорить о том, лампы H7 в ближний свет какие лучше, то сегодня существует много модификаций осветительных элементов этого типа. Модели могут отличаться технологией производства, разновидностями, светом и многими другими параметрами. Неизменной остается только стандартная мощность, которая составляет 55 Ват. Однако, сегодня в продаже можно встретить и галогеновые лампы для авто H7 повышенной яркости.
Важно! лампы высокой мощности рекомендуется использовать только в условиях внедорожья или на закрытых треках. Если установить такую лампу в обычную легковушку, то система электропитания быстро перегрузится и выйдет из строя.
Если использовать диодные лампы h7 в ближний свет вместо галогеновых, то проблемы будут такие же, как и в первом случае: перегрев и необходимость использования специальной оптики, так как без этого невозможно отрегулировать световой пучок.
Тем не менее, светодиодное освещение шагает и развивается семимильными шагами, поэтому не за горами тот момент, когда для ближнего света можно будет использовать именно такой тип ламп. Это не удивительно ведь в перспективе H7 лампа ближнего света светодиодная намного удобнее и выгоднее в использовании. Отличный свет, долговечность и устойчивость к вибрациям и ударам – все это характеризует осветительные элементы этого типа.
Что касается производителей ламп для ближнего света, то лучше всего покупать изделия проверенных фирм, зарекомендовавших себя в этой отрасли.
Лучшие производители и модели галогеновых ламп H4 и H7
Если говорить о лучших марках, то согласно тестированиям лучше всего себя показали модели:
- Koito. Японская компания, специализирующаяся на светотехнике, которая производит галогеновые лампы ближнего и дальнего света, адаптированные для российских условий. Лампы Koito Whitebeam III H7 (2 штуки) стоят сейчас порядка 1 800 рублей, а такая же модель для цоколя H4 обойдется чуть меньше – 1 500 рублей.
- Osram. Хоть конкуренты и пытаются доказать, что лампы этого производителя слепят водителей на встречке, никаких официальных доказательств и испытаний, подтверждающих это, нет. Напротив, изделия компании Osram отличаются качеством и надежностью. Лучшими на рынке, автолюбители отметили лампы Osram SilverStar, стоимостью 550 рублей для цоколя H7 и 770 рублей для H4.
- Philips. Именитая корпорация повторяет наработки Osram и производит лампы с такими же характеристиками пучка света. Тем не менее, по качеству галогенки Philips также вызывают доверие. Лампа Philips Visio Plus +60% с цоколем H4 стоит 550 рублей, а для H7 порядка 1 200 рублей за две шутки.
- Bosch. Венгерский производитель славится своим качеством уже не первый год. Хороший световой поток, обеспечивающий необходимое освещение, как обочины, так и ближних, а также дальних зон. Лампа Bosch Plus 90 H7 (2 штуки) обойдется прядка 1 400 рублей, а аналогичная Лампа Bosch Plus 90 H4 будет стоить 1 200 рублей.
Говоря о лучших лампах для ближнего света, мы не затрагивали тему ксенона, и на это есть несколько причин.
Несколько слов о ксеноне
Галогеновые и светодиодные лампы пока что не дотягивают по мощности до современных ксеноновых осветительных элементов, почему же тогда не использовать более долговечные (до 2500 часов) лампы?
Конечно, ксенон обладает одним неоспоримым преимуществом. Такие лампы преобразуют в тепло лишь 7% энергии, а галогенки все 40%. Это значит, что почти вся затрачиваемая электроэнергия преобразуется в мощный световой поток. Но, увы, это лишь одна сторона медали. На самом же деле использования таких ламп невыгодно по нескольким причинам:
- Стоимость ксенона в разы выше галогеновых и светодиодных ламп. Это обусловлено тем, что для такого освещения потребуется дополнительное оборудование (в минимальный комплект входит лампа и блок розжига, в полный – оптика, фара и многое другое). Сами лампы такого типа стоят порядка 10 000 рублей.
- Далеко не весь ксенон можно использовать в РФ, точнее можно использовать только тот, который был установлен на заводе изготовителя авто. За «кустарные» китайские аналоги можно спокойно получить штраф, а при прохождении ТО от запрещенного освещения придется избавиться.
- Ксеноновые блоки используют довольно много энергии от генератора, соответственно расход топлива повышается.
В заключении
Подводя итог, можно сказать, что пока что самыми удобными и недорогими остаются галогеновые лампы для ближнего света. При их выборе необходимо обращать внимание на производителя и характеристики мощности. Не лишним будет ознакомиться с официальными тестами, которые производители обычно предоставляют покупателям на своих сайтах.
