Автомобильные фары – виды современного освещения и технологии будущего

BMW 7-серии

Новое поколение БМВ 7-ой серии является не первой моделью Баварской автокомпании, на которой появились передние лазерные фары. Мы напомним, что впервые немецкая автомарка применила эту лазерную оптику на своем спорткаре i8. Эта модель стала первой в мире серийной моделью, на которой были установленны инновационные лазерные передние фары. 

Если сравнивать их со светодиодными фарами, то лазерная передняя оптика имеет более интенсивный луч света. Кроме этого, лазерные фары более энергоэффективны, чем их светодиодные аналоги. Как утверждает автокомпания БМВ, то лазерный световой луч в модели авто i8 может освещать дорогу на расстоянии до 600 метров. Это вдвое больше, чем дальность светодиодных фар установленных на таком же BMW i8.

Новая флагманская модель 7-ой серии получила точно такую же технологию лазерных фар, как и на суперкаре авто i8, которая идеальным образом вписалась в новый дизайн этого роскошного седана.

И еще, передние лазерные фары машины придают новой “семерке” серьезной агрессивности и более индивидуальный стиль, которые делают ее не похожей на другие автомобили.

В качестве заключения…

Как бы там ни было, линзованная оптика — это эффективный и проверенный временем источник освещения, несмотря на все недостатки линзы популярны, о них мечтают, их ставят и ими гордятся. Другое дело — конкуренция с другими видами фар! На фоне светодиодной и лазерной оптики нового поколения, линзы выглядят несколько архаично, к тому же светодиоды и прочие матричные фары светят гораздо мощнее и эффективнее, но как говорится, это уже совсем другая история… Да и цена у линз и этих супер-инновационных фар будет разная. Поэтому линзы все еще в теме и все еще мега популярны среди понимающих и тех, кто в теме.

У меня все, пишите ваши комментарии и мнения относительно линзовой оптики, делитесь впечатлениями от данного типа фар. Делитесь статьей со своими близкими в соц. сетях, буду признателен за такой вклад в развитие нашего проекта. Всем пока.

Особенности выбора противотуманных фар

Принцип выбора противотуманок для автомобиля во многом схожа с таковым при выборе обыкновенной головной оптики, основное отличие кроется в принципе их конструкции, а также мощности установленного источника света. 

1. Выбирая противотуманные фары для авто, предпочтение следует отдать   галогенным лампам. Соотношение «функциональность – стоимость» у таких моделей максимально эффективна. Ксеноновые лампы, ввиду наличия блока розжига, установить в маленькие противотуманки сложно, светодиодные же лампы неоправданно дороги;
2. Мощность установленных ламп должна находиться на уровне 30-50 Ватт;
3. Наружная поверхность стекла должна быть обработана специальным составом, препятствующим механическому воздействию и пескострую;
4. Яркость светового потока выбирается исходя из собственных предпочтений автолюбителя;
5. Крепление должно обеспечивать жесткую фиксацию противотуманной фаре на бампере и не допускать ее смещение во время движения авто;

Преимущества и недостатки использования

Преимущества очевидны:

1. Если сравнивать с обычным устройством, затраты электроэнергии будут одинаковыми, однако яркость у лазерной лампы будет значительно больше.
2. Прототип лазерных фонарей для модели BMW производят интенсивность свечения в 1,7–1,8 больше, учитывая то, что мощность является на 50% ниже, чем у обычных устройств.
3. Данная оптика создается при помощи высоких технологий, а потому ее «зрительность» не только четче, но и дальше, по сравнению с ксеноновыми фарами.
4. В составе оптики находятся микроконтроллеры, которые ограничивают направленность пучка света. Этот механизм защищает остальных водителей от помех.

Несмотря на то, что плюсов очень много, есть и минусы, как и в любом техническом оборудовании. Очевидный недостаток – цена. Чтобы позволить себе такую оптику нужно хорошенько зарабатывать. Кроме того, не каждая машина действительно нуждается в таких «прибамбасах». Другим недостатком является то, что сделать своими руками такое устройство практически невозможно.

Светодиодные лампы

В ближайшем будущем светодиодные фары сыграют ключевую роль в снижении энергозатрат. Osram Sylvania прогнозирует, что в течение четырёх лет они будут установлены в 20% всех новых автомобилей. Новые автомобили Toyota и Ford уже имеют в стандартном комплекте светодиодный свет.

Нет никаких сомнений, что светодиодные фары ярче (3000 люмен ближнего света против 800 люмен галогенной лампы), а их светоотдача при цветовой температуре наиболее приближённая к дневному свету (5500 против 4500 Кельвин газоразрядной лампы и 2500–3000 Кельвин галогенной лампочки).

Но самый большой недостаток светодиодных ламп – это высокая стоимость их производства. Автопроизводители, инвестирующие в LED освещение, сторонятся стандартных форм сборок. К примеру, на Ford Explorer светодиодные фары фактически смонтированы по бокам с плавным переходом вперёд, в противоположность проекторным светодиодам Toyota Prius. Audi и Acura выстроили единичные светодиоды в форму отполированных драгоценных камней, Lexus RC F укладывает их в треугольник, а Ford F-150 выставляет свои диоды в стиле, напоминающем кубик из толстого льда.

Каждая светодиодная фара требует изготовленные на заказ печатные платы с более чем 130 SMD компонентами, специальные алюминиевые радиаторы и отражатели. Поскольку автопроизводители обновляют или реконструируют свои модели каждые 3–6 лет, разработчики осветительного оборудования не в состоянии нести расходы по перестроению масштабных сборочных линий ради того, что в итоге является запатентованным малообъемным товаром. Человеческие руки в специально обустроенных помещениях контролируют значительную часть процесса производства светодиодов, от первого соединительного зажима до последней резьбовой оправы, что дополнительно ограничивает производительность, и увеличивает себестоимость единицы продукции. Например, Osram Sylvania производит более 100 млн галогенных ламп в году, 24 часа в сутки. Компания может сделать только 130,000 светодиодных фар для Ford F-150. Если светодиоды войдут в число потребительских товаров, автопроизводители вынуждены будут стандартизировать большинство осветительных ламп.

Преимущества

Галогеновый наполнитель позволяет увеличить срок бесперебойной работы прибора в 2-3 раза по сравнению с обычной лампочкой накаливания. К дополнительным преимуществам относят:

• небольшие размеры;
• низкое потребление электроэнергии;
• высокую светоотдачу.

Что такое галогенные фары глазами водителя? Это преимущественно низкая цена, большой ассортимент моделей и легкость замены.

Для автомобилей используются основные типоразмеры: MR11, MR16 в матовой или прозрачной колбе. Модельный ряд разработан для работы на переменном и постоянном токе. Нивелировать скачки напряжения позволяет стабилизатор— необходимая деталь в системе подключения.

Критерии выбора дополнительных фар

Основными критериями выбора устройств освещения являются:

• Изделие должно быть оснащено герметичным, прочным корпусом, иметь толстое стекло и надежные крепежи.
• Рекомендуется покупать разборные фары, чтобы в будущем иметь возможность поменять лампу самостоятельно.
• Качественная фара должна быть оснащена механизмом регулировки.
• Мощность фары не должна быть больше 50-60 Вт.

Выбрать правильные фары достаточно сложно, поэтому следует тщательно изучить вопрос и подойти к данной процедуре ответственно. Рекомендуется не экономить на данном оборудовании, так как это может привести к покупке некачественной продукции, которая выйдет из строя за максимально короткий период времени.

Дополнительные фары дальнего света Benlogic

Каждая линзованная фара включает в себя следующие основные компоненты:

Лампа: каждая фара нуждается в лампочке. Фары этого типа могут использовать галогенные, ксеноновые (HID) и светодиодные лампы в качестве источника света. Лампы в линзованных фарах могут быть намного ярче, чем лампы в фарах с отражателем.

Отражатель: как и в классическом типе фары, в линзах также есть компонент, называемый отражателем. Именно эту функцию он и несет. Разница лишь в том, что в нем используется отражатель в форме эллипса вместо параболического. Разница в форме приводит к тому, что свет, излучаемый лампой в линзах, фокусируется в узкой точке рядом с передней частью отражателя, где он встречает затвор, или, как его еще называют, корректирующий экран.

Экран: является одним из наиболее важных компонентов в системе данного типа, и это тот элемент, которого у классических корпусов отражателей попросту нет. Компонент прерывает световой луч снизу, что вызывает резкое его отключение, тем самым эффективно направляя пучок на дорогу, а не позволяет ему ослеплять других водителей транспортных средств. В некоторых автомобилях этот световой затвор можно поднимать и опускать для переключения между ближним и дальним светом.