Все, что вы хотите знать о Форд Фьюжн, но не знали где спросить
Вы тоже можете стать нашим партнером
Устройство и технические характеристики биксеноновых источников света.
1. Область применения.
Биксеноновая автомобильная лампа представляет собой газоразрядный источник света с изменяемой геометрией светового потока. В данной статье рассматриваются особенности реализации механизма изменения геометрии и не рассматривается физика работы ксеноновой газоразрядной колбы.
Биксеноновая лампа предназначена для замены двухнитевых ламп накаливания в блок- фарах современных автомобилей.
Термин "блок-фара" означает, что дальний и ближний свет реализуется с помощью одной и той же лампы и оптической системы. В традиционной блок- фаре изменение направления и яркости света осуществляется за счет переключения нитей накаливания в двухнитевой лампе. Для того чтобы сохранить свойство блок- фары создавать ближний и дальний свет, Биксеноновая лампа должна эмулировать работу двухнитевой лампы.
Так как ксеноновая газоразрядная колба имеет фиксированное положение светящего элемента- газоразрядной дуги, изменение геометрии светового потока в биксеноновой лампе осуществляется путем механического передвижения элементов, формирующих направление светового потока. Глава 3 посвящена возможным реализациям биксенона. В блок-фарах автомобилей применяется несколько типов конструктивного исполнения двухнитевых ламп, называемых цоколями. Наиболее распространен цоколь Н4, применяемый с 70-х годов на машинах, произведенных по всему миру. Поэтому биксеноновые лампы существуют в основном под этот цоколь. Для того чтобы разобраться в работе различного рода существующих биксеноновых систем, необходимо рассмотреть физику работы блок-фары с цоколем Н4, которая приведена в следующей главе.
2. Устройство блок- фары с лампой Н4.
Блок-фара может быть выполнена по оптической схеме с параболическим отражателем и рассеивающим стеклом или же с отражателем свободной формы и прозрачным стеклом. Сначала следует рассмотреть систему c параболическим отражателем, как более доступную для изучения.
Источником света в блок-фаре является лампа Н4 с двумя спиралями накаливания. Спирали расположены параллельно по ходу движения машины. Расстояние между спиралями по продольной оси составляет 7мм, а по вертикали 1мм (рис.1).
Рис.1. Лампа Н4
Спираль ближнего света расположена дальше от цоколя чем спираль дальнего света и закрыта снизу специальным экраном, формирующим границу зоны ближнего света. Колба лампы спереди затемнена, чтобы исключить освещение прямым, не отраженным от рефлектора светом.
Составными частями блок-фары помимо лампы являются также параболический отражатель и рассеивающее стекло.
Рис.2. Блок-фара
Назначением рассеивающего стекла является формирование более равномерного, чем идущий изначально от отражателя, светового потока в горизонтальной плоскости. Поэтому рассеивающий рельеф на стекле направлен вертикально и в вертикальной плоскости эффект рассеивания значительно более слабо выражен.
При дальнейшем рассмотрении принципа работы фары эффект стекла не будет учитываться. Для представления результирующего светового потока необходимо рассеять световой поток от фары без стекла в горизонтальной плоскости.
Параболический отражатель выполняет функцию формирования слабо расходящегося светового потока. Лампа располагается в отражателе таким образом, что фокус находится между спиралями ближнего и дальнего света. Для определения направления светового потока необходимо проследить ход лучей от каждой спирали.
При работе фары в режиме дальнего света рабочая спираль находится ближе и ниже фокуса отражателя. Поэтому световой поток имеет расходящуюся форму и направлен выше осевой линии (рис.3).
Рис.3. Ход лучей в режиме дальнего света
Спираль дальнего света расположена относительно (по сравнению со спиралью ближнего света) близко к фокусу, поэтому расхождение светового потока невелико. Контур засветки на достаточно удаленном (рекомендуемое расстояние 5м) экране имеет форму круга. На дороге пятно освещения имеет форму эллипса.
Рис.4. Контур засветки на экране.
Рис.5. Пятно освещения на дороге.
При работе фары в режиме ближнего света рабочая спираль находится дальше фокуса отражателя. Поэтому лучи пересекают осевую линию фары и расходятся (рис.6).
Рис. 6. Ход лучей в режиме ближнего света.
При этом экран оптически закрывает нижнюю половину отражателя, поэтому после отражения все лучи попадают в нижнюю полуплоскость. Так как экран расположен чуть ниже спирали, угол перекрытия светового потока получается меньше 180°. При этом на достаточно удаленном экране образуется характерная «галочка» (рис. 7.).
Рис.7. Контур засветки на экране.
Положение «галочки» определяется углами перекрытия светового потока с каждой стороны экрана. Так как спираль ближнего света расположена относительно далеко от фокуса, расхождение потока является значительно большим, чем на дальнем свете, соответственно и контур засветки на экране занимает большую площадь. На дороге пятно освещения имеет форму эллиптического сектора.
Рис. 8. Пятно освещения на дороге.
Блок-фара также может быть выполнена по оптической схеме с отражателем свободной формы и прозрачным стеклом. Главное отличие такой системы от рассмотренной системы c параболическим отражателем заключается в том, что световой поток формируется расходящимся в горизонтальной плоскости за счет отличной от параболической формы отражателя. Так как требуемое расхождение светового потока весьма невелико, в целом отличие формы отражателя от параболической незначительно. Поэтому рассмотренные ранее оптические соотношения остаются в силе и для данной системы.
3. Анализ возможных реализаций биксеноновых ламп.
«Идеальная» биксеноновая лампа должна полностью соответствовать геометрии лампы накаливания Н4 для того чтобы форма светового потока была такой же. Существующие же реализации удовлетворяют этому условию лишь отчасти, поэтому форма светового потока в некоторых условиях получается отличной от расчетной, что есть недостаток. В данной главе рассматриваются наиболее распространенные реализации и их оптические свойства с упором именно на выявление подобных недостатков.
3.1. Биксеноновая лампа с двигающимся экраном.
В данной реализации биксеноновой лампы изменение формы светового потока происходит за счет движения специального экрана. Данный экран является модификацией экрана в лампе Н4 и выполняет ту же самую задачу- формирует границу зоны ближнего света. Однако в случае ксеноновой лампы экран находится снаружи колбы (рис. 9).
Рис. 9. Ксеноновая лампа с экраном.
Источником света в ксеноновой лампе является газ в межэлектродном пространстве. При этом форма источника света примерно одинакова со спиралью в лампе накаливания, что обеспечивает световой поток в основном совпадающий по форме с потоком от лампы накаливания расположенной в том же месте. Поэтому, чтобы получить расчетную форму светового потока на ближнем свете ксеноновую колбу располагают в фаре на том же месте что и спираль ближнего света. Углы перекрытия экрана также копируют с лампы накаливания чтобы получить такую же «галочку». Закрытия же колбы спереди экраном в случае ксеноновой лампы обычно не требуется так как от прямой засветки защищает электрод ксеноновой лампы.
Таким образом в биксеноновой лампе организуется работа в режиме ближнего света. В режиме же дальнего света экран полностью или частично убирается. Существуют 2 варианта реализации такого биксенона, в первом экран отодвигается, во втором поворачивается. Рассмотрим эти варианты отдельно.
Вариант 1: отодвигающийся экран. При такой реализации экран, отодвигаясь, перестает затенять нижнюю часть отражателя. Лучи света, отражаясь, пересекают оптическую ось фары и направляются вверх (рис .10) , то есть дальше по дороге от автомобиля, что и создает эффект дальнего света.
Рис. 10. Ход лучей в режиме дальнего света.
На дороге работа биксенона будет выглядеть так: при переключении c ближнего на дальний свет освещенность вблизи машины не изменится, однако добавится освещение в дальней зоне ( рис. 11).
Рис.11. Пятно освещения на дороге.
Достоинства и недостатки данного варианта:
«+»
– правильная работа в режиме ближнего света
«-»
– В режиме дальнего света недостаточная освещенность дальней границы зоны освещения. Это происходит из-за того, что ксеноновая колба находится в фаре на том же месте что и спираль ближнего света. Поэтому лучи света значительно рассеиваются, и в относительно небольшом угле излучения, который отвечает за дальний свет, мощность светового потока получается небольшой. Физически происходит следующее: в режиме дальнего света к световому потоку в режиме ближнего света, составляющему около 2/3 всего потока от лампы (определяется углом перекрытия экрана), добавляется всего около 1/3 , и этот поток распределяется по значительно большей площади дороги, поэтому и освещенность получается низкая.
– Нештатная работа рассеивающего стекла в режиме дальнего света в фарах с параболическим отражателем. Так как ксеноновая колба находится в фаре на том же месте что и спираль ближнего света, в режиме дальнего света происходит пересечение лучами света оптической оси фары. Таким образом поток света, формирующий верхнюю полуплоскость освещенности на рис. 10, проходит через нижнюю часть рассеивающего стекла, и наоборот. Обычно верхняя и нижняя части стекла обладают разными рассеивающими свойствами, а при работе фары с лампой накаливания Н4 подобного пересечения не происходит, поэтому световой поток от биксеноновой лампы еще более искажается.