Линза (объектив): это последний компонент, который вы обнаружите в передних фарах. Он предназначен для равномерного распределения уже сформированного пучка света, направленного эллиптическим отражателем и затвором. Некоторые линзы также имеют функцию, которая дополнительно смягчает границу между светом и неосвещенной частью дороги.

Диаграмма, показывающая работу линзованных фар:

Все фары, оборудованные линзами, обладают одинаковой базовой конструкцией, но могут использовать несколько разных типов ламп. Вот основные типы, с которыми автомобилисты чаще всего встречаются на дороге (краткое пояснение к каждому из типов):

Галогеновые: в первом поколении фар использовались галогенные лампы, такие же как в обычных осветительных приборах прошлого и настоящего. Эти фары обычно дают более равномерный луч света, чем фары с отражателями, – это плюс. Но при этом обладают более резкой границей между светом и темнотой – это плохо, даже несмотря на использование более старой технологии менее ярких галогенных ламп.

Ксеноновые: второй тип фар с линзами, который пришел несколько позже, – ксеноновые HID-лампы. Они доступны и достаточно распространены сегодня.

Они намного ярче, чем традиционные галогенные лампы, а служат дольше. При этом стоит помнить, что хоть ксенон лучше галогена, ставить HID-лампы в корпус линзы, предназначенный для галогена, – это плохая идея. Может не только быстро потускнеть отражатель, но и сотрудники ГИБДД вас за такие эксперименты не похвалят.

Светодиодные: новейший тип источников света в фарах. Они очень энергоэффективны и служат гораздо дольше, чем галогенные или ксеноновые лампы. Если они никогда не повреждались, светодиодные фары могут даже пережить автомобиль, в котором они установлены.

Halo, или «ангельские глазки»: вы видели эти светящиеся обрамления линз в фарах BMW и других производителей. Выглядит красиво. Отличительная черта, ставшая визитной карточкой именно линзованных фар. Несмотря на это, сами по себе ореолы не используют технологию линз, но тесно связаны именно с ними.

На самом деле эти кольца созданы с использованием около полудюжины различных технологий, таких как лампы с флуоресцентным освещением с холодным катодом (CCFL), светодиоды и даже лампы накаливания.

Линзованная оптика: что это, как работает и в чем ее преимущества?

Линзованная оптика — сегодня довольно часто встречается подобное словосочетание. Фары с линзами имеют большую популярность за счет своей эффективности, а также красивого и стильного внешнего вида.

Как и большинство новинок, линзованная оптика изначально была доступна только для дорогих авто бизнес- и премиум-класса. Однако сегодня линзы встречаются на многих авто, к тому же при желании любой может установить линзы на свой автомобиль. В паре с яркими ксеноновыми лампами или мощными светодиодами линзы обеспечивают прекрасный свет, который не идет ни в какое сравнение с обычными фарами на отражателях.

Конструктивные особенности линзовой оптики позволяют ей генерировать более мощный пучок света, который способен освещать гораздо больший участок дороги, нежели обыкновенные фары с отражателями. Световой пучок лучше сфокусирован и светит именно туда, куда его направили, не рассеиваясь по всей дороге.

Преимущества

• снижение аварийности. Адаптивные фары отлично справляются с освещением проезжей части и прилегающих территорий. Благодаря этому водитель лучше оповещён обо всём происходящем на трассе, что позволяет вовремя среагировать и выполнить необходимые действия для предотвращения ДТП.
• более комфортное управление для водителя. Автоматический свет избавляет водителя от необходимости в переключении режимов работы фар. Оптика, установленная в машине, самостоятельно подстраивается под рельеф местности и условия освещения.  
• помощь шофёру на опасных дорожных участках. Адаптивные фары проявляют себя лучше по сравнению со стандартной оптикой на опасных участках дороги (резких поворотах, подъёмах и спусках), а также в условиях минимальной видимости (туман).
• наличие интеллектуальной системы управления. Адаптивный свет в современных бизнес-седанах и других автомобилям подстраивается под определённую дорожную ситуацию без участия водителя. Система принимает верное решение с минимальной вероятностью ошибки на основании данных, полученных от большого количества датчиков. Шофёру только необходимо выбрать режим работы умных фар.