– В фарах с отражателем со свободной геометрией в режиме дальнего света нижняя часть отражателя работает в нештатном режиме, свет от лампы падает под неправильным углом, и это может привести к непредсказуемой форме светового потока.
Вариант 2: поворачивающийся экран.
При такой реализации внутренняя поверхность экрана выполняется зеркальной. В режиме дальнего света экран поворачивается и лучи света отражаются от него. Данная реализация отличается от предыдущей тем, что направление отраженного светового потока определяется формой экрана, а не отражателя, поэтому появляется возможность распределить освещенность в дальней зоне более правильно, т.е. увеличить ее у дальней границы и уменьшить на ближней. Но так как все выводы насчет используемой для дальнего света части светового потока остаются в силе, данная реализация также не позволяет получить полноценный дальний свет.
3.2. Биксеноновая лампа с двигающейся колбой.
В данной реализации биксеноновой лампы изменение формы светового потока происходит за счет поступательного движения ксеноновой колбы. При этом работа лампы в положении ближнего света остается без изменений по сравнению с предыдущим вариантом, однако положение задней кромки экрана выбрано таким образом, чтобы только минимально закрыть нижнюю часть отражателя.
В положении же дальнего света ксеноновая колба сдвигается назад и занимает положение спирали дальнего света в лампе накаливания (рис.12), но только по горизонтали, а не по высоте (разница в высоте, как указывалось в главе 2, составляет 1мм). При этом экран перестает затенять нижнюю часть отражателя и полный световой поток от лампы попадает на отражатель.
Рис.12. Перемещение ксеноновой колбы.
По форме светового потока данная реализация почти полностью повторяет работу лампы накаливания Н4, единственное отличие заключается в том, что световой поток в режиме дальнего света идет ниже за счет того, что различается положение источника света в режиме дальнего. Этот недостаток устранен в варианте исполнения биксеноновой лампы с наклонной осью перемещения колбы (рис. 13).
Рис. 13. Биксеноновая лампа с наклонной осью перемещения колбы.
В такой лампе ксеноновая колба смещается как по горизонтали, так и по вертикали и занимает точно такое же положение как спирали в лампе накаливания Н4 в режиме и ближнего и дальнего света, поэтому форма светового потока от этой лампы точно повторяет форму светового потока от лампы накаливания Н4.
При рассмотрении такого биксенона важно отметить, что качество работы ламп зависит от формы задней части экрана. Важно, чтобы экран находился достаточно близко к ксеноновой колбе, для того чтобы при перемещении колбы угол, под которым экран затеняет отражатель, изменялся в достаточной степени. При этом обеспечивается полностью открытое и полностью затененное состояния отражателя. Если же форма и положение экрана отклоняется от расчетного, например из-за неточности изготовления, то возможна деградация качества работы ламп. Это проявляется в несоответствии формы светового потока с расчетной, возможны тени и нежелательные засветки. Подобные же эффекты возникают при неточности позиционирования колбы лампы в положениях ближнего и дальнего света.
Достоинства и недостатки данного варианта:
«+»
– Правильная работа в режиме ближнего и дальнего света в любых фарах с лампами Н4.
«-»
– Высокие требования к точности изготовления.
3.3. Прожекторные системы – немецкий биксенон.
Помимо рассмотренных биксеноновых ламп существует еще один вид источников света, выполняющих подобную функцию, но отличных конструктивно. Это прожекторный оптический элемент фирмы Hella.
Отличия от уже рассмотренных систем заключаются в другой – прожекторной, оптической схеме, а также в другом типе ламп. В качестве источника света используется ксеноновая лампа с цоколем D2R. Световой поток формируется с помощью эллиптического отражателя и линзы (рис. 14). Формирование границы ближнего света происходит с помощью специального подвижного экрана. Подобная схема формирования светового потока уже встречалась в главе 3.1., и некоторые сделанные в этой главе выводы справедливы и для рассматриваемой системы.
Рис. 14. Прожекторный оптический элемент.
Во-первых, надо отметить, что в режиме дальнего света, когда подвижный экран не затеняет световой поток, фара работает в оптимальном режиме. Весь световой поток лампы используется для создания освещенности, и форма светового потока оптимизирована для дальнего света (Рис.15).
Рис. 15. Форма светового потока прожекторной фары.
При переключении же в режим ближнего света экран отрезает часть светового потока на дальней границе зоны освещения. Важно отметить, что световая граница ближнего света значительно четче чем в рассмотренных выше системах с лампами Н4. Это получается за счет того, что отличие формы источника света- ксеноновой колбы от точечного источника, которое и вызывает размытие границы, в такой оптической схеме влияет на форму светового потока значительно меньше. Поэтому границу зоны освещения на ближнем свете сдвигают вдаль без нежелательных засветок.
Однако форма светового потока на ближнем свете далека от оптимальной, так как желаемая форма светового потока на ближнем и дальнем различна, а возможности менять форму ближней границы зоны освещенности и перераспределять плотность светового потока данная схема не дает. Также вследствие механизма затенения общий световой поток на ближнем свете падает примерно в 2 раза.
Достоинства и недостатки данного варианта:
«+»
– Правильная работа в режиме дальнего света.
– Большая оптическая эффективность прожекторной технологии.
– Четкая граница света в режиме ближнего света.
«-»
– Значительное ослабление силы и качества света в режиме ближнего света. Данный недостаток отчасти компенсируется большей оптической эффективностью.
– Небольшой размер оптического элемента обуславливает повышенную загрязняемость.
3.4 Биксеноновая лампа с двумя колбами.
Не давно в продаже появился новый вид биксенона – на каждом цоколе размещены 2 колбы. В таких комплектах нет движущихся частей. Ксеноновые источники света находятся в тех же местах, где спирали в лампе накаливания, что дает максимально правильное формирование пучка света.
Достоинства и недостатки данного варианта:
«+»
-Правильная работа в режиме ближнего и дальнего света в любых фарах с лампами Н4.
«-»
– Высокие требования к точности изготовления;
– на каждую фару необходимо 2 блока розжига;
– необходимо больше времени для установления правильного свечения (процесс розжига ксеноновой лампы) при переключениях режимов ближний/дальний;
– высокая цена.
4. Динамические характеристики биксеноновых ламп.
Кроме оптических свойств биксеноновых ламп важную роль в эксплуатации играет скорость переключения между режимами дальнего и ближнего света, т.е. динамические параметры. Для того, чтобы понять какие величины времен допустимы, можно рассмотреть динамические параметры лампы Н4.
При переключении лампы Н4 происходят следующие процессы разной длительности: включение холодной спирали и выключение горячей. Холодная спираль включается за время около 100 мс, а горячая остывает за время около 400 мс.
Поэтому при переключении лампы Н4 общая яркость источника света увеличивается на время около 300 мс. При переключении же биксенона подобного процесса не происходит, однако для определения допустимого времени переключения следует ориентироваться на величины порядка 300 мс.
Скорость переключения биксеноновой лампы зависит в основном от типа привода. Существует 3 типа приводов: электромагнитные, с электрическим двигателем и с сервоприводом. Рассмотрим достоинства и недостатки каждого типа приводов.
Электромагнитные приводы.
«+»
– Высокая скорость.
«-»
– Небольшое усилие. Вследствие данного недостатка такие приводы склонны к зависаниям. Жесткое ограничение крайних положений. Вследствие ударной работы упоры изнашиваются и точность позиционирования падает.
Приводы с электрическим двигателем.
«+»
– Большое усилие. Мягкое ограничение крайних положений с помощью концевых выключателей.
«-»
– Невысокая скорость.
Сервоприводы.
«+»
– Большое усилие.
– Высокая скорость.
– Мягкое ограничение крайних положений с помощью обратной связи.
«-»
– Сложность.
Фары первых автомобилей были ацетиленовыми. В век электричества их сменили газонаполненные лампы накаливания, а совсем недавно — галогеновые. Сегодня расширяется применение газоразрядных (“ксеноновых”) ламп, создающих более мощный световой поток. В темное время суток они позволяют водителю на большем расстоянии увидеть различные объекты и дорожные знаки. С другой стороны, резко обострилась проблема ослепления при встречном разъезде.
Содержание
Общие сведения
Практически до конца прошлого века в основном применялись круглые фары прожекторного типа. Чтобы обеспечить необходимую силу света, их отражатели имели достаточно большой диаметр. Это препятствовало снижению высоты передней части автомобиля и закруглению углов.
Для улучшения внешнего вида и аэродинамических характеристик стали применять фары:
прямоугольные; многофокусные (бифокальные и гомофокальные);
проекционного типа с полиэллипсоидным отражателем;
с отражателем свободной формы.