Способы управления головным светом

Способ включения передних блок-фар в автомобиле зависит от марки, модели и комплектации машины. В бюджетных вариантах предусмотрен ручной способ управления оптикой. Водитель использует специальный переключатель, который может быть установлен под рулем или на панели управления.

В более современных и дорогих моделях присутствует устройство, автоматически включающее свет фар при определенных условиях. Например, оптика может начинать работу в момент запуска двигателя. Иногда устройство включения фар объединено с датчиком дождя или специальными элементами, реагирующие на уровень освещенности.

Главная задача передних блок-фар — освещать дорогу и обеспечивать безопасность в темное время суток

Как и другие элементы автомобиля, передние блок-фары продолжают совершенствоваться. Они приобретают не только яркий и технологичный дизайн, но и улучшенные световые характеристики. Однако главная задача головных фар остается неизменной и заключается в обеспечении безопасности водителя, его пассажиров и других участников дорожного движения в темное время суток. системе освещения автомобиля занимают передние блок-фары (головного света). Они обеспечивают безопасность поездок в вечернее и ночное время, освещая дорогу перед транспортным средс…» />

Плюсы и минусы матричной оптики

Среди положительных свойств матричных фар можно выделить их удобство, интеллектуальное управление и повышенную безопасность. Особенно в темное время суток и в условиях плохих погодных условий. За счет матриц светодиодов обеспечивается более яркий свет и главное в нужном направлении. Среди недостатков таких фар выделяется их очень высокая стоимость. За одну фару можно выложить тысячи а то и десятки тысяч долларов, что далеко не всем по карману. Причем, в плане эксплуатации такие фары требуют к себе очень бережного отношения. Иногда только один небольшой удар может стать причиной необходимости их замены. Кроме того, если в такой оптике из строя выходит даже один светодиод, всю фару придется менять. и это вне зависимости от того, что производители подобных осветительных приборов всегда выдают гарантию на них на 10 лет.

Подробнее о матричных фарах пойдет речь в этом видеоматериале: Опубликовано: 05 июня 2021

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.

Классификация фар по назначению

Но автомобильные фары классифицируются не только по виду источника света. Они бывают ближними, дальними, противотуманными, ходовыми, передними и задними.

Фары ближнего света предназначены для обеспечения водителям видимости в обычных световых и погодных условиях.

Фары дальнего света обеспечивают обзор дороги на большом расстоянии (до 60 м) в темное время суток. Однако высокая яркость света этих фар может стать источником опасности для водителей встречных машин – ослепленные, они теряют видимость и управление. Дальний свет рекомендуется использовать на трассах за пределами крупных населенных пунктов.

Кстати, систему переключения между ближним и дальним светом придумали в 1915 году специалисты компании Guide Lamp Company. Но поначалу 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, но поначалу он был ножным.

Противотуманные фары используются в любом современном автомобиле. Они незаменимы 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.

Преимущества перед остальными типами фар

Как мы уже упоминали, светодиодные источники света стали постепенно вытеснять традиционные. Причиной послужила их экономичность и более длительный срок эксплуатации. И если говорить про матричные фары, то они обладают целым рядом дополнительных преимуществ:

1. Габаритные размеры — галогенная и газоразрядная оптика требуют большого пространства для установки, а светодиоды легко разместить даже на маленькой плате.
2. Срок эксплуатации — система состоит из минимального набора элементов, которые подвержены сбоям и выходу из строя.
3. Яркость освещения — показатель регулируется количеством установленных светодиодов.
4. Управление освещенностью зон — с помощью датчиков и систем распознавания автомобиля происходит автоматический анализ объектов и изменение световых режимов.

Работа системы в темное время суток

Ксеноновые

Ксеноновые или газоразрядные лампы дальнего света обеспечивают яркое освещение ночной дороги и обочин за счет свечения ксенона после прохождения дугового разряда в колбе. Главный недостаток фар — ослепление водителей встречного транспорта и запрет на переоборудование штатной галогеновой оптики со стороны ПДД.

Ксеноновые лампы в фары имеют минимальный срок работы в 2800 часов. Модель D2S (R) вырабатывает яркость от 1500 л, имея свет максимально приближенный к дневному. Практически не используются в ДХО, для дневных ходовых лучше поставить в фары привычные галогенки. Преимущества ксенона:

• хорошая освещенность дороги;
• срок службы не менее 3 лет;
• не нагревает блок фары.