В соответствии с ГОСТом, на автомобиле должны быть две фары ближнего и две или четыре дальнего света. Кроме того, допускается применение двух “противотуманок”.
По специальному разрешению, для использования вне дорог общего назначения, могут устанавливаться:
две фары-прожекторы;
прожектор-искатель на поворотном кронштейне.
В качестве источника света используют спираль накаливания (газонаполненные лампы) или электрическую дугу (газоразрядные лампы). Для концентрации и направления света в одну сторону применяют отражатели. Окончательное формирование его пучка осуществляют с помощью теневых экранов, линз и рассеивателей.
Существуют две системы законодательных норм, определяющих направление, форму и силу ближнего света фар, — европейская, с четко выделенной светотеневой границей, и американская, без определения этой границы.
Европейская система направлена на максимально возможное уменьшение слепящей силы света, попадающего в глаза водителя.
Американская основана на том, что при более ярком освещении дороги перед автомобилем глаза водителя могут выдержать большую силу света встречного транспорта.
С точки зрения безопасности движения обе эти системы в отдельности равноценны, но при встречном разъезде с “американским” “европейский” водитель будет ослепляться больше.
В 1968 г. в СССР была принята европейская система фар. Находившиеся до этого в эксплуатации фары американского типа были постепенно заменены. В настоящее время в России к эксплуатации должны допускаться автомобили со светотехникой, соответствующей исключительно европейской системе и правилам, утверждаемым Комитетом по внутреннему транспорту Европейской экономической комиссии при ООН (ЕЭК ООН).
На международном уровне прорабатывается возможность взаимной адаптации американской и европейской систем и установления единых норм.
Особенности различных систем светораспределения
В “европейской” лампе нить ближнего света находится выше оптической оси со смещением вперед относительно фокуса оптической системы. Под спиралью расположен теневой экран, исключающий попадание света на нижнюю часть отражателя и распространение его вперед и вверх, в глаза водителя встречного транспорта. Световой поток от верхней части отражателя направляется вперед и несколько вниз, освещая дорогу перед автомобилем.
В “американской” лампе нить ближнего света смещена вверх и влево относительно фокуса. При этом световой поток ближнего света разделяется. Одна часть направляется для освещения пути и правой обочины, а другая в сторону встречного транспорта. Уменьшение ослепления достигается за счет изменения глубины отражателя, формирующего вторую часть пучка света.
Дальний свет в европейской и американской системах распространяется практически симметрично относительно оси автомобиля, так как соответствующая нить накала в обоих случаях находится в фокусе отражателя. При включении только дальнего света и одинаковой мощности ламп освещенность дороги “американскими” фарами слабее, так как угол разворота пучка света у них больше, чем это принято в Европе.
Для правостороннего движения ближний свет асимметричен и вытянут вдоль правой стороны дороги. При левостороннем движении картина распределения обратная. На фары левостороннего движения наносят стрелку, обращенную вправо, для правостороннего стрелка не ставится.
Перенастройка направления движения возможна у фар, имеющих в составе маркировки две горизонтальные стрелки, направленные навстречу друг другу. Она осуществляется путем перемещения лампы или оптического элемента.
Устройство фары
Фара в общем случае состоит из корпуса, отражателя, теневого экрана прямого света, рассеивателя, держателя лампы, соединительной колодки с проводами и деталей крепежа. В проекторных фарах устанавливается конденсаторная линза. Отражатель и рассеиватель, соединенные в один узел, называют оптическим элементом. Лампа устанавливается с внутренней стороны отражателя и ее можно менять.
Регулировка направления светового пучка производится поворотом оптического элемента или отражателя относительно корпуса.
Лампа-фара является неразборным оптическим элементом и включает в себя рассеиватель, отражатель и лампу. Лампы-фары хорошо защищены от попадания влаги и грязи, но при перегорании спирали их приходится менять целиком.
Блок-фара объединяет в одном корпусе все или часть передних световых приборов и имеет общий или составной рассеиватель. Отражатель может быть параболическим (однофокусным, двухфокусным или многофокусным), полиэллипсоидным, а также свободной формы. Он увеличивает силу света и обеспечивает освещенность пути перед автомобилем на необходимом расстоянии. Применение специальных пластмасс вместо листового металла позволяет придать отражателю весьма сложный профиль для более полного использования световой энергии. Отражатели свободной формы, как и многофокусные, способны полностью сформировать световой пучок без применения рассеивателей. В этом случае оптический элемент спереди закрывают окном из стекла или прозрачной пластмассы с покрытием, защищающим ее поверхность от повреждений.
Рассеиватель изготавливают из оптически чистого стекла или прозрачной пластмассы. Его внутренняя сторона представляет собой совокупность линз и призм размером от миллиметра до сантиметров. Благодаря этому относительно узкий луч света, сформированный отражателем, преломляется и растягивается по ширине дороги.
Лампы автомобильных фар
Газонаполненные лампы накаливания с круглыми колбами выпускаются только для автомобилей, давно находящихся в эксплуатации. Наибольшее распространение имеют так называемые галогеновые лампы с цилиндрическими колбами. Они изготавливаются:
с одной нитью для фар дальнего света, фар-прожекторов и противотуманных фар;
с двумя нитями — ближнего и дальнего света.
Газоразрядные лампы
Газоразрядные лампы HID (High Intencity Discharge) снабжены колбой из кварцевого стекла, заполненной хлоридами металлов и инертным газом ксеноном (отсюда их название). Для работы газоразрядной лампы необходимо пускорегулирующее устройство, способное сначала разжечь, а затем поддерживать электрическую дугу.
Высокая интенсивность светового потока обеспечивается за счет свечения электрической дуги, созданной в газовой среде при давлении от 30 до 120 атм.
Электрическая дуга зажигается при напряжении 20 кВ, в дальнейшем ее “горение” поддерживается напряжением 85 В.
При включении лампа должна через одну секунду достигнуть силы света не менее 25% от номинала, а через четыре секунды – 80%.
Свет, испускаемый лампой, может быть белого или желтого цвета.
“Ксеноновые” лампы имеют цветовую температуру 4300 К и выше.
В соответствии с Правилом 99 ЕЭК ООН и ГОСТ Р 41.99-99 установлены единые требования к газоразрядным источникам света. Из предусмотренных стандартом в настоящее время используются:
лампа D2S, предназначенная для проекционных фар с полиэллипсоидным отражателем без теневого экрана (он установлен в самой проекционной фаре);
лампа D2R с теневым экраном для фар прожекторного типа с параболическим отражателем.
Газоразрядные источники света в обычных фарах могут обеспечить или ближний, или дальний свет. Это связано с тем, что в одной колбе сложно осуществить два положения дуги, подобно двум нитям в лампах накаливания. В двухфарных системах это приводит к невозможности включения дальнего света, если нет дополнительных приспособлений.
Биксенон (BiXenon). Переключение ближнего света на дальний, при использовании газоразрядных ламп, можно реализовать различными способами — изменением положения отражателя, передвижением лампы или перемещением электрической дуги внутри колбы. Наиболее эффективным оказался механизм, в котором с помощью соленоида, рычага и обратной пружины газоразрядную лампу передвигают в одно из двух положений для ближнего и дальнего света. Существует возможность регулировок и переключения от левосторонней к правосторонней системе света с помощью встроенного приспособления.
Вариоксенон (VarioX). Дальнейшим развитием способов переключения является применение барабанного механизма вместо рычага с обратной пружиной. Он обеспечивает до четырех конфигураций ближнего света, применительно к различным условиям движения автомобиля, и позволяет включить дальний свет.
Сравнительные свойства ламп
Из таблицы видно, что газоразрядная лампа D2R создает световой поток при ближнем свете в 2,8 раза сильнее, чем галогеновая лампа Н4.
В связи с этим увеличивается ослепление водителей встречного транспорта и требования по контролю правильности регулировки должны быть гораздо строже.
В случае использования “ксенонового” света необходимо применение системы регулировки, которая автоматически изменяет угол наклона луча света при движении автомобиля, в зависимости от его колебаний на подвеске.
Кроме того, правилами ЕЭК ООН предписана обязательная установка системы принудительной фароочистки.
Переоборудование под газоразрядный свет
Если в продаже имеются фары с газоразрядными лампами, предназначенные для данного автомобиля, наиболее целесообразно приобрести полный комплект “ксенонового света”, поменять фары в сборе и установить соответствующее пускорегулирующее устройство.
Применение ламп D2S или D2R в обычных фарах невозможно, так как они имеют специальные цоколи и могут устанавливаться только в предназначенные для них держатели. В связи с этим некоторые производители предлагают нестандартные газоразрядные лампы с обычным цоколем. Для них все равно необходимо специальное пускорегулирующее устройство. При установке возможны следующие варианты:
при четырехфарной системе, где на дальний и ближний свет работают разные лампы, сохраняется возможность переключения ближнего и дальнего света;
в случае двухфарной системы остается только ближний свет.