Предназначение

Каждая разновидность устройств освещения разработана для определенных условий передвижения. Дополнительные фары ближнего и дальнего света позволяют увеличить видимость и простые в установке. Они предназначены для освещения дороги в плохую погоду, а также позволяют видеть обочину в темное время суток.

Прожектора отличаются выдачей сверхмощных потоков света, что идеально подойдет для ночного вождения. С данным устройством передняя часть автомобиля, дорога и обочина будут отлично просматриваться. Минусом использования данной разновидности фар является яркий свет, способный ослепить водителей, движущихся навстречу.

Противотуманные фары хелла отлично освещают путь при дожде, снегопаде и тумане. Направление луча позволяет увидеть дорогу снизу, где воздействие погодных условий минимально. Покупатели могут приобрести круглые, овальные, квадратные и продолговатые модели.

Каждый тип фар имеет свое предназначение, поэтому стоит определиться, с какой целью устанавливаются устройства и только потом приобретать их.

Классовое неравенство

Только Volvo предлагает широкий набор настроек головного света. В частности, у водителя есть возможность выбирать скорость, на которой происходит переход с ближнего света на дальний и обратно.

Разница в конструктивной сложности фар и систем управления ими оказалась настолько значительной, что мы разбили участников теста на несколько условных групп. Обладатели самых простых систем – Hyundai Tucson, Nissan X‑Trail и Toyota Land Cruiser 200. На Ниссане и Тойоте установлены полностью светодиодные фары и система автоматического управления дальним светом. Hyundai ее лишен, а по LED-технологии у него выполнен только ближний свет. Зато он умеет дополнительно подсвечивать повороты, чему не обучены оба «японца».

Вторую группу сформировали Infiniti Q50, Jaguar XF и Cadillac Escalade ESV, которые обладают внушительным арсеналом для борьбы с «силами тьмы»: располагают полностью светодиодными фарами, системой автоматического управления светом и функцией подсветки поворотов.

К высшей категории мы отнесли Audi Q7, Mercedes-Benz C‑класса, Volvo XC90 и Lexus LX. В довесок к перечисленным выше функциям они являются обладателями так называемых матричных фар, которые умеют сегментарно приглушать свет, чтобы не слепить водителей встречных и попутных машин, – и теоретически должны на голову превзойти прочих участников теста по качеству освещения дороги.

Общепринятой методики сравнительных испытаний современной светотехники нет. Поэтому, как и в случае с системами автоматического торможения (ЗР, 2015, № 6), мы разработали собственную тестовую программу, включающую комплекс различных упражнений.

Тесты поделили на три этапа. Для начала – статические испытания. В определенных точках замеряем люксметром освещенность в режиме ближнего и дальнего света, а также оцениваем работу боковых и поворотных фар (при их наличии). Затем в динамике проверяем, насколько четко и быстро функционирует автоматическое включение и выключение дальнего света, а еще – как работает матричная технология. На десерт – регламентированный тестовый маршрут по дорогам общего пользования, где, в отличие от рафинированных условий полигона, есть другие автомобили, дорожные знаки, мачты освещения и прочие особенности, сбивающие с толку управляющую электронику.

Из-за значительных технических различий и сильного разброса цен мы не стали расставлять участников теста по ранжиру, но лучших в отдельных дисциплинах ­выявили.

Принцип работы

Данное устройство берет за основу работу обычной противотуманки. Главной задачей такой фары является то, что на нее не опадают осадки, потому что оптика находится в неудобном положении – ниже линии тумана.

Принцип работы лазерных фар точно такой же: они, можно сказать, учитывают расположение изморози. Свет ложится прямо на дорогу красной полоской, сигнализируя для остальных водителей. Несмотря на то, что в качестве света выступают светодиоды, благодаря которым работает лазер, фары являются не источником освещения, а элементом энергообеспечения.

Неважно какова фара, внутри нее атомы активного вещества потребляют некоторое количество энергии, преобразовывая его в фотоны. Например, устройство лампы накаливания имеет вольфрамовую нить, которая при нагреве испускает свет

Этот принцип модифицировался и преобразился. Лазерные фонари могут обеспечить такую мощность, которая в несколько раз превысит мощность базовых ксеноновых ламп (автор видео — Techno Drive).