Технические и правовые последствия замены. Затраты на переоборудование под газоразрядный свет составляют от 15000руб. и выше. При самодеятельной установке световые параметры скорее всего не будут соответствовать действующим нормативам. Оборудованный “ксеноновым светом” автомобиль не сможет пройти техосмотр, если будет установлено, что в его конструкцию внесены несанкционированные изменения. Кроме того, следует помнить о некоторых особенностях эксплуатации и обслуживания:
от момента включения свет постепенно нарастает до номинальной величины, примерно за 3—5 сек. Немедленно включить свет нельзя, помигать дальним светом в этом случае невозможно;
газоразрядные лампы необходимо менять попарно, поскольку колба теряет прозрачность примерно через 200 часов работы. При замене только одной лампы фары будут светить разным светом.
“Псевдоксеноновые” лампы
В связи с ростом интереса к “ксеноновому свету” появились галогеновые лампы с измененным спектром, близким к солнечному. По яркости они превосходят обычные. Лампы с измененным спектром от известных производителей вполне соответствуют европейским стандартам.
Однако необходимо отличать от этих изделий сомнительную продукцию с колбой синего или голубого цвета. Для получения необходимого светового потока “лжексенонки” делают более мощными (до 100—180 Вт), в связи с чем могут возникнуть серьезные проблемы с электрооборудованием. Применение таких ламп (в некоторых случаях) снижает полезную световую мощность фар и контрастность освещения из-за сужения цветового спектра. Они хуже освещают дорогу и быстрее перегорают.
Общие рекомендации
В случае отсутствия автоматического (не ручного) корректора необходимо периодически проверять правильность установки фар и по необходимости ее регулировать.
Если при движении ночью с ближним светом встречные водители сигнализируют об ослеплении – немедленно проверьте регулировку света. Загрязнение, даже незначительное, рассеивателей может привести к 3—4-х кратному уменьшению освещенности пространства перед автомобилем.
Для удаления грязи целесообразнее не вытирать фары “всухую”, а мыть их, так как твердые частицы, содержащиеся в ней, могут поцарапать поверхность рассеивателя или защитного стекла, уменьшая его прозрачность.
При замене лампы не следует прикасаться руками к колбе. Жировые пятна, остающиеся на поверхности, при нагревании замутняют колбу. В дальнейшем стекло может треснуть из-за термических напряжений.
После замены ламп желательно восстановить герметичность фар.
Причиной снижения силы света может быть ненадежность электрических контактов. Наиболее частая неисправность — коррозия в месте контакта провода массы с металлическим корпусом фары или кузовом.
Не следует устанавливать в фару лампы с мощностью, значительно превышающей рекомендуемую. Недопустимо применять лампы, для нее не предназначенные, с использованием различных адаптеров. Это приведет к ослеплению встречных водителей из-за большей яркости и нарушения установки света.
Кроме того:
увеличивается вероятность перегорания спирали лампы из-за перегрева;
возможно оплавление пластмассовых деталей и растрескивание стекол;
повышенный ток может привести к повреждению контактов и изоляции.
До переоборудования под газоразрядные лампы следует определить последствия, связанные с существенным изменением конструкции автомобиля (см. Правила дорожного движения). По мнению специалистов, это недопустимо, так как выполнить все обязательные условия установки практически невозможно.
Применение пластмассовых защитных колпаков нежелательно, так как они:
быстро теряют прозрачность из-за низкой абразивной стойкости материала;
даже новые уменьшают силу света примерно наполовину;
делают указатель поворота в блок-фаре трудноразличимым;
существенно ухудшают охлаждение фар.
1 “Ксеноновые” газоразрядные лампы стали применяться с 1992 года. Сегодня многие крупные производители устанавливают их как стандартное оборудование автомобилей.
2 Цветовая температура это спектральная характеристика излучения источника света. Солнце имеет световую температуру около 5000—6000 град. Чем ближе цветовая температура лампы к этой величине, тем ближе спектр источника излучения к солнечному свету.
Цветовой диапазон газоразрядных ламп ограничен в Правилах ЕЭК ООН № 99 диапазоном 3500-5000К.
Увлекаться источниками света с цветовой температурой выше 5000К не стоит, так как восприятие глазами света с такой цветовой температурой заметно хуже по сравнению с 4300К.
С одной стороны ослепление прямым светом с высокой цветовой темературой ощутимо сильнее, с другой стороны отражается такой свет от мокрой дороги плохо, что сильно снижает видимость дороги и отрицательно влияет на безопасность дорожного движения.
3. Письмо ФГУП НИИАТЭ об эффективности использования газоразрядных ламп в фарах, предназначенных для галогеновых ламп